三峽葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度問題的研究

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1、華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文三峽-葛洲壩聯(lián)合通航調(diào)度問題的研究姓名：肖恒輝申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：系統(tǒng)分析與集成指導(dǎo)教師：齊歡20080522華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文接近船閘的現(xiàn)場調(diào)度，因此其優(yōu)點(diǎn)可以盡量發(fā)揮兩壩的分壩通過能力，其缺點(diǎn)是兩壩間銜接不夠，通常會使得兩壩間船舶大量積壓；從兩壩之間距離“不遠(yuǎn)”來看，調(diào)度策略歸結(jié)可為集中調(diào)度，即統(tǒng)一編制調(diào)度計劃，其優(yōu)點(diǎn)是計劃銜接和兩壩間銜接合理，其缺點(diǎn)是受通過能力小的一壩約束，使得整體通過能力受到影響。本文正是針對兩種調(diào)度模式進(jìn)行比較分析，根據(jù)調(diào)度實際情況，引

2、入了兩壩間的面積緩沖和待閘時間的懲罰，得出了兩壩聯(lián)合調(diào)度最優(yōu)策略—集中協(xié)調(diào)結(jié)合兩壩分壩實施的策略。(3)提出了滾動時窗調(diào)度。本文通過混沌時間序列分析的小數(shù)據(jù)量方法對船舶的歷史過閘數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出了船舶過閘的混沌特性，根據(jù)混沌時間序列的短期預(yù)報方法，獲得了能保證調(diào)度計劃準(zhǔn)確性的預(yù)測時窗范圍。借鑒滾動調(diào)度的思想，根據(jù)混沌時間序列預(yù)報提供的參考時窗，設(shè)計了滾動時窗調(diào)度。通過實驗分析，結(jié)果表明滾動時窗調(diào)度切實可行，合適時窗的滾動調(diào)度得出的過閘計劃和船舶的實際過閘記錄更為接近，因此滾動時窗調(diào)度可以生成更準(zhǔn)

3、確的調(diào)度計劃來指導(dǎo)船舶的現(xiàn)場調(diào)度。(4)從全流程調(diào)度來看，為了優(yōu)化船舶現(xiàn)場調(diào)度，本文提出了閘外編排和計劃調(diào)整的概念。分析了船舶在進(jìn)閘調(diào)度中的操作流程，考慮了調(diào)度的安全性和船舶進(jìn)閘耗時，建立了閘外編排的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了相應(yīng)的啟發(fā)式求解算法，將模型的目標(biāo)和約束條件通過啟發(fā)式方法生成船舶在閘外的排序法則。在現(xiàn)場調(diào)度中，計劃調(diào)整的操作主要用來幫助現(xiàn)場船舶調(diào)度的優(yōu)化和應(yīng)急，相對閘外編排而言，計劃調(diào)整是一種閘內(nèi)編排。通過實驗表明閘外編排和計劃調(diào)整切實可行，考慮了船舶進(jìn)閘時間和安全性原則，可以提高日開閘次數(shù)，可

4、以生成安全高效的進(jìn)閘方案。最后本文介紹了作者作為項目負(fù)責(zé)人設(shè)計和開發(fā)的長江三峽通航管理局的“三峽—葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度系統(tǒng)工程應(yīng)用軟件開發(fā)項目（包括系統(tǒng)軟件）”。在實際的航運(yùn)調(diào)度管理系統(tǒng)中包括計劃編制子系統(tǒng)和信息管理子系統(tǒng)，本章從系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的角度給出了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和工程應(yīng)用。結(jié)合了聯(lián)合通航調(diào)度模型、調(diào)度策略和算法、滾動時窗調(diào)度，以及閘外編排和計劃調(diào)整這些理論的聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)，經(jīng)過兩年的正式運(yùn)行檢驗，表明調(diào)度系統(tǒng)及其相應(yīng)的調(diào)度模型與調(diào)度策略具有很好的普適性，很好地實現(xiàn)了理論和工程實踐相結(jié)合。研

5、究三峽—葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度問題解決了工程應(yīng)用中的實際問題，也為這類帶有不確定性的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度問題提供了一定的研究方法。關(guān)鍵詞:三峽—葛洲壩;聯(lián)合通航調(diào)度;多目標(biāo)規(guī)劃;滾動時窗調(diào)度;閘外編排II華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文AbstractWiththelarge-scaleandcomplexityofsystemsincreasing,thelarge-scalecomplexschedulinghasbecomeoneofthehotestproblems.Basedonthebackgroundo

6、ftheprojectontheco-schedulingsystemsengineeringofthetheThreeGorgesDamandtheGezhoubadam,thenetworkschedulingwiththeuncertaintyisdiscussedandthemethodsofmodelingandoptimizationforthesenetworksarestudied.AstheGoldenChannel’sgorgeoftheYangtzeRiver,theThre

7、eGorgesreachfromMiaoHetoZhongShuiMenis59kilometers,whereisthelocationofthehingeoftheThreeGorgesDamandtheGezhoubadam.Inordertoimprovethenavigationcapabilityfortheestablishmentofthedouble-linefive-gradeshiplocksoftheThreeGorgesDamandthethreeone-stepship

8、locksoftheGezhoubaDamasonewholeframework,theco-schedulingoftheThreeGorgesDamandtheGezhoubadamisimplementedforalltheshipstopassthedamsexpeditely.EffectivenavigationontheGoldenChannel’sgorgeisboundtobeofgreatbenefittotheYangtzeRivereconomically.