【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调度方法，属于内河水运。
技术介绍
1、为加快建设交通强国，推动水运高质量发展，近年来我国不断提高航道畅通保障能力以及完善内河船闸运行调度，尤其在出现船闸拥堵或突发应急状况时，更需要以船闸为枢纽均衡航道中的交通负荷，保障船闸运行效率和船舶安全。在船闸较多、分布较为集中的地区，相邻船闸之间的协同调度是解决船闸拥堵、提高船闸应急调度能力的有效措施。船闸协同调度是指在一定区域范围内，根据船闸运行特点和船舶通航需求，结合航道网特征，在各要素信息交互的基础上，基于区域内航道网的船舶交通流特征，对相邻船闸的调度计划预编排，优化配置航道与船闸的水域空间资源，平衡控制各船闸的交通负荷，使得区域内船舶总通过量最大。这是一种符合内河航运发展趋势和需求的创新管理模式，具有重要的理论意义和实践价值。
2、现有船闸的协同调度主要通过船闸管理所之间的信息交互，进行船闸流量的控制，实现对相邻船闸积压船舶的分流。例如当某船闸因汛期作停航安排时，及时联系上下游的相邻船闸承担受泄洪影响无法正常通航期间的船舶分流工作，则到达船舶会大批量滞留在相邻船闸及航道中，很容易造成航道拥堵，导致消化积压船舶耗时长，船闸运行管理风险成倍增加。事实上，在船闸协同调度过程中，不仅是要考虑到船闸的通过能力，航道中停泊的船舶数量也应加以约束。
技术实现思路
1、根据上述提出的现有实施船闸协同调度中的不足之处，本专利技术更全面的考虑到航道中能够允许停靠的船舶数量，提供一种基于交
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调度方法，所述协同调度方法包括：
4、获取船闸与航道要素信息，确定各船闸系统的排队容量；
5、基于船闸与航道要素信息，以及各船闸系统的排队容量，确定多梯级船闸协同调度方案。
6、进一步地，所述多梯级船闸包括由上游到下游以此设置的多个船闸，相邻船闸之间通过航道连接。
7、进一步地，每个所述船闸系统包括该船闸、待闸区及其相邻航道。
8、进一步地，每个所述船闸系统的排队容量为该船闸系统的待闸区的可停靠船舶数量与相邻航道上允许停靠的最大船舶数量之和。
9、进一步地，基于船闸与航道要素信息，以及各船闸系统的排队容量，建立基于交通时空资源配置的航道-船闸协同调度模型，具体为：
10、
11、vi-t＝ri-1-t，i≥2
12、
13、式中，i＝1，2，...，n，n为多梯级船闸的船闸数，n≥2；vi-t为船闸i第t小时的船舶到达数量；ci-t为船闸i第t小时的通过能力；ri-t、ri-t-1分别为船闸i第t小时、第t-1小时的放行船舶数量；di-t、di-t-1分别为船闸i第t小时、第t-1小时的待闸船舶数量。
14、进一步地，基于所述航道-船闸协同调度模型，确定多梯级船闸协同调度方案，包括以下两种情形：
15、(1)针对船闸1，如果v1-t≤c1-t，则所有船舶无需排队，直接通过船闸1；如果v1-t>c1-t，则按照先到先过的服务原则，在先到达的ci-t艘船舶直接通过船闸1，其他船舶排在第t+1小时到达的船舶之前等待第t+1小时过闸；
16、(2)针对船闸i，i≥2，如果di-t≤ai，则按照(1)中方法排队过闸；如果di-t>ai，则相邻船闸之间进行如下系统调度：对ci-1-t进行限制，减少vi-t，直至di-t≤ai；其中，ai为船闸系统i的排队容量。
17、进一步地，所述航道内，所有船舶匀速航行且互不干扰，但每艘船舶的航速不完全相同，每艘船舶的航行方向不完全相同。
18、另一方面，本专利技术还提供一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调度系统，所述协同调度系统包括协同模块及其连接的过闸模块、待闸模块、航道模块和；
19、所述过闸模块，用于管理各船闸每次开闸放行的行为，并实时记录船闸的名称、船闸通过能力、到达船舶数量和放行船舶数量；
20、所述待闸模块，用于记录各船闸的待闸区的船舶数量以及总待闸时间；
21、所述航道模块，用于记录航道的名称、长度、连接的上下游船闸、船舶航速，根据船舶行驶的速度和上游船闸的放行船舶数量生成下游船闸的到达船舶数量；
22、所述协同模块，用于根据如权利要求1-7中任一所述的方法进行船闸协同调度。
23、另一方面，本专利技术还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如上所述的方法。
24、另一方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述方法的指令。
25、本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
26、(1)本专利技术从交通时空资源配置的角度出发，在以往关注当前拥堵船闸或突发应急状况船闸的基础上，同时关注与其进行协同的船闸，共同实现整个多梯级船闸系统的交通负荷均衡分布，达成船闸协同调度的更优目标；
27、(2)本专利技术完善了现有实施船闸协同调度中的不足之处，更全面的考虑到航道中能够允许停放的船舶数量，在模型中设置了系统排队容量作为限制条件进行模拟；
28、(3)本专利技术有助于推动内河航道船闸协同调度的研究，符合内河航运发展趋势和需求的创新管理模式，具有重要的理论意义和实践价值。
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1.一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调度方法，其特征在于，所述协同调度方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多梯级船闸包括由上游到下游以此设置的多个船闸，相邻船闸之间通过航道连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述船闸系统包括该船闸、待闸区及其相邻航道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述船闸系统的排队容量为该船闸系统的待闸区的可停靠船舶数量与相邻航道上允许停靠的最大船舶数量之和。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于船闸与航道要素信息，以及各船闸系统的排队容量，建立基于交通时空资源配置的航道—船闸协同调度模型，具体为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述航道-船闸协同调度模型，确定多梯级船闸协同调度方案，包括以下两种情形：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航道内，所有船舶匀速航行且互不干扰，但每艘船舶的航速不完全相同，每艘船舶的航行方向不完全相同。
8.一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，其特征在于，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至7中任一所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至7中任一所述方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种基于交通时空资源配置的多梯级船闸协同调度方法，其特征在于，所述协同调度方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多梯级船闸包括由上游到下游以此设置的多个船闸，相邻船闸之间通过航道连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述船闸系统包括该船闸、待闸区及其相邻航道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述船闸系统的排队容量为该船闸系统的待闸区的可停靠船舶数量与相邻航道上允许停靠的最大船舶数量之和。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于船闸与航道要素信息，以及各船闸系统的排队容量，建立基于交通时空资源配置的航道—船闸协同调度模型，具体为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述航道-船闸协同调度模型，确定多梯级船闸协同调度方案，...
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