[发明专利]一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法

说明书

本发明涉及一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法，该方法根据挖泥主船性能和疏浚工程边界条件建立泥驳系统运行数学模型，以挖泥主船待驳时间和泥驳累积停滞时间为评价指标，根据数学模型计算结果选定最佳的泥驳选配方案和最佳的初始装驳顺序。本发明减少了主船和泥驳的停工时间，可迅速确定某项疏浚工程的最佳泥驳选配方案和最佳初始装驳顺序，提高挖泥主船时利率和日产量，同时避免泥驳资源浪费，降低项目成本，提升项目效益，该方法适用范围广，对于疏浚工程中挖泥主船单面、双面装驳，以及不同性能参数的泥驳系统均可使用。

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域，特别是涉及一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法。

背景技术

泥驳是装载和运输疏浚土的驳船，疏浚工程中常采用挖泥船装驳、泥驳卸泥的方式进行疏浚作业，如射流泵船、潜水泵船、气动泵船、斗式挖泥船及部分配备装驳系统的绞吸船在取土区挖泥后装驳，泥驳重载航行到卸泥区后卸泥再返航继续下一挖泥周期，此时需要根据挖泥船性能及工况条件配备适量、适用的泥驳。

驳船数量的确定十分重要，泥驳数量不足会导致施工主船待驳时间过长影响时利率和产量，泥驳数量过多则会造成泥驳因等待靠驳而停滞时间过长，造成泥驳资源的浪费。我国疏浚与吹填工程施工规范(JTS 207-2012)关于泥驳数量的计算公式有一定局限性，仅限于计算单一泥驳船型、主船双面靠驳的情况，而实际施工中，主船可能仅满足单面靠驳条件，且同一泥驳系统中各泥驳性能往往不同，常用泥驳的舱容在几百方至几千方不等，部分为自航泥驳、部分为非自航泥驳，载重量、卸泥方式各不相同，因而装驳时间、航行时间、卸泥时间、离靠驳时间等会有所区别，面对复杂的泥驳系统，无法套用规范公式计算不同泥驳投入的最佳数量，更无法确定不同泥驳装驳方案的最佳初始装驳顺序。

因此，一般在挖泥船施工之前，要在工前策划阶段根据土质、运距等工况条件以及挖泥船性能，在可用的备选泥驳中确定泥驳系统中驳船的数量、具体组成以及泥驳初始装驳顺序。同一泥驳系统中驳船的性能参数可相同也可不同，对于驳船性能参数相同的泥驳系统，仅需要确定泥驳系统中驳船的数量即可；但对于驳船性能参数不同的泥驳系统，不同的泥驳数量、组成方式、泥驳初始装驳顺序都会有不同的施工效果。针对特定的施工工况和挖泥船，用几艘泥驳、用什么样的泥驳、泥驳初始装驳顺序如何安排，这些问题需要开发一种新方法来计算确定。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法，该方法可根据数学模型计算结果选定最佳的泥驳选配方案和最佳的初始装驳顺序，减少主船和泥驳的停工时间，避免泥驳资源的浪费，节省疏浚项目成本、提升项目效益；适用范围广，对于疏浚工程中挖泥主船单面、双面装驳，以及不同性能参数的泥驳系统均可使用。

本发明是这样实现的，一种疏浚工程泥驳选配和初始装驳顺序确定的方法，该方法根据挖泥主船性能和疏浚工程边界条件建立泥驳系统运行数学模型，以挖泥主船待驳时间和泥驳累积停滞时间为评价指标，根据数学模型计算结果选定最佳的泥驳选配方案和最佳的初始装驳顺序；

根据泥驳系统运行数学模型计算最佳泥驳配置和初始装驳顺序的步骤如下：

S1：泥驳运行横道图

每艘泥驳一个运行周期内要经历装驳时间、离驳与重载航行时间、卸泥及调头时间、轻载航行及靠驳时间；假定泥驳系统共有泥驳n艘，定义i＝1,2…n，且初始装驳按此顺序进行装驳作业，重载运距L_i1，轻载运距L_i2，泥驳重载航速v_i1，轻载航速v_i2；泥驳i一个运行周期各阶段的时间如下：装驳时间t_i1、离驳时间t_i2、重载航行时间卸泥及调头时间t_i4、轻载航行时间靠驳时间t_i6；

每个泥驳运行横道图由首部U_i1、尾部U_i2组成，定义矩阵U：