[发明专利]基于液位差的恒流量船闸控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明属船闸控制的技术范畴，特别是指立足现有船闸控制系统架构，基于液位差的恒流量船闸控制系统和方法。

背景技术

我国是一个内河水运资源比较丰富的国家，流域面积在1000平方公里以上的河流约1600条，内河航道的总通航里程达12.37万公里；其中等级航道6.15万公里，占总通航里程的49.8％。6大水系的通航里程分别是：长江64016公里，珠江15952公里，黄河3333公里，京杭运河1410公里，闵江1973公里，淮河17201公里；此外，水运资源还涉及900余座大小湖泊的水域。古有隋炀帝建造的京杭运河贯通南北，今有新人类构建的中华航道遍布神州；发展内河水运是国家优化交通运输结构、建设低碳运输体系的重大举措之一，体现了创建资源节约型、环境友好型社会的国家意志。

现代社会的可持续发展有赖于绿色经济和低碳技术的支持。水路航运较陆路和航空运输具有运量大、占地少，能耗和运费低等优势；虽然客运市场中水运的份额微不足道，但在煤炭、铁矿、黄沙、石料、粮食等大宗货物运输市场中，水运无可比拟的价格优势无疑是全部货运手段中的首选、具有举足轻重的地位。资料表明：在长江水道，水运建设每投资1亿元，产生的运能是公路的17倍，铁路的3倍；吨公里水运能耗仅为公路的1/14、铁路的1/2；污染物单位排放量则是公路的1/15、铁路的1/1.2。单位GDP能耗，水运是铁路的1/6、公路的1/20。据专家测算，珠江水系的运输能力相当于20条铁路，而一艘1000吨级货船的运输量不逊于1列重载火车，内河水运的运输潜力由此可见一斑。

必须指出，内河水运的关键设施是船闸；船闸又称“厢船闸”，由闸室、闸首、输水系统、闸门、阀门、引航道及相应设备组成。船闸是向两端有闸门控制的闸室注/泄水、升/降闸室的水位，使船舶能克服航道中水位落差的厢行建筑物。船闸按纵轴上闸室级数可分为单级船闸和多级船闸。迄今为止，长江三峡的双线5级船闸仍是世界上建成船闸中级数最多的内河船闸；但就多数通航的内河航道而言，单级船闸就能满足通航需求。不失一般性又兼顾表述的简洁性，本发明以单级船闸为对象展开论述。鉴于船闸在内河水运系统中的重要性，船闸的可靠性始终受到设计施工方、运维业主方的广泛关注；另一方面，随着《船闸总体设计规范》(JTJ305-2001)的实施，提高船闸的通过能力和安全性、向过往船舶提供更好的过闸服务品质，亦已列入设计施工方、运维业主方的重要议事日程。我国船闸的自动控制系统研发始于20世纪70年代，以继电器为主要技术特征的时代已渐行渐远。目前，船闸控制系统大多构建在以光纤为主干的工业网络上，是集成船闸现地/远程控制，视频、消防和指挥调度功能的管控一体化系统；监控上下船闸闸首的液压启闭机、活动钢桥、冲淤系统、指挥调度系统、变配电设备，采集汇总船闸的运行参数。