船闸管理技术手段现代化探析
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作者: 徐祖亮
摘 要：船闸管理现代化牵涉管理体制机制、技术手段、组织效能与人才队伍等诸多方面，文章就三峡船闸
和葛洲坝船闸管理现代化要素之一的技术手段现代化问题进行了分析探讨。
关键词：船闸 监测数据 集控系统
三峡通航管理局（简称三峡局）自“十一五”以来，陆续提出通航管理服务水平、通航安全保障水平和通航科技研发水平三个国际一流的发展目标，并不断丰富其内涵。船闸管理是三峡通航管理的重要组成部分，要实现三峡通航的“三个国际一流”，就必须实现船闸管理水平的国际一流，而要达此目标，必须实现船闸管理的现代化。船闸管理现代化，包括船舶过闸调度组织现代化、船闸运行管理现代化、船舶过闸安全保障现代化和船闸维修保障现代化，牵涉管理体制机制、技术手段、组织效能与人才队伍等诸多方面。
?荩船闸管理技术手段现代化的必要性
三峡船闸是世界一流的现代化船闸，这一点无可置疑。但三峡船闸部分设施设备有其不适应过闸船舶船型发展需要的问题。葛洲坝船闸也在不断地进行现代化改造，总体水平也处于国际先进水平。但是，船闸本身的现代化与船闸管理现代化，并不必然是同一范畴的概念，两者之间既有联系，又不能等同。船闸管理现代化，是指以现代化的手段和方式运用船闸、管理船闸、组织船闸通航。
船闸设计建设，依照船闸设计规范而行，而现行设计规范，并未系统地包含管理手段和方式的技术标准。因而建成的船闸，其管理设施和手段并不一定齐全，往往与船闸本身的技术先进性和现代化水平不相适应，也与船闸通航环境和管理要求不相适应，三峡船闸和葛洲坝船闸也不例外。这就需要管理部门根据船闸运用与船闸通航的需求，另行规划建设高标准的船闸管理配套设施系统，为实现用一流手段和方式管理一流船闸创造物质技术条件。
三峡、葛洲坝船闸面临着通过能力需求持续高速增长的巨大压力和复杂多变的船舶过闸安全保障压力，客观要求船闸少停航、高效率、无安全隐患，要求船闸科学调度、高效运行、有效监控、精心维护和快速检修。而要实现这些要求，单靠人力是难以达到的，必须在技术手段上寻求突破，要系统地实现船闸管理技术手段的现代化。
?荩船闸管理现代化技术手段的构成体系和要素
船闸管理技术手段现代化应当涵盖船闸管理及其通航保障的各主要方面，包括船闸运行和船舶过闸安全监控、船闸设施检查维护、船闸快速检修、船舶过闸调度组织、过闸船舶事故应急救助和船闸综合管理信息化等环节。技术手段现代化是一个不断发展的过程，以下仅从现实需要与可行性原则出发，探析三峡、葛洲坝船闸技术手段现代化的构成体系和要素。
1.船闸运行与船舶过闸的安全监控自动化
船闸运行和船舶过闸安全监控自动化，既要提高安全可靠性能，又要解决人力所不及和减员增效的问题。三峡、葛洲坝船闸运行已具备工业电视等监控手段，现阶段要解决的是两大问题：
一是人字门对中与合拢自动监测（简称门缝监测）。船闸运行对双边闸门关终后的对中状态有误差限制要求，而高水头船闸人字门的关终门缝状态受诸多因素影响，多有变化且重复性较差。因此每一闸次人字门关终后都要确认门缝安全对中状态，现有的行程开关检测并不可靠，特殊时段需要人工检视。为了提高门缝的安全可靠性，需要运用现代控制技术，实现门缝监测自动化。葛洲坝船闸已做过项目研究试验，后续的是要在葛洲坝船闸完善推广，并在三峡船闸改进应用。在所有人字门上安装门缝自动监测装置，将监测数据引入集控系统，实现超差报警，进而可实现自动调节。
二是闸室船舶安全停靠线自动检测。现在的停靠线安全检查，一靠工业电视监视，二靠现场人工核查（需要有人值守）。存在的问题是闸墙上的停靠线标志易污损。船方看不清标志，停靠容易越位；运行人员看不清标志，无法判断船舶停靠安全状态。要保持标志线清晰，就需要每年除污刷新，停航施工占时较多，严重影响船闸通航。这在三峡船闸成了一大重症。要破解这一难题，需要应用现代技术，在所有停靠线（每闸室4条）装设自动检测装置，将停靠线标志虚拟化，用可靠的技术手段自动检测船舶是否遮挡停靠线，并将检测信号送至集控系统显示，超限报警。巴拿马船闸已成功解决了闸室船舶停靠安全自动监测问题，我们可以借鉴。
船舶过闸安全监控主要着眼于三项措施。一是船舶吃水深度检测和预警。吃水深度检测技术已立项进行试验研究，检测装置正在三峡船闸上游口门做试验。但试验与应用尚存较大距离，后续要解决装置远距离布设难题和预警信息处理，检测只有在船舶进入待闸水域前进行才能预防船舶超吃水隐患。二是过闸船舶超高和进闸超速自动检测，可以集成于同一装置，国内已有机构开展研究。三是过闸船舶身份自动识别，可以借鉴公路车辆身份识别技术加以改造应用，国内有的收费船闸正在进行此类技术研究。
2.船闸设施检查维护手段现代化
目前，船闸定期维护主要是针对水上设备设施进行，水下设备设施检查维护由于手段所限难以经常化。2010年11月27日三峡船闸北五反弧门联门轴脱落事件警示我们应当采取有效手段，在不停航的情况下实施对船闸水下设备设施的定期检查维护。可置备水下机器人等现代化装备仪器，运用水下摄像等技术定期对人字门止水及门库淤积、反弧门止水及吊杆联结、检修门槽障碍物等设备设施进行检查，发现问题及时采取维修措施，避免酿成事故。
3.船闸检修手段现代化
三峡、葛洲坝船闸长期面临巨大的通航压力。为了保证船闸安全高效运转，要对设备设施进行及时有效的修理，同时又要最大限度地减少检修停航时间，两者之间存在矛盾。化解这一矛盾的必由之路就是快速检修。而要实现快速检修，除了科学组织之外，必须实现检修手段的现代化，包括检修装备现代化和技术应用现代化两个方面。
检修装备现代化的目标，一是通用装备机械化，就是要求通用装备品种齐全、性能优越，具备整体或分组快速机械化开进、展开、作业的能力。二是专用装备全面化、自动化和模块化。船闸检修现场展开、实施修理，除了必要的通用装备外，对快速检修具有决定性影响的是专用装备的全面化和自动化。要对各主要设备拆装修理事项设计制造专用装备，尽可能实现专用装备的自动化，如人字门同步升降系统；按检修项目和主要工艺流程编组配套专用装备，大型装备实行模块化运输和拆装。专用装备主要包括高空深井交通专用装备，大型构件部件拆卸专用工装和专用修补机械。近年来，三峡局开展了专用装备研究开发工作，取得了一些成果，但不能满足快速检修的总体要求，尤其对三峡船闸快速检修来说远远不够。比如高空深井交通装备，不仅需要研制开发，还需要成规模建造；输水廊道特别是斜井廊道的检修移动平台，需要花大力气研制；专用拆卸工装需要成系列研制开发，等等。
技术应用现代化，就是要针对机械、电气、水工各专业要求高、难检修的项目、部位，分别试验研究高水平的技术、工艺方案，形成一系列的工艺技术模块，并配套确定材料组织渠道，定向确定加工及施工合作单位，做到像应急预案一样，需要时启动，按程序运用。
4.船舶调度组织现代化
近年来，三峡局已建成GPS综合应用系统、两坝枢纽通航调度系统和水上交通监管系统，基本实现了船舶调度组织的现代化，这是船闸管理率先实现现代化的唯一组成部分。今后一个时期的任务是不断改进完善调度系统和调度组织，二是注重研究调度系统如何实现与正在规划建设的长江航运ATS系统的对接与融合问题，研究开发集数字导航、船舶自动识别、船岸信息互通等功能于一体的智能化船用终端，改造三峡通航调度系统，实现调度组织信息化的升级换代。
5.过闸船舶事故应急救助手段现代化
近年来，交通运输部、长航局着力加强长江航运水上交通事故应急救助系统建设。三峡、葛洲坝船闸过闸船舶事故应急救助是长江水上交通事故应急救助的特殊一环，应当重点对待，按照现代化的标准建立过闸船舶事故应急救助系统。三峡局前两年已经通过西部科研课题研究了过闸船舶事故应急救助关键技术，需要转化研究成果，实施项目建设。一是建造闸室遇险人员快速救生装备，二是建造闸室船舶受损救险装备，三是建立快速反应的救援机制。至于闸室消防灭火系统设施，则是另一专项建设问题。
6.船闸综合管理信息化
船闸管理信息化的必要性和重要性在于两大方面，一是大力提升船闸运行管理水平和效率，二是实现船闸运行管理、安全管理、维修管理等各项管理的信息共享和系统集成，目标是建成船闸综合管理信息系统。近几年，三峡局下属各单位分别开展了船闸运行、设备管理、电子巡检、备品备件管理等信息系统的研究开发，有的已投入使用，但这些系统各自为政，没有形成综合效能，应用平台落后。葛洲坝船闸管理信息系统已列入建设规划，但建成何种规模的系统尚不明晰。三峡集团公司于2009年启动三峡船闸管理信息系统方案研究，定位于生产管理系统，因体制阻隔和使用主体多元化，系统的综合性难以定位。葛洲坝船闸管理全部事权在三峡局，具备建设综合管理信息系统的条件，当以规划建设为契机，在全国率先建成具有现代化水平的船闸综合管理信息系统。
船闸管理技术手段现代化不止于以上探讨的内容，比如设备设施状态监测等也是应当包括的组成部分。但就其必要性、紧迫性和可行性来看，上列六个方面的技术手段现代化，应作为近、中期的目标和任务。
?荩实现船闸管理技术手段现代化的途径
一是要试验研究。无论最终建设主体是谁，技术手段的研究应以三峡局为主，分门别类逐一立项开展试验研究。有的可与产商联合试验研究，有的可通过申报立项与科研院所联合研究开发，有的可自主研究开发。
二是要规划立项。根据试验研究与开发成果，分期规划。属于行业投资建设的，报部立项；属于枢纽工程业主投资建设的，报请业主立项。应尽可能地争取行业立项投资，便于掌握主动权。
三是建设使用。上文列出的各项现代化管理手段工程项目，应当争取在两个五年计划内建成，并陆续投入使用。
(作者单位：长江三峡通航管理局)
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