三峡升船机下引航道信号控制研究

南航

摘要：三峡升船机作为船舶通过三峡大坝的快速通道，布置在三峡船闸右侧，其上下游引航道有一段与三峡船闸公用，共用航段内船流密度大，船舶进出引航道会让频繁，容易发生船舶碰撞险情。为此，三峡通航管理部门在三峡船闸和三峡升船机下游引航道交汇去设置了通行信号灯。笔者对三峡船闸及三峡升船机下引航道的通航环境进行了分析，结合船舶交通流、船舶航行的航路航法和会让等待点等提出了三峡升船机下引航道信号控制方案。

关键词：交通；通行信号；引航道；三峡升船机；控制

中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）07-0059-03

三峡升船机是目前世界上最大的升船机，作为船舶通过三峡大坝的快速通道，建成以后，能一定程度缓解船舶过坝通航压力，提高三峡河段通过能力，对促进长江经济带发展发挥重要作用。

随着升船机的投入运行，区域内的通航环境也发生了重大的变化，升船机上、下游引航道大部分与三峡船闸共用，航路交叉在上下游共用引航道内同时存在，且船流密度进一步加大，通航安全隐患增加，而升船机作为快速通道，其运行效率和运行安全也是影响三峡枢纽通航的关键所在。因此，在“安全第一，兼顾效率”的通航调度原则下，针对三峡升船机投入运行后可能存在的通航安全风险，依据进出三峡船闸和升船机船舶的航路航法，研究信号灯布置及控制方案，对降低区域通航安全风险，保障枢纽水域通航安全具有重要意义。

1 三峡船闸及三峡升船机下引航道内的航路航法

1.1 三峡船闸下引航道航路航法

（1）三峡船闸双线运行时，上行船舶从北线船闸通行，下行船舶从南线船闸通过；单线运行时，船舶按调度部门的指令通过；

（2）船舶在引航道内应各自靠本船右舷一侧航行；

（3）引航道内船舶禁止追越或者并列行驶；

（4）船舶进人三峡船闸应按规定显示信号，同时注意本船舶尺度，水面以上高度不超过18.0m。

1.2 三峡升船机下引航道内的航路航法

（1）通过升船机引航道的船舶应各自靠本船右舷一侧行驶，禁止追越或者并列行驶。

（2）上行进升船机的船舶在进入升船机下引航道前，应在等让区（升船机下左右通航标下方约150-200m处）等候，在确认无进出三峡船闸船舶的情况下，横驶进入升船机下引航道，靠本船右舷一侧上行，与下行出升船机的船舶互从左舷会船。

（3）船舶在升船机引航道靠船墩并排靠泊船舶总宽度不超过50m。

（4）进出升船机的船舶应避让进出三峡船闸的船舶。

（5）进出升船机船舶应按通行信号有序进出升船机及其引航道。

（6）船舶进出升船机航道前后，应按三峡船闸引航道有关航行规定行驶。

1.3 三峡船闸及三峡升船机下引航道内的航路航法对进出升船机船舶的影响

首先，根据三峡升船机下引航道航路航法：“上行进升船机的船舶在进入升船机下引航道前，应在等让区（升船机下左右通航标下方约150-200m处）等候，在确认无进出三峡船闸船舶的情况下，横驶进人升船机下引航道，靠本船右舷一侧上行，与下行出升船机的船舶互从左舷会船”。同时，“通过升船机引航道的船舶应各自靠本船右舷一侧行驶，禁止追越或者并列行。”因此，对进出升船机船舶的影响主要有：①上行进升船机船舶，要尾随上行进北线船闸船舶进入下游共用引航道，可能造成上行进升船机船舶在下游共用引航道口门等让，影响升船机通航效率。②上行进升船机船舶在等让区（升船机下左右通航标下方约150-200m处）等候会让时，可能与下行出三峡船闸的船舶存在安全隐患并影响升船机通航效率。③上行进升船机船舶在横驶进入升船机下引航道时与下行出三峡船闸的船舶存在航路交叉，如果单纯依靠船舶观察瞭望确认有无进出三峡船闸船舶，存在重大的安全隐患。④下行出升船机船舶在下行出升船机下引航道时，由于通航视距受限，又与下行出三峡船闸的船舶存在航路交叉，并且无法确认有无下行出三峡船闸船舶，也存在重大安全隐患。

其次，进出三峡船闸的同闸次的船舶具有连续，且平均每闸次有4至5艘船舶。进出升船机的船舶在主动避让进出三峡船闸的船舶时，对进出三峡船闸的船舶的艘次可能出现遗漏，形成危险紧急局面，存在重大安全隐患。

2 升船机下引航道的通航环境

2.1 升船机下引航道的通航环境

升船机下引航道包括两部分，一部分是和三峡船闸共用引航道部分（以下简称共用引航道），一部分是升船机专用下引航道部分（以下简称升船机下引航道）。

下行出升船机船舶由于通航视距受限，需在下引航道内有等让区；在共用引航道内，由于进出三峡船闸船舶和进出三峡升船机船舶存在航路交叉，按照三峡船闸运行优先原则，也需在共用引航道内设有等让区。

2.2 升船机下引航道的通航环境对进出升船机船舶的影响

升船机下引航道内（包括共用引航道），船舶进出频率高，且呈批次通行（整闸或几闸船舶同时进出），船流相对密集，航路情况较为复杂。

在现有通航条件下，下引航道内，上行进入升船机的船舶，需先沿下游共用引航道北岸一侧航行，过西陵长江大桥后沿升船机下游引航道与下游共用引航道交汇处过河，进入升船机下游引航道，此时与出三峡船闸下行的船舶存在航路交叉，严重影响通航安全。下行出升船机的船舶，沿下游专用引航道航经交汇处时，让清出三峡船闸下行船舶后进人下游共用引航道，但是通视条件受中隔岛阻碍，与出三峡船闸下行船舶不能互见，也存在重大安全隐患。综上所述，在交汇处口门区，极易发生船舶碰撞事故。

3 三峡升船机下引航道信号灯控制方案研究

鉴于升船机下引航道内的通航环境和航路航法对进出升船机船舶的影响，在升船机下引航道内设置通行信号灯，确保区域内的通航安全是势在必行。

3.1 信号灯的位置及型式选择

信号布置原则：通行信号布置既要对下游进出升船机的船舶能进行有效控制，又不能对正常进出三峡船闸的船舶有所干扰。

基于上述原则，邀请业内的航运专家、航运企业的代表和三峡局内管理部门的代表，经实地反复踏勘、广泛调研和征求意见的基础上，确保进出升船机下引航道的船舶，能无障碍观察通行信号灯，研究确定在升船机下游隔流堤处和西陵长江大桥下游共布设2套交通通行信号灯及控制设备。其中，升船机下游隔流堤处布设的交通通航信号灯为双面通行信号灯（以下简称“专用通行信号标”），作为指示性标志，对进、出升船机下引航道的船舶进行交通指示；西陵长江大桥下游布设的交通通行信号灯作为提示性标志，结合引航到特点，研究决定提示性通行信号为“Y”通行信号灯（以下简称“异形信号灯”），对升船机和三峡船闸共用引航道内的船舶给予交通流控制提醒。交通通航信号灯布设位置详见图2。

3.2 信号显示方式

在下引航道内设置升船机专用控制信号，主要目的是引导进出升船机的船舶，进行必要的等让。上行进升船机专用引航道的船舶和下行出升船机专用引航道的船舶，可根据信号，待下行出三峡船闸船舶全部经过交汇处后再行上（下）行，以避免碰撞危险。

专用通行信号灯等为双面信号灯，上游面对升船机专用引航道，下游面对升船机和三峡船闸下游共用引航道；异形信号灯的（“Y”）一角指向三峡船闸下引航道，另一角指向升船机下引航道。

双面信号灯的上游面和下游面可以同时为绿灯或红灯，也可以同时分别为绿灯（红灯）和（绿灯）红灯；异形信号灯指向升船机下游引航道的信号灯和双面信号灯下游面同步；异形信号灯指向三峡船闸下引航道方向的信号灯正常情况下显示绿色，在三峡船闸全部停航时可显示红色。

3.3 信号控制流程

根据信号布设原则和信号显示方式，可确定信号灯控制流程图3所示。

3.4 信号控制方案

信号控制的依据是南线船闸是否开门放下行船舶。当南线船闸六门开始开终时，隔流堤上双面指示性信号灯显示红灯，禁止进出升船机的引航道的船舶通行，同时，西陵长江大桥下左岸的“Y”异形提示信号灯指向升船机引航道的一侧也显示红灯提示。当南线船闸下行船舶全部通过交汇水域时，隔流堤上双面指示性信号灯显示绿灯，进出升船机的船舶可以通行，同时，西陵长江大桥下左岸的“Y”异形信号灯指向升船机引航道的一侧也显示绿灯提示。而“Y”异形信号灯指向三峡船闸一侧正常情况下为常绿。

另外，信号灯在三峡船闸停航、升船机停航和升船机单向运行时也可以对该水域的船舶交通流进行控制。升船机和三峡船闸的通航状态共有四种组合，但不同状态下的灯光信号对船舶交通流的控制共有30种，综合灯光显示模式只有六种，如表1所示。

由表1所示，当升船机和三峡船闸均正常运行时，信号灯的控制是模式1和模式2，当升船机的运行方式发生变化和三峡船闸的运行发生变化时，均可以通过通过信号予以及时控制。

4 结束语

通过合理的通行信号灯的布置和信号控制方案，可以实现对下游进出升船机船舶的进行有效控制。能有效保证三峡大坝下游进出升船机和三峡船闸的船舶在下游引航道区域内的航行安全，保障三峡船闸、升船机运行的均衡有序和饱满运行，发挥三峡水利枢纽最大通航效益。