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通航建筑物功能恢复决策技术研究

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王文革杨海斌

摘?要：基于监测数据，结合通航建筑物用途、分类、结构，以及通航建筑物的维修保养手册、标准规范等内容，对通航建筑物分类、结构、部件、部件属性、属性内容、量化内容等进行有效梳理后设计出数据结构，在采用信息化技术搭建研发的通航建筑物功能恢复决策系统中，通过相关数据管理功能构建维护维修保养矩阵，并结构化存储维修保养矩阵数据，决策系统结合维修保养矩阵数据和实时监测数据生成维修保养建议，为通航建筑物功能恢复提供决策支持，并提升决策水平。

关键词：通航建筑物;船闸;维修保养矩阵;数据结构化;信息化管理;编码

中图分类号：U643?文献标识码：A

内河航运是综合交通运输体系的重要组成部分，加快内河航道建设，大力发展内河航运，推动港航融合发展，实现水力资源的综合利用，就是贯彻落实运输结构转型升级、实现绿色低碳发展的重要举措。

以江苏省谏壁船闸为例，截至2020年12月31日，谏壁船闸船舶通过量突破1.94亿t，再创历史新高。2020年全年，谏壁船闸共开放套闸22689闸次。船舶通过量1.94亿t，同比增长5%;货物通过量1.18亿t，同比增长3.5%。从这组数据中我们可以看到，保障船闸运行效率、减少船舶积压、保持安全高效运行对推动地方经济、发展我国内河航运事业有重大意义。

国内内河航道基础设施普遍存在服役状态监测能力弱、安全预警防控能力差等突出问题，主要制约因素在于内河航道基础设施面临复杂环境，其监测预警的重大共性关键技术尚未取得突破，国家重点研发计划任务相关执行单位正在积极攻克各类内河航道设施，包括航标、整治建筑物、通航建筑物等的监测方法，形成内河航道设施服役状态的在线智能监测技术，据此建立内河航道设施的服役状态预警模型，研发内河航道设施功能恢复的决策技术，来增强我国内河航道设施的智能监测预警能力及决策水平。

1数据结构梳理

通航建筑物是用于克服集中水位落差或地形障碍而升降或通过船舶的水工设施，又称过船建筑物。通航建筑物按功能可分为升降船舶的建筑物和通过船舶的建筑物。升降船舶的建筑物又可分为船闸与升船机两种基本型式。现代过船建筑物应用最多的是船闸，其次是升船机。

以船闸为例，通过分析江苏省地方标准船闸维护规程[1]得知，船闸结构主要分为闸门、阀门、启闭机、电气、水工建筑物及其附属设施等大类。每个大类结构下根据当前大类结构的特性细分出很多部件小类结构。

以闸门为例，闸门按其类型可分为升卧闸门、横拉闸门、三角闸门、人字闸门等。

以横拉闸门为例，横拉闸门下包含了门体、推拉牵引装置、链条、吊杆、销轴、侧向导轮、固定螺栓螺母、轨道、轨床、轨道压板及螺栓等部件结构，每个小类部件结构都具有运行观测属性，属性的内容根据部件结构特性细分出很多属性的内容。

以横拉闸门为例，横拉闸门运行观测属性的内容包含了运行平稳、运行不平稳、有漏水、无漏水、运行有抖动、运行无抖动、运行有异常声响、运行无异常声响、启闭时间在规定范围内、启闭时间不在规定范围内等。

横拉闸门不光只具有运行观测属性，还同时具有维修保养属性，维修保养属性的内容包括了挡水面板及其他钢构件局部变形严重或开裂部位应采取矫正、补强等措施修复等。

从横拉闸门维修保养属性的内容可以看出，这些属性内容可以細分到每个运行的小类结构部件中，因为每个运行的小类结构部件都具有运行观测属性，而每个运行观测属性的内容都会有与其对应的维修保养属性的内容。还可以将运行观测属性的内容按度量范围进一步细化，如裂口长度可量化出几种范围，每种范围将有对应的维修保养属性内容，即横拉闸门门体运行观测结果为局部开裂有漏水，采集裂口长度等量化数据或形变量化数据，那么对应的维修保养属性内容中就会有挡水面板局部开裂部位、形变部位的量化范围是什么，采取矫正、修补、补强或直接更换门体等措施进行修复。

通过以上对横拉闸门的举例分析后就可以得出维修保养矩阵的数据结构及其关系型存储结构，通过信息化技术设计构建出数据结构后就可以实现对船闸、闸门、横拉闸门、门体、运行观测属性，属性内容、维修保养内容进行数据树形结构化、关系化存储，从而构建出通航建筑物的维修保养矩阵。

2信息化管理

通过信息化技术搭建研发通航建筑物功能恢复决策系统可对通航建筑物的维修保养矩阵数据可进行信息化的维护管理。系统可按前后分离架构实现系统业务功能。服务端可采用如java等进行构建，前端页面可采用如vue.js等进行构建，关系型数据存储可采用开源的数据库中间件，如mysql等构建。

系统中可通过部件管理进行通航建筑物的分类、结构、部件进行树形结构化维护。即先维护通航建筑物的大类，如船闸、升船机、引航道等。然后在每个大类下维护主体结构，如船闸下可维护闸门、阀门、启闭机、电气、水工建筑物及其附属设施等结构。结构下可