摘 要

三峡枢纽是我国长江水域交通大动脉的关键之地。随着长江沿线各省市经济的发展，三峡枢纽的客货通过量迅猛增长，于2011年首次突破亿吨，达到三峡船闸的设计通过能力。庞大的运输需求使三峡船闸的超负荷运行，导致船舶平均待闸时间急剧增长，船舶待闸成为常态。

本文在分析三峡枢纽通航现状的基础上，对三峡枢纽的过闸货运量进行预测，分析得到三峡枢纽船舶待闸趋势。随后，考虑船舶营运成本、货物运输时间价值、货物经时损失及货物运输风险等相关影响因素，构建了分船型船舶待闸停时经济损失模型。基于Arena仿真平台，构建三峡枢纽运输组织仿真模型，得到2030年前三峡枢纽历年船舶待闸时间。估算结果表明，至2030年长江三峡新通道建成前，船舶待闸造成的经济损失累计422亿元左右，年均经济损失高达30亿元。

关键词:三峡枢纽，船舶待闸停时，Arena仿真，经济损失估算

Abstract

Hub of the Three Gorges is the key to the water traffic artery in our country Yangtze River. Along with the economy development of the provinces and cities in Yangtze River, the hub of passenger and cargo throughput rapidly grew. The throughput exceeded one hundred million tons in 2011 for the first time, reaching the design capacity of the Three Gorges ship lock. Large transport demand led to the overload operation of Three Gorges ship lock, and the average time to lock sharply grew, the phenomenon of ships waiting to be locked becoming normal.

This paper forecasts the cargo throughput through the lock based on analysis of the current transportation situation of the Three Gorges dam, and get the trend of the ships waiting for lock in the future. Considering the relevant factors infecting the economic loss such as operating cost of the ship, the time value of the freight, the loss of the time-goods and the risk of cargo transportation, the model of economic loss of every kind of ship will be built. Then based on Arena simulation platform, building the Three Gorges transportation model, the ships waiting time for being locked until 2030 will be estimated. The economic estimation shows that until the new artery being built in 2030, the economic losses caused by the ship's delay to the lock will reach about forty-two billion and two hundred million Yuan in all, and the average annual economic losses will be as high as three billion Yuan.

Key Words：Hub of the Three Gorges; waiting time of ships to the lock; Arena simulation; estimation of economic loss

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 研究内容及技术路线 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 技术路线 3

第2章 长江三峡枢纽船舶待闸停时现状及趋势分析 5

2.1 长江三峡枢纽船舶待闸停时现状分析 5

2.2 长江三峡枢纽船舶待闸停时发展趋势分析 7

2.2.1 三峡枢纽船舶待闸停时成因分析 7

2.2.2 三峡枢纽过闸货运量预测 8

第3章 船舶待闸停时经济损失测算模型构建 22

3.1 船舶待闸停时经济损失影响因素分析 22

3.1.1 船舶营运成本 22

3.1.2 货物运输时间价值 22

3.1.3 货物经时损失 23

3.1.4 货物运输风险 23

3.2 基于船舶待闸停时经济损失影响因素的过闸货物及船舶分类 23

3.2.1 过闸货物分类 23

3.2.2 过闸船型分类 24

3.2.3 过闸船货匹配分析 25

3.3 船舶待闸停时经济损失测算模型构建 25

3.3.1 货物待闸停时经济损失测算模型 26

3.3.2 船舶待闸停时经济损失测算模型 30

3.3.3 基于船货匹配的分船型船舶待闸停时经济损失测算模型 32

第4章 长江三峡枢纽船舶待闸停时经济损失测算 34

4.1 船舶待闸停时预测 34

4.1.1 船舶待闸仿真模型建立 34

4.1.2 仿真输入参数确定 34

4.1.3 仿真结果输出 40

4.2 船舶待闸停时经济损失测算 40

4.2.1 相关计算参数确定 40

4.2.3 分船型船舶待闸停时经济损失测算 47

第5章 结论与展望 57

5.1 研究结论 57

5.2 研究展望 57

参考文献 57

致谢 60

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

三峡船闸是长江内河航运的关键之地，自2003年三峡枢纽投入运行以来，每年的客货通过量迅速增长，2011年三峡船闸客货通过量便突破亿吨， 2016年客货通过量更是达1.305亿吨，超过三峡船闸设计年通过量的30%。如此庞大的需求导致三峡船闸超负荷运行，过闸船舶平均待闸时间迅速增长，从2007年的每艘次几小时增加到2016年的40小时左右，船舶待闸已经成为常态^[1]。目前，针对船舶待闸积压已经有了较多的研究，然而，在这一常态造成的经济损失上，还未有相关的明确探索。对三峡枢纽待闸造成的经济损失进行评估，有助于我们对三峡枢纽相关问题进行新的比较决策。因此，针对长江三峡枢纽船舶待闸停时这一常态而将导致的经济损失进行估算具有十分重要的意义。

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国内研究现状

在对三峡坝区船舶待闸积压的相关研究中，张义军^[2]在三峡船舶积压对策探讨中发现，从 2010 年起，船舶积压待闸呈现出持续时间延长、疏散难度高等特征，并且这一现象呈现常态化趋势。目前，国内对于船闸通过量预测目前已有广泛的研究，如谈建平^[3]在三峡船闸通过能力的研究中对三峡枢纽区域的外贸进出口总额、区域生产总值分析，结合运用回归分析与弹性系数法组合的方法对三峡枢纽货运量进行预测。又有王轩、徐闪^[4]对船闸通过量预测模型进行对比研究，以对秦淮河船闸需求的预测问题为例，发现灰色系统理论模型优于直线、多项式、指数、S 曲线，其预测结果最为准确。

而在对船舶运输系统构建仿真问题上，已有较多学者有了较为深入的研究，朱顺应等^[5]在基于Arena的三峡枢纽运输系统仿真模型中，应用Arena仿真软件成功对三峡枢纽系统进行了模拟，得到了翻坝船舶比例和待闸锚地等待时间、排队长度的关系。刘清、余燕平^[6]在基于Arena的三峡船舶积压疏导策略效果研究中，动态模拟船舶通过三峡船闸全过程，发现在设置合理的管控线后，相较之前未设置管控线方案，明显缓解了船舶的过闸积压问题，缩短了船舶在坝前锚地的排队时间和排队长度。