林賢 趙尊榮 裴鴻斐 陳梓豪

摘要：針對汛期三峽河段通航流量突變對既定船舶過壩計劃組織干擾問題，本文運用Petrl網(wǎng)理論對流量突變下的交通組織架構(gòu)進行了描述和分析，構(gòu)建了基于流量突變下的動態(tài)交通組織架構(gòu)，提出貫穿流量突變“事前-事中-事后”的交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式，在此基礎(chǔ)上梳理出配套組織流程，以提高應(yīng)對可操作性和響應(yīng)速率。

關(guān)鍵詞：流量突變;Petrl網(wǎng);交通組織;響應(yīng)模式

中圖分類號：U692文獻標識碼：A文章編號：1006—7973（2022）05-0105-03

三峽水利樞紐工程的建成，極大地改善了長江上游的通航條件，船舶大型化發(fā)展趨勢明顯，過閘貨運需求迅猛增長，其航運效益發(fā)揮在助推長江經(jīng)濟帶建設(shè)，服務(wù)沿江經(jīng)濟帶發(fā)展中起到了重要的作用。但由于上游汛期降雨來流不均，通航流量[1]非規(guī)律性變化乃至流量突變直接影響過壩船舶正常交通組織，為此，基于汛期流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式研究，可為汛期流量突變下的船舶交通組織應(yīng)急管理、轄區(qū)船舶通航安全保障提供參考。

1基于流量突變下的交通組織理論及技術(shù)方法研究

船舶交通組織可分為靜態(tài)交通組織和動態(tài)交通組織[2]，靜態(tài)交通組織指的是制定航行規(guī)則達到對通航水域內(nèi)船舶的制度化管理;動態(tài)交通組織指的是根據(jù)實時通航環(huán)境的改變，為保障通航安全，通航管理部門對該通航水域?qū)嵭械囊幌盗薪煌ü苤拼胧?。因此，流量突變下的交通組織應(yīng)急模式研究，屬于動態(tài)交通組織范疇，通過運用Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建基于流量突變下的交通組織結(jié)構(gòu)，為后續(xù)交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式研究提供基礎(chǔ)。

1.1Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)概述

Petri網(wǎng)是由庫所、變遷和連接庫所與變遷的有向弧組成的一種圖形化研究工具[3]，可以用數(shù)學(xué)描述離散并行的系統(tǒng)，適用于描述異步的、并發(fā)的系統(tǒng)模型，它既可以用嚴格的數(shù)學(xué)方式表述，也可以用直觀的圖形表達。

作為一種圖形化建模工具，Petri網(wǎng)利用四個標識元素進行系統(tǒng)建模：位置（place）、轉(zhuǎn)移（transition）、?。╝rc）、托肯（token），其中用位置、轉(zhuǎn)移、弧的連接表示系統(tǒng)的靜態(tài)功能，通過轉(zhuǎn)移點火和托肯的移動描述系統(tǒng)的動態(tài)行為。用Petri網(wǎng)建模一個實際系統(tǒng)時，網(wǎng)圖由結(jié)點和弧組成，如圖1所示，結(jié)點是網(wǎng)的位置和轉(zhuǎn)移，弧是位置和轉(zhuǎn)移組成的有序偶，從結(jié)點x到y(tǒng)的箭頭（有向弧）表示有序偶（x，y）。網(wǎng)系統(tǒng)的初始標識（M0）描述被模擬系統(tǒng)的初始狀態(tài)，以此為基點發(fā)生一個變遷就命名一個新的標識（Mi），變遷的接連發(fā)生和標識變化構(gòu)成了網(wǎng)系統(tǒng)的運行過程。在關(guān)聯(lián)矩陣C、標識M、點火序列U確定后，可以利用網(wǎng)狀態(tài)方程來表征Petri 網(wǎng)的變化過程，即：Mn+1=Mn+CUn+1。此外，狀態(tài)標識變遷與否和變遷結(jié)果，由Petri網(wǎng)觸發(fā)規(guī)則所決定。

1.2基于交通組織的Petri網(wǎng)

流量突變下的交通組織受流量突變量、躍遷檔次、躍遷次數(shù)、流量值等因素的交互約束，組成交通組織系統(tǒng)的簡單個體之間存在著或強或弱的相互作用。針對交通組織架構(gòu)重組過程流的層次性與交叉性，傳統(tǒng)的理論方法不能很好地表征組織架構(gòu)的上述特征，因此選擇運用Petri網(wǎng)方法設(shè)計交通組織架構(gòu)。根據(jù)流量突變下的交通組織實際狀況，結(jié)合汛期通航調(diào)度組織相關(guān)要求，利用Petri網(wǎng)對基于流量突變下的交通組織架構(gòu)進行構(gòu)建。為便于模擬分析，利用Petri網(wǎng)的“顏色”特性，把交通組織中具有相同行為特征元素歸屬到一個位置節(jié)點或變遷節(jié)點，通過托肯傳遞表征系統(tǒng)動態(tài)行為，從而簡化模型結(jié)構(gòu)。

從交通組織具體流程來看，其整體過程一般概括為四個方面，即接到梯調(diào)中心的流量突變信息、先期組織、配套組織調(diào)度、后期處置。先期組織是對流量突變前通航要素的搜集處置，涉及多個業(yè)務(wù)部門的信息傳遞與跨界協(xié)調(diào)，決定交通組織的效果。配套組織調(diào)度包括流量突變受限船舶、重點船舶、重點閘次、運行銜接、兩壩匹配等環(huán)節(jié)，由于流量突變下的交通組織基于流量躍遷等級，針對不同的躍遷等級，采取不同的交通組織對策和保障措施，因此在這一過程中判斷流量躍遷的等級成為交通組織的關(guān)鍵。后期處置的包括交通管控中止、有序疏導(dǎo)受限船舶、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各部門等恢復(fù)正常的通航秩序，相關(guān)的交通組織架構(gòu)如圖2所示，基于流量突變的交通組織的Petri網(wǎng)架構(gòu)如圖3所示。

Petri網(wǎng)架構(gòu)圖中的庫所與變遷含義如表1所示，當指揮中心接到梯調(diào)中心的流量變化報告后，會啟動先期的交通組織工作，與此同時收集相關(guān)通航信息;其次，判斷流量突變躍遷等級，Dispatch為各個流量突變躍遷等級下交通組織過程的次生變遷;隨后，確定相應(yīng)的交通組織方案并實施，然后收集交通組織實施情況;再次對流量突變進行核實，需要向梯調(diào)中心進行信息核實;最后，進入后期處置環(huán)節(jié)，恢復(fù)正常通航。

2基于流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式研究

基于流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)是面對事件全過程的動態(tài)管理，一套適應(yīng)其事件的應(yīng)急響應(yīng)模式[4] 不但可以高效地采取應(yīng)急響應(yīng)措施，而且可以整體聯(lián)動事件應(yīng)對相關(guān)要素，合力保障轄區(qū)內(nèi)公共利益以及船方的生命財產(chǎn)安全。

2.1應(yīng)急響應(yīng)架構(gòu)

構(gòu)建基于流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式，旨在解決涉及流量突變的應(yīng)對處置工作中，由于多主體職責分工不明確、響應(yīng)程序不連貫等而造成的沖突、低效的問題。

當流量突變發(fā)生時，應(yīng)急響應(yīng)體系按照“預(yù)警-響應(yīng)-實施-結(jié)束”的常態(tài)進程運作，當指揮中心接到梯調(diào)中心流量突變預(yù)警信息后，指揮中心會向梯調(diào)中心再次核實，確定流量突變的時間段，突變躍遷量等相關(guān)突變信息，根據(jù)流量突變躍遷進行預(yù)警分級，選擇配套應(yīng)急方案，實施應(yīng)急交通組織。若隨著時間的推移，流量突變相對于早期的預(yù)警信息有較大的變化，適時作出組織方案的調(diào)整，在流量突變結(jié)束后，做好現(xiàn)場的交通管控及后期的總結(jié)評估工作，如圖4所示。

2.2應(yīng)急響應(yīng)流程

根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)思維流程，針對流量突變下的交通組織特點，從“事前-事中-事后”的角度出發(fā)，確定一套基于流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)模式?；诹髁客蛔兿碌慕煌ńM織與事前準備、事中應(yīng)對、事后處置有著密不可分的關(guān)系，在流程中每一步合理的響應(yīng)，可以使流量突變所造成的通航風險得到控制，具體基于流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)流程如圖5所示。

由圖5可知，根據(jù)以往水文氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，通?？梢缘玫搅髁客蛔兊囊话阋?guī)律，適機預(yù)先開展應(yīng)急演練，為流量突變下交通組織的快速應(yīng)急響應(yīng)做準備。當收到流量突變預(yù)報時，立即判斷流量突變躍遷的等級，啟動預(yù)警，實施相應(yīng)級別的應(yīng)急響應(yīng)與部署。

當確定流量將發(fā)生突變時，指揮中心會與各基層單位進行應(yīng)急會商，啟動相對應(yīng)的交通組織應(yīng)急方案進行應(yīng)急處置，并實時地獲得梯調(diào)中心的流量信息反饋，過程中根據(jù)流量突變態(tài)勢變更應(yīng)急響應(yīng)等級，重新部署相對應(yīng)的交通組織應(yīng)急方案。當應(yīng)急響應(yīng)結(jié)束后，指揮中心應(yīng)做好后續(xù)的工作部署，要及時掌握現(xiàn)場的交通組織執(zhí)行情況、通航建筑物的運行情況、實時的水文氣象情況等信息，積極有序疏導(dǎo)受限船舶，并在多部門的協(xié)同協(xié)作下恢復(fù)轄區(qū)內(nèi)的常態(tài)化通航，做好常態(tài)化交通組織工作，最后對本次的應(yīng)急響應(yīng)進行總結(jié)、反思和評價，從而提高應(yīng)急處置能力。

3結(jié)語

基于Pet·警-響應(yīng)-實施-結(jié)束”應(yīng)急響應(yīng)處置程序，提出了“事前-事中-事后”應(yīng)急響應(yīng)模式，并結(jié)合三峽河段應(yīng)對流量突變的職能分工，梳理了應(yīng)對流量突變下的交通組織應(yīng)急響應(yīng)總體流程圖，以充分發(fā)揮相關(guān)部門的應(yīng)急分工協(xié)同作用，為防汛通航實踐提供指導(dǎo)，提高應(yīng)對流量突變的交通組織水平。

參考文獻：

[1]趙寒寒，楊曦，杜榮，馮志濤.長江三峽一葛洲壩水利樞紐兩壩間航道汛期通航流量新舊標準對比分析[J]，中國水運，2021，（02）：156-158.

[2]吳兆麟.朱軍編著.海上交通工程[M]，第2版，大連：大連海事大學(xué)出版社，2004：422-467.

[3]李亞軻.基于隨機Petn網(wǎng)的跨域突發(fā)事件應(yīng)急聯(lián)動機制研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2019.

[4]唐文喆.船舶交通管理系統(tǒng)在事故應(yīng)急響應(yīng)中應(yīng)用研究[D].大連海事大學(xué)，2013.