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国内外关于航道通过能力计算方法的研究，很多是借鉴已有的相关经验公式，大部分不能确切地反映不同航道本身属性的特点，很多以（万吨/年）为单位的反映航道过货能力的公式，又对航道上控制段船舶流的运行特点描述不足，现对以往和新近提出的一些航道通过能力计算方法进行简单的分析，并予以总结。
1 航道通过能力计算方法综述
（1）西德公式：西德公式是上个世纪70年代原联邦德国根据本国航道具体特点，发表于相关学术杂志上，一直沿用至今的一套航道通过能力计算公式。现在国内的很多计算公式都是在西德公式的基础上演变而来的，我国在研究汉江航运开发的时候也用过此公式。公式本身的优点是形式简单明了，计算简便；缺点是没有考虑到同一航道中船型的混乱对航道通行能力的影响，因此从实际意义上讲，该计算方法并不适用于我国目前内河船型繁多，并在向吨位大型化、船舶标准化趋势发展的现状。
（2）长江公式：第七个五年计划期间，我国曾将长江航运技术发展研究等几个关键技术问题作为国家重点科技攻关，由长江航务管理局推出这套公式就是当时提出的。公式本身的优点是考虑了天然河流具体的流动特性，在长河段的航道通过能力计算中较符合实际情况，应用较广；缺点是静态考虑船舶（队）在航行过程中的航道分布，没有考虑船舶（队）航行速度对航行安全、航道拥挤带来的影响，从而对航道通过能力带来改变[22]。
（4）敞流双向航道通过能力公式：该研究成果在1999年和2000年以论文形式先后在国内外发表，此公式可应用于各种水域条件通过能力的计算，包括敞流航道、天然航道、设闸航道以及人工运河等。该计算方法将航道双向、单向船舶（队）的运行模式分开来进行探讨，并将通过能力分为理论通过能力和设计通过能力，其中理论通过能力是在理想条件下航道的通行能力，而设计通过能力实在所选用的服务水平等级下的通过能力，公式还对经验系数作了进一步完善，如引入船舶平均装载系数等。公式本身的优点是：与其它计算公式相比，敞流航道通过能力公式的适用范围更加宽泛，可以应用于各种水流条件，而且考虑了船舶（队）上下水速度的不同对航道通行能力的影响；缺点是：也是静态考虑船舶（队）分布，对船舶（队）速度改变会对航道安全、拥挤程度带来的影响没有考虑。本文只介绍理论通过能力计算公式。
（a）双向航道：允许船舶（队）在任一航道断面处同时进行上、下水运行作业的航道条件。
理论通过能力计算公式：
（5）苏南运河公式：公式是在西德公式改进的基础上得出的，适用于我国河网地区航道的实际条件。之前的大江大河公式（西德、长江公式等）虽然形式简便、计算简单，但是适用的水域条件并不包括运河、水网航道等限制级水域，难以推广到我国河网航道地区。在此基础上，江苏省交通规划设计院和交通部原水运规划设计院于20世纪80年代再苏南运河整治过程中，提出了苏南运河计算公式。公式本身的优点是：填补了运河、河网航道等航道通行能力研究领域的空白，对在航道中可能会对船舶（队）通行能力产生影响 的因素考虑的很充分。缺点是：公式中各种人为经验性系数太多，而且航道实际的运行条件是一个动态领域内的模型，静态的考虑计算出的结果往往与实际情况有较大出入。
2 现行计算方法综述
与我国内河航运建设的快速发展相比，目前还在应用的这些航道通过能力的计算方法则显得相对滞后。在航道通过能力的定义中虽然涉及到的航道控制段包括天然航道的激流浅滩，单行航道、不夜航的航道、有碍航建筑物的航段、跨河桥梁航道以及船闸和升船机等，但是目前尚在应用的这些计算方法基本上只是覆盖大江大河水域，侧重于船闸、港口、桥梁等航道的控制段，对内河航道的控制段的研究不够系统，涉及的范围不够全面。
以西德公式、长江公式、川江公式等为代表的传统航道货运通过能力公式，提出的时间较早，与如今内河航运发展的现状相比相对滞后，很多公式中的经验参数、原始数据往往是在当时的实际生产活动中半经验半理论得出、有的甚至全靠经验得出，这些公式中的计算系数早已发生改变，由此类传统公式得出的计算结果往往与实际情况有较大出入。而且传统的航道通过能力公式往往仅以航道货运能力作为主要的研究对象，将船舶密度以及船舶速度静态的作为定值来考虑，对航道内在的交通流机理分析不足，这样一来会直接导致计算出的航道通过能力结果缺少对船舶流量、船舶速度与船舶密度相互关系的动态反映，而且无法反映航道中的船舶交通状况与航道的饱和水平、服务水平、安全水平之间密不可分的关系。
近年来提出的一些基于水上交通工程学，借助于道路交通流理论来进行研究的航道船舶通过能力计算方法。这些方法一定程度上弥补了传统公式因为局限于航道过货能力研究而带来的对船舶速度、船舶密度与航道通过能力之间相互关系的反映不足，但是公式本身很多都是基于传统航道通过能力计算模型而来，有的甚至还包含传统航道通过能力计算公式的计算系数，这在一定程度上影响了计算结果的精度，而且公式缺乏微观领域内对船舶交通流系统中船舶速度、船舶密度、船头时距等基本交通特性的具体研究，因此这些航道船舶通过能力计算方法在实际应用中推广的价值并不大。
目前的苏南运河正在进行着 “四改三”的航道升级工程，但是仅仅依靠快速发展的内河航运基础设施建设对于解决苏南运河的“瓶颈”问题是远远不够的[28]。因此本论文结合苏南航道网地区的船舶实际运行情况，综合考虑航道交汊、船舶航速以及船舶运行规则对航道通过能力的影响，进而推导苏南航道网地区交汊河口段航道通过能力计算模型。
论文作者:于洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
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