- 1 -
基于航道设计服务水平的航道等级规划研究
张家华，岳巧红
河海大学交通学院，江苏南京 （210098）
摘 要: 本文通过对航道船舶的密度研究入手提出了对航道设计服务水平的等级划分概念，
并由此提出了相应的定量标准以确定未来年规划航道的规划等级，并对芜申线苏州段的规划
航道等级进行了实证分析，得到了不错的效果。
关键词: 航道；服务水平；船舶密度
目前，航道网规划等级的确定还是处于定性分析评价阶段，定量指标的选择设定还没有
形成统一的规范，即对航道网规划等级有关内容进行定量分析的方法还不是十分成熟，没有
形成统一的指标选取标准。本研究运用航道船舶密度划分航道设计服务水平，并基于此提出
对未来年规划航道等级的定量研究。
1 航道设计服务水平的定义
航道的服务水平是指航道使用者从安全、舒适、效率、经济等多方面所感受到的服务质
量量度，也是船舶驾驶员对航道交通状态和服务质量的一个客观评价。航道的服务水平，归
根到底反应的是某种航道条件下，船舶在航道中的运行质量。服务水平是对基础设施通行能
力的特定评价，在道路工程中已有较为成熟的应用，但在航道工程中尚属探讨阶段。
航道设计服务水平是反映航道设计通过能力满足货运量的需求程度，设计服务水平越
高，对航道设计通过能力的要求就越大，相同货运量在航道中的畅通度就越高。
2 航道设计服务水平划分等级的确定
根据道路交通流服务水平[1,2,3]的划分思想，航道设计服务水平与航道未来服务交通量密
切相关，不同的服务水平允许通过的交通量不同：服务水平等级高的航道船速快，船舶行驶
的自由度大，舒适与安全性好，但其相应的服务交通量小；反之，允许的服务交通量大，则
服务水平等级就低。因此，在考虑航道的服务水平指标时有多种选择，如：航行速度（密度）、
船舶行驶的自由度（通畅性）、交通受阻（时间延误）以及经济性（行驶费用）等。但就航
道而言，难以全面考虑和综合上述诸因素，从各指标数据获得的难易程度和可操作性角度出
发，本文选未来航道的船舶密度作为航道设计服务水平的分级指标。
航道上的船舶密度[4,5,6]有两种：一种是船舶的转折密度，还有一种是船舶的阻塞密度。
船舶转折密度是指在保证安全的前提下，当船舶驾驶员可以选取畅行速度时，航道上可能容
许的最大船舶交通流密度。当交通流密度小于转折密度时，驾驶员都可以依据船舶性能，自
由地选择航行速度。其主要影响因素有两个：一是船舶长度，二是船舶纵向间距。在计算航
道密度的时候需要先将船舶先换算成标准船舶后进行计算，由此可以得到航道中船舶交通流
的转折密度为：
0
1000
sk Lα= 式 1
式中： 0L ——标准船舶长度，m；
- 2 -
α ——参数，一般可取 6。
航道上船舶交通流的阻塞密度，即船舶流密集到船舶无法移动时的密度。当航道中船舶
间距小于某一值时，此时航道将出现堵塞。
0
1000
(1 )j
k
Lβ= + 式 2
式中： 0L ——标准船舶长度，m；
β ——系数，取 。
对于未来年内河航道密度 k按照下式计算：
αδθ
λ
Lrsd
Dk
)1(8760 0 +
= 式 3
式中： k ——航道密度，艘/公里；
D ——规划航道的预测货运量，吨/年；
λ ——船舶分布不均匀系数，航段最大船舶数/航道平均船舶数；
r ——货运量月不均匀系数，取 95％的保证率；
s ——货运量日不均匀系数，取 95％的保证率；
0d ——标准船型的货运量，艘/吨；
L ——航道里程，km；
α ——船舶空载率；
δ ——非货船影响系数；
θ ——船舶超载影响系数。
对于一级设计服务水平，航道船舶密度应该小于等于转折密度，二级设计服务水平航道
船舶密度应处于转折密度和阻塞密度之间的较好水平，三级设计服务水平航道船舶密度应处
于转折密度和阻塞密度之间的较差水平，而四级设计服务水平的航道船舶密度则是基本接近
或达到阻塞密度，具体的设计服务水平等级划分见表 1：
表 1 设计服务水平等级划分表
设计服务水平等级 航道船舶密度（艘/km）
一级服务水平 <
二级服务水平
三级服务水平 -20
四级服务水平
3 未来年航道规划等级的确定
设计服务水平就是为了确定未来年航道的规划等级[7]，未来航道的设计服务水平越高则
相对应的航道规划等级也应该越高。对于一级设计服务水平航道则应该规划为一、二级航道；
二级设计服务水平航道则应该规划为三、四级航道；三级设计服务航道则应该规划为五、六
级航道；四级设计服务水平航道则应该规划为七级航道；
4 应用举例
以苏州芜申线为例，规划年的芜申线苏州段的预测货运量见表 2：
- 3 -
表 2 芜申线航段货运量情况表
航道起点 航道终点 航道里程（公里） 航段货运量（万吨/年）
太湖航线 太浦闸 2994
太浦闸 平望 1271
对于内河航道一般选取 100t 级的船舶为标准船舶，并根据 OD 调查可以得出船舶的空
载率和超载率分别为 45％和 ％，日、月不均衡系数分别为 和 ，船舶分布不均
匀系数为 ，而非货船所占的比例只为 ％，而且在规划年客船比例基本为 0，所以非
货船的影响系数为 1。由此可以根据式 3计算出芜申线苏州段分航段的船舶密度。计算结果
见表 3：
表 3 芜申线航段船舶密度计算表
航道起点 航道终点 航段货运量（万吨/年） 航段船舶密度（艘/公里）
太湖航线 太浦闸 2994
太浦闸 平望 1271
由表中计算可以得出规划年芜申线太湖航线到平望段的船舶密度为 到 艘/公里，
处于二级服务水平的较好水平，所以规划的航道等级应为三级航道。
5 结语
本文通过对航道船舶的密度研究入手提出了对航道设计服务水平的等级划分概念，并由
此提出了对未来规划航道的规划等级的定量计算标准，对未来的航道等级规划提供了一定的
理论依据。
参考文献
[1] 况爱武,钱红波，张 伟. 道路服务水平的模糊综合评判[J]. 中南公路工程，2003，（4）
[2] 熊烈强,李 杰. 交通流理论与服务水平[J]. 同济大学学报，2005，（8）
[3] 许志红. 浅析高速公路服务水平体系[J]. 大众科技，2005，（10）
[4] 卞艺杰. 内河航运中的船舶流当量研究[J].河海大学学报，2000，（6）
[5] 朱力争. 基于不同运输方式服务水平变化的运量预测方法研究[J]. 铁道经济研究，2003，（3）
[6] 艾贺申,李 强. 我国公路通行能力研究现状[J]. 公路，2001，（9）
[7] 余劲,张玮,廖鹏. 西江航道服务水平分析[J]. 中国科技论文在线
research of Waterway rank plan Based on
Waterway design service level
Zhang Jia-hua，Yue Qiao-hong
(School of Traffic, Hohai University, Nanjing, jiangsu,210098, China)
Abstract
Through proposing to research of waterway ships density, The article obtains the waterway design
service level rank division concept. From this it proposes the corresponding quota target by
determining the waterway plan rank. And has carried on the quantitative evaluation to wuhu line
Suzhou section future waterway rank, obtained the good effect.
Keywords: Waterway；Service Level；Ships density
