航道通过能力可理解为航道疏导船舶的能力,是充分发挥港口整体功能的决定因素。对航道通过能力进行系统分析和研究,可为航道改扩建和港区规划设计提供重要依据,对改善航道通航现状、充分利用码头资源和提升港口服务水平的意义重大。鉴于此,本文对2030年大沽沙航道的通过能力进行研究,为航道发展规划提供参考。本文分别运用船舶领域模型计算、排队论模型分析和Matlab系统仿真三种方法对大沽沙航道的通过能力进行研究。三种方法研究的侧重点各有不同,基于船舶领域模型的计算侧重考虑船舶的通航安全,引入了饱和度评价航道的服务水平;排队论模型从系统的角度研究船舶进、出港的排队过程,侧重考虑船舶到港航行作业的效率;系统仿真研究则是在排队论的基础上对航道通过能力进行更加直观、形象地研究。具体研究过程如下:首先,基于藤井的船舶领域模型求得大沽沙航道的交通容量,在分析航道交通容量和船舶流量的基础上,最终计算出大沽沙航道的饱和度,从而确定航道的营运服务水平;其次,基于排队论构建航道通过能力计算模型,利用Origin软件结合实测数据拟合确定了船舶到港及占用时间的分布规律,输入泊位服务率和船舶到达率,得到了系统运行的关键指标和港口服务水平;再次,利用Matlab软件进行计算程序的编写和系统仿真,解决了排队论计算模型求取排队系统中船舶等待时间、逗留时间、等待队长和平均队长等关键指标繁琐的问题,直观形象地分析了排队系统运行的动态特征,验证了提高泊位服务率对缓解航道通航压力的重要性;最后,结合上述三种方法的计算结果对大沽沙航道通过能力进行分析。随着到港船舶数量的增加,船舶超大型化趋势使航道通航压力加大,到港船舶的等待时间和停留时间不断增长,船舶压港现象较为严重。研究表明2030年大沽沙航道通过能力略显饱和,港口服务水平较低,会对港区发展形成制约。为确保大沽沙航道与港区配套发展,从提高泊位利用率、规范航道交通组织和航行规则的角度为航道规划和运营提出了合理建议。