本文分析了影响苏北运河的通行能力的重要的因素，通过对船闸调度管理的研究，利用信息化管理手段，在保证秩序优先兼顾效率原则下，实现船闸计算机智能排档和科学调度，持续性提高闸室利用率和船闸货物通过量，逐步提升苏北运河船闸的通过能力。
苏北运河北起徐州蔺家坝，南至扬州六圩口，纵跨徐州、宿迁、淮安、扬州4市14个县区，贯穿沂沭泗流域、淮河流域和长江流域，北连鲁西南煤炭能源基地，南接经济发达的苏南、沪、浙，是江苏及华东地区经济发展的水运大动脉，更是北煤南运、南水北调的主通道，为中国最繁忙的高等级内河航运干线亿吨，施桥、淮安、淮阴、泗阳、刘老涧、宿迁、皂河等多座繁忙船闸年通过量均超过2亿吨，部分船闸的待闸船舶长期在1000艘以上，最长待闸时间达15天以上，这些船闸船舶实际通过量已远远超出船闸最初设计的通航能力，处于超饱和运作时的状态，成为苏北运河通过能力的“瓶颈”。同时，近年来内河水运得到迅猛发展，船舶大型化趋势加剧，根据运行多个方面数据显示，货轮的平均吨位从2005年492吨增加到2014年1162吨，船型的非标准化及超大型船舶大幅度的降低了闸室有效利用率，2014年平均闸室利用率仅为60-70%，制约着船闸的放行能力。
“十五”以来，苏北运河沿线多座船闸已建成三线船闸，但随着航道等级的提升、内河水运的快速的提升，现依然不足以满足水路运输的需求，成为苏北运河通行的“瓶颈”。通过对船闸运调管理研究和运行数据分析，目前影响苏北运河的通行要存在以下几个方面的因素：
苏北运河船闸呈线状分布，一闸不畅将影响整体的通行能力，同时，运量分布也不均衡，呈中间大、两头小分布，中间六座船闸区域运量要大于苏北运河的运量，因此，要提升苏北运河通行能力不仅要解决单个繁忙船闸的通过能力的问题，更要通过多座船闸间联合调控，让船舶平均分布的各个航段内，从而行得通，走得畅。
船舶大型化、船型多样化发展。随着改革开放，私有经济在水运经济占有比重的慢慢的变大，船舶的发展受水运经济加快速度进行发展的影响，无序竞争导致船舶大型化趋势加剧，目前，苏北运河1500总吨以上货轮有180多艘，占总量1%左右，多为非标准化船型，部分吃水达4.5米左右，这些船舶对部分底槛高程不一样的船闸运行调度产生极大的困扰，同时也降低了闸室有效利用率，大大影响了船闸的通行能力。
船证不符现象依然存在。早在2005年起，苏北运河船闸就使用计算机对船舶台帐数据来进行管理，并通过船舶复核和专项整治对船证不符情况做有效的治理，但由于过去在船舶调度中实行粗放式管理，使得大船小证依然有生存的空间，受利益驱使，部分船民违规顶号、冒号，船证不符现象屡见不鲜。
船闸调度过程的人的因素。过去一般都采用人工调船方式，因此船闸工作人员的技术水平高低、工作经验多少、工作责任心优劣、劳动状态好坏将直接影响船舶调度的质量。到后来部分繁忙船闸为提高闸室利用率，通过人工绘制档位图实行闸外编制，一方面由于工作效率低难以推广实施，另一方面人工绘制档位图的质量上也得不到保证。
闸、船间缺乏很好的沟通手段。以往闸、船间信息仅靠甚高频联系，船闸调度信息要么船员通过电台问询，要么人到远方调度站看号，如无法及时准确地告知，往往造成调度上的延误，导致船闸运行效率的降低，船员由此也担心不能及时进闸形成过号，因而会支付一定报酬委托别人看号，由此也容易滋生行业风气的问题，影响行业形象。
基于上述苏北运河现状分析，以有关政策法规为依托，通过对船舶数据、船闸运行数据的统计与分析，深入研究各种各样的因素与通过能力、服务水平的关系，应用无线通讯、现代信息技术等高新科技手段优化船闸运调流程，在苏北运河航闸智能运行系统及计算机快速运算能力的支持下，通过建立待闸船舶过闸行为的数学分析模型，从船舶待闸时间、闸室利用率及船民待闸心理等因素多重考量，在所有待闸船舶的海量可选过闸方案中，以公平优先兼顾效率为原则，快速筛选出最优的单闸、多闸智能排挡过闸方案，以图型化呈现并可通过“船讯通”手机端将排档图推送给船民，船舶按档图闸外编组后进闸，以提高过闸效率。
指标原则：所有船舶待闸时间成本总和最小化优先的原则;闸室利用度最大化的原则;
调度原则：混放调度原则;重空载原则;船舶分类规则;跳号规则;里外档位规则;吃水控制原则;标准化船原则;多闸联合调控原则等
引入计算机算法，由队列、队列选择规则、指标变量等构成的可设定式多重、多约束复杂条件管理参数，在满足多重、多约束条件筛选得出的可行解集合中，对每个船舶的等待过闸的时间成本计量，同时考虑船民待闸时间心理界限因素，设立一系列可调节参数点，实现业务人员方便调节智能调度的指向，自动考量各管理因素和时间成本因素并最终选取最佳方案，这个算法可以为平衡社会因素、操作管理因素、船民心理因素、科学性因素提供了广适性的综合解决方案。
每闸待选船舶集扩大为所有待闸船只或足够大的数量集，在得出所有可行的单次过闸方案的基础上，基于等待过闸的时间成本最优化原则实现数学建模，以单一的过闸的时间成本作为指标，比单闸次优化考虑方案加大了组合合理可能。
根据通航船舶、待闸船舶、航道通航状况、船闸运行等综合状况，对在区域内的多级船闸间的待闸、过闸和在航船舶，借助多级船闸联合调度数学模型及算法进行计算，通过对全区域船闸的集中调度和编排，将船舶合理的分散至全航道，进行可控和有序化的调控，实现区域内船闸间的整体联合调度。
模拟实验对象选择为苏北运河最繁忙的皂河船闸，使用2013年9月1日的船闸运行数据来进行分析，共放行了376艘单船，其中上行为182艘，下行为194艘。
表4.1 和表4.2 给出了实际人工排档方案和新排档(计算机模拟)方案在闸次和每闸次单船数量方面的分析。
新排档方案每闸次的单船数量平均比现有人工方案实绩平均值提高了1.26艘，过闸总次数由62个闸次下降到了50个闸次，无论是闸次数还是在闸次平均船舶数的分布上，新排档方案比现有人工方案数据要平稳，每闸次船舶数相差不大，这一点在统计学意义上通过方差分析的结果也得到了验证，说明新方案相比之下显著地降低了人的因素，如人与人之间的差别，人的判断的失误等因素的影响，表现的更加合理、合逻辑和精准。
同时，通过对两表的简单计算，我们大家可以得出新方案在通过相同船舶的总闸次上，提高了约24%的效率，在平均闸次通过的数量上，平均提高了20%的效率。当然，在现实操作时可能会因为其它因素降低其排档效率。
表4.3从两种方案的单船平均待闸时间和平均闸室利用率角度，分析了两种方案的差别，新排档方案降低了每艘船的平均待闸时间9.38%，同时提升了船闸的闸室平均利用率20.47%。
汇总算法模型和算法实现以及上述分析，通过采用基于时间成本构建的数学模型及计算方式实践编程，新排档方案主要在两个方面明显提高了船舶过闸的效率：一是通过提高对船闸室的最后空间的利用率，明显地增加了每闸次的单船数量和闸室利用率;二是通过数学模型及计算机算法，显著减少了因为人的因素对每闸次的单船数量的波动性等人为因素的影响。
多闸智能排挡技术2015年4月在苏北运河推广应用以来，船闸通过量、过闸费收入得到特别大程度的提升。一是相当于苏北运河全部新建0.5座现代化二级大型船闸的年设计通过量。以2015年4月14日-20日统计数据为例，苏北运河日平均通过量达到719.4万吨，比同期待闸量情况下平均657万吨净增长9.5%;二是提升闸室利用率得到极大提高。皂河船闸在使用“智能调度”系统后，日均通过量达90.05万吨，增长6.51%，在4月11日通过量达97.6万吨;刘山船闸在使用“智能调度”系统后日均通过量达60.72万吨，达到历史顶配水平。平均闸室利用率达到85%，提高10%以上，部分闸次闸室利用率达到94%。
以上数据表明,在不改变苏北运河船闸硬件设施的前提下，通过多闸智能排挡技术的推广使用，在平均闸室利用率方面可比以往人工调船增加10到20个百分点，并通过在闸外按档位图编组来降低船舶进出闸时间带来的影响，最终将提升船闸通行能力为8%，按照船闸年通过量2亿吨估算为1600万吨以上，相当于苏北运河10个梯级全部新建0.5座现代化大型船闸的年设计通过量。
多闸智能排档技术的研究及应用，实现了船闸单闸、多闸智能调度和多级船闸联合调度，创新性地在船闸调度中引入档位图排档概念，并通过闸外编组，提升了船舶过闸效率，降低了职工劳动强度，减少了自由裁量权，体现了公平公正，提高了管理上的水准，同时，将无线通讯、信息技术与古老水运行业相结合，借助于“船讯通”手机通讯软件，强化了闸、船间信息沟通，提高了服务质量，提升水运行业的层次。多闸智能排档技术的研究，不仅对于提升内河船闸通过能力有着很高推广价值，而且对多梯级船闸联合调控具有较强的借鉴意义。