港口规划港口规模确定课件.ppt

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1、第二章 港口营运与船舶,本节内容：2.1 货物及其在港内的作业方式2.2 港口吞吐量及其预测2.3 船舶基本知识2.4 船舶出入港及其分布2.5 港口规模确定2.6 减少船舶在港时间的措施,目的：高效率、高质量、低成本的装卸货物，安全、舒适、服务周到地使旅客，下船；保证船舶安全进出港口和停泊装卸，以优质、高速、低成费吸引货源、客源和运输船舶来港，不断增加吞吐量和扩大自已的腹地。,2.5 港口规模确定,码头是港口营运的中心，港口其它设施必须与码头相适应，也就是说，港口规模取决于码头规模即各类泊位数的多少。,一、港口规模包括的主要内容 1.港口规模包括的主要内容 码头建筑物长度(各类泊位的数量)；

2、 水域面积(调头水域、航道、港池、锚地等)；防波堤长度；仓库、堆场、停车场等面积；办公楼、机修间、机械库等生产辅助建筑物规模；铁路、道路的数量和等级；港区供水、供电、供油等生活辅助设施规模；.,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,2.影响泊位数 S 的主要因素,港口吞吐量Q ， 旅客、货物；船型及其周转量；装卸效率的高低。,确定港口规模主要解决两方面的问题：泊位的大小来港船型泊位的多少吞吐量、船舶数量、装卸效率等。,3.设计船型 设计船型在码头泊位设计时作为依据的船舶数据，包括长度、宽度、吃水、吨级等。 来港船舶不可能一样大，以多大的船作为设计依据是一个很复杂的问题，它与技术、经济的发展水平和

3、速度、国际贸易、乃至政治形势都有关系。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,二、港口规模的确定 1.港口泊位数估算 现行规范建议粗略地用下式估计港口的泊位数 S ：,Q 港口吞吐量P 泊位通过能力；可按下式计算, 泊位系数1.21.5；t 船舶平均占泊时间（日/艘）；N 考虑时段的天数； 船舶平均装卸量（吨/艘）。,第二章 港口营运与船舶港口规模

4、确定,2.泊位数优化 S 太多港口设施经常出现闲置，造成投资浪费 S 太少许多船舶、旅客排长队等待，给船、客带来损失 港口泊位数优化原则：考虑港、船、客货各方面的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。,S优应满足的条件(只考虑港、船因素) 以cb 表示每泊位每天的营运费用（元/泊日），cs 表示每船在港一天所需费用（元/艘日），在时段N天内船舶总费用为（港口有S个泊位）：,港口有 S 个泊位时平均在港口的船舶数,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,泊位数 S 不同就导致 Cs 的变化，泊位数优化就是取 S 值使得 Cs 最小，即：,将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：,方法：调整

5、 S 值使上式得到满足试算关键：给定 S 后如何计算平均在港船舶数,有关泊位参数的概率表达 设：S 港口泊位数 Pn有 n艘船在港口的概率 FnN 天内有 n艘船在港的天数，Fn=NPn,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,3.泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天数与泊位总天数的比值。 设有n艘船在港，则： nS 时，泊位利用的天数即为船天数nFn,有空泊位,无船待泊; nS 时，泊位全部被占用，泊位利用天数为SFn，有船待泊。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,平均装卸船数,2.平均等待船数,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,以上各量有如下关系：,注意到(D, 0)s1恒

6、成立，得港口最少泊位数为:,3.港口吞吐量 Q 设平均一个泊位的日装卸量为 R (t/泊日)，则：,Q =R 泊位被利用的天数,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,排队理论的应用(只介绍M/M/S/ 排队模型的结果),M/M/S/ 排队条件： 第一，船舶按泊松流到达港口； 第二，船在港装卸占泊时间服从指数分布； 第三，船一到港，只要有空闲泊位就必须停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队，不得插队； 第四，当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不得中途离港。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,据排队论可得到有 n 艘船舶在港的概率为,P0,s有S个泊位时，无船在港（n=0）的概率，可由

7、下列恒等式求得：,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,根据Pn,s 可求得,在上述公式的推导过程中利用了级数求和公式,因此在计算中必须保证 Sa 的条件。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,船舶的平均等待时间是人们极为关注的港口参数，可根据平均等待的船舶数求得。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,其它排队模型 M/E2/S/ 排队模型 船舶到港为泊松分布 占泊时间为二阶爱尔兰分布,E2/E2/S/ 排队模型 船舶到港和占泊时间为二阶爱尔兰分布,注意：各排队模型的差别很大，选取的模型必须符合港口实际。,第二章 港口营运与船舶港口规模确定,2.6 减少船舶在

8、港时间的措施,一、泊位组 把可以统一进行装卸的一些泊位组织在一起统一调度管理，称为泊位组。 例： 设某港有相同的两个区，A、B，各有4个泊位，装卸能力为=0.25艘/泊-天（Tb=4天），每区的船舶平均到港率 =0.7艘/日，用M/M/S模型计算时有： 1.两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /S=0.7， TW / Tb =0.357 TW =1.428天 2.两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /S=0.7， TW / Tb =0.113 TW =0.452天,第二章 港口营运与船舶减少船舶在港时间的措施,二、提高装卸效率 增加港口装

9、卸设备，提高泊位装卸效率可有效地减少船舶的在港时间。 例： 设某港口原有泊位S=2， =0.35艘/天， Tb =1/= 4天，根据计算：TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以接受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方案比选。 增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍） 改进装卸工艺，装卸能力提高一倍， Tb =2天用M/M/S模型计算： 增建泊位： = 0.35，S = 4， Tb = 4， (D,0)S = /S=0.35， TW =0.092 T在港 =4.092天 提高效率： = 0.35，S= 2， Tb =2， (D,0)S = /S=0.35， TW =0.2

10、80 T在港 =2.28天,第二章 港口营运与船舶减少船舶在港时间的措施,三、速遣 速遣是将几个泊位的设备集中使用，使某些船只迅速离港的调度方式，例如：港口有两个泊位，刚巧两艘船同时到达,船舶1,船舶2,1.两艘船同时作业(Tb=4天),船舶1,船舶2,2.两艘船分别作业，装卸设备集中使用(Tb=2天),两艘船都在4天后离港,有一艘船在2天后离港，并且未增加另一艘船的在港时间,第二章 港口营运与船舶减少船舶在港时间的措施,作业2,根据作业1的计算结果(为计算方便和统一，港口吞吐量按Q=219万吨计算)，按M/M/S/模型计算港口在2006年的合理泊位数。 设： R=4000吨/泊位-日; cb=6000元/泊位-日; cs=15000元/船舶-日; N=365天,第二章 港口营运与船舶作业2,第二章 港口营运与船舶学习要点,总结：第二章学习要点 1.名词术语：操作过程、装卸过程、直接换装(直取作业)、间接换装、操作量、装卸量、操作系数、港口腹地、吞吐量、通过能力 2.港口货物的分类及其在港内的换装操作方式 3.在港口规划设计中采用的船舶主要尺度和吨位 4.杂货船、集装箱船、散货船、油船的特点 5.港口吞吐量预测方法与步骤 6.船舶到达港口及占泊时间的随机特性、分布特性 7.港口泊位数确定方法及泊位数优化概念 8.减少船舶在港时间的措施,