1、第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶本節內容：本節內容：2.1 2.1 貨物及其在港內的作業方式貨物及其在港內的作業方式2.2 2.2 港口吞吐量及其預測港口吞吐量及其預測2.3 2.3 船舶基本知識船舶基本知識2.4 2.4 船舶出入港及其分布船舶出入港及其分布2.5 2.5 港口規模確定港口規模確定2.6 2.6 減少船舶在港時間的措施減少船舶在港時間的措施 目的：目的：高效率、高質量、低成本的裝卸貨物，安全、舒適、服務周高效率、高質量、低成本的裝卸貨物，安全、舒適、服務周到地使旅客，下船；保證船舶安全進出港口和停泊裝卸，以優質、高速、到地使旅客，下船；保證船舶安全進出港口和停泊裝卸

2、，以優質、高速、低成費吸引貨源、客源和運輸船舶來港，不斷增加吞吐量和擴大自已的低成費吸引貨源、客源和運輸船舶來港，不斷增加吞吐量和擴大自已的腹地。腹地。2.5 2.5 港口規模確定港口規模確定碼頭是港口營運的中心，港口其它設施必須與碼頭相適應，也就是碼頭是港口營運的中心，港口其它設施必須與碼頭相適應，也就是說，港口規模取決于碼頭規模即各類泊位數的多少。說，港口規模取決于碼頭規模即各類泊位數的多少。 一、港口規模包括的主要內容一、港口規模包括的主要內容 1.1.港口規模包括的主要內容港口規模包括的主要內容 碼頭建筑物長度碼頭建筑物長度( (各類泊位的數量各類泊位的數量) )； 水域面積水域面積(

3、 (調頭水域、航道、港池、錨地等調頭水域、航道、港池、錨地等) )；防波堤長度；防波堤長度；倉庫、堆場、停車場等面積；倉庫、堆場、停車場等面積；辦公樓、機修間、機械庫等生產輔助建筑物規模；辦公樓、機修間、機械庫等生產輔助建筑物規模；鐵路、道路的數量和等級；鐵路、道路的數量和等級；港區供水、供電、供油等港區供水、供電、供油等生活輔助設施規模；生活輔助設施規模；. .第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定2.2.影響泊位數影響泊位數 S S 的主要因素的主要因素港口吞吐量港口吞吐量Q Q ， 旅客、貨物；旅客、貨物；船型及其周轉量；船型及其周轉量；裝卸效率的高低。裝卸效

4、率的高低。確定港口規模主要解決兩方面的問題：確定港口規模主要解決兩方面的問題：泊位的大小泊位的大小來港船型來港船型泊位的多少泊位的多少吞吐量、船舶數量、裝卸效率等。吞吐量、船舶數量、裝卸效率等。 3. 3.設計船型設計船型 設計船型設計船型在碼頭泊位設計時作為依據的船舶數據，包括長度、寬在碼頭泊位設計時作為依據的船舶數據，包括長度、寬度、吃水、噸級等。度、吃水、噸級等。 來港船舶不可能一樣大，以多大的船作為設計依據是一個很復雜的問來港船舶不可能一樣大，以多大的船作為設計依據是一個很復雜的問題，它與技術、經濟的發展水平和速度、國際貿易、乃至政治形勢都有關題，它與技術、經濟的發展水平和速度、國際貿

5、易、乃至政治形勢都有關系。系。第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定二、港口規模的確定二、港口規模的確定 1.

6、1.港口泊位數估算港口泊位數估算 現行規范建議粗略地用下式估計港口的泊位數現行規范建議粗略地用下式估計港口的泊位數 S S ：Q Q 港口吞吐量港口吞吐量P P 泊位通過能力；可按下式計算泊位通過能力；可按下式計算PQS 泊位系數泊位系數1.21.21.51.5；t t 船舶平均占泊時間（日船舶平均占泊時間（日/ /艘）；艘）；N N 考慮時段的天數；考慮時段的天數； 船舶平均裝卸量（噸船舶平均裝卸量（噸/ /艘）。艘）。tNP第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定 2. 2.泊位數優化泊位數優化 S S 太多太多港口設施經常出現閑置，造成投資浪費港口設施經常出現閑

7、置，造成投資浪費 S S 太少太少許多船舶、旅客排長隊等待，給船、客帶來損失許多船舶、旅客排長隊等待，給船、客帶來損失 港口泊位數優化原則港口泊位數優化原則：考慮港、船、客貨各方面的因素，使得客貨：考慮港、船、客貨各方面的因素，使得客貨在港口轉運的總費用最省。在港口轉運的總費用最省。 S優應滿足的條件( (只考慮港、船因素只考慮港、船因素) ) 以cb 表示每泊位每天的營運費用（元/泊日），cs 表示每船在港一天所需費用（元/艘日），在時段N天內船舶總費用為（港口有S個泊位）： 港口有 S 個泊位時平均在港口的船舶數ssbsnNcSNcCsn第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確

8、定港口規模確定 泊位數 S 不同就導致 Cs 的變化，泊位數優化就是取 S 值使得 Cs 最小，即：將 Cs 的表達式代入整理得 S優應滿足的條件為：方法：方法：調整調整 S S 值使上式得到滿足值使上式得到滿足試算試算關鍵：關鍵：給定給定 S S 后如何計算平均在港船舶數后如何計算平均在港船舶數ssCC1ssCC111sssbssnnccnn 有關泊位參數的概率表達有關泊位參數的概率表達 設：設：S S 港口泊位數港口泊位數 P Pn n有有 n n艘船在港口的概率艘船在港口的概率 F Fn nN N 天內有天內有 n n艘船在港的天數，艘船在港的天數，F Fn n= =NPNPn n 第二

9、章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定 3.泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天數與泊位總天數的比值。 設有n艘船在港，則： nS 時，泊位利用的天數即為船天數nFn,有空泊位,無船待泊; nS 時，泊位全部被占用，泊位利用天數為SFn，有船待泊。001)0 ,(nnsnsnnnssFsFnFD泊位的全部天數之和泊位被利用的天數之和)(101001snsnnnnnsnsnnnPsnpsPNsPNsnPN第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定時段的總天數的總船天數所考慮時段內裝卸船舶bnNsFnFnsnnn01snsnsnDSs

10、nP01)0 ,(11)()(snnsnnwPsnNFsnn平均裝卸船數2.平均等待船數第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定 以上各量有如下關系：)()0 ,(01snsnnnssPnPRNDRNS稱為船流密度aaRNQDsnsb,)0 ,(注意到注意到( (D D, 0), 0)s s11恒成立，得港口最少泊位數為恒成立，得港口最少泊位數為: :bnNRQSmin 3.港口吞吐量 Q 設平均一個泊位的日裝卸量為 R (t/泊日)，則：Q =R 泊位被利用的天數第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定排隊理論的應用(只介紹M/M/S/ 排

11、隊模型的結果) M M/ /M M/ /S/S/ 排隊條件排隊條件： 第一，船舶按泊松流到達港口；第一，船舶按泊松流到達港口； 第二，船在港裝卸占泊時間服從指數分布；第二，船在港裝卸占泊時間服從指數分布； 第三，船一到港，只要有空閑泊位就必須停靠，不得等待特定泊第三，船一到港，只要有空閑泊位就必須停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原則進行排隊，不得插隊；位，并按先到先靠的原則進行排隊，不得插隊； 第四，當船舶足夠多時，不論排隊多長，船舶不得中途離港。第四，當船舶足夠多時，不論排隊多長，船舶不得中途離港。第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定據排隊論可得到有據排隊

12、論可得到有 n n 艘船舶在港的概率為艘船舶在港的概率為 P P0,0,s s有有S S個泊位時，無船在港（個泊位時，無船在港（n n=0=0）的概率，可由下列恒等式）的概率，可由下列恒等式求得：求得：snPssasnPnaPssnnsnsn,!0,!, 0, 0,0,1nsnP110, 0)()!1(!snsnsassanaP第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定根據Pn,s 可求得ssswPassan, 021,)()!1(wwbsnannn在上述公式的推導過程中利用了級數求和公式在上述公式的推導過程中利用了級數求和公式1,1,swswsbswswnnccnn因

13、此在計算中必須保證因此在計算中必須保證 S Sa a 的條件。的條件。2110)1 (1)(11)(SaSaiSaSaiiii和第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定swswTn,ssswPassaT, 021,)()!1(1 船舶的平均等待時間是人們極為關注的港口參數，可根據平均等船舶的平均等待時間是人們極為關注的港口參數，可根據平均等待的船舶數求得。待的船舶數求得。第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定 其它排隊模型其它排隊模型 M M/ /E E2 2/ /S/S/

14、排隊模型排隊模型 船舶到港為泊松分布船舶到港為泊松分布 占泊時間為二階愛爾蘭分布占泊時間為二階愛爾蘭分布E2/E2/S/E2/E2/S/ 排隊模型排隊模型 船舶到港和占泊時間為二階愛爾蘭分布船舶到港和占泊時間為二階愛爾蘭分布注意注意：各排隊模型的差別很大，選取的模型必須符合港口實際。：各排隊模型的差別很大，選取的模型必須符合港口實際。第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶港口規模確定港口規模確定2.6 2.6 減少船舶在港時間的措施減少船舶在港時間的措施一、泊位組一、泊位組 把可以統一進行裝卸的一些泊位組織在一起統一調度管理，稱為泊把可以統一進行裝卸的一些泊位組織在一起統一調度管理，稱為泊

15、位組。位組。 例：例： 設某港有相同的兩個區，設某港有相同的兩個區，A A、B B，各有，各有4 4個泊位，裝卸能力為個泊位，裝卸能力為=0.25=0.25艘艘/ /泊泊- -天（天（T Tb b=4=4天），每區的船舶平均到港率天），每區的船舶平均到港率 =0.7=0.7艘艘/ /日，用日，用M M/ /M M/ /S S模模型計算時有：型計算時有： 1.兩區獨立兩區獨立： =0.7=0.7，S S=4=4， T Tb b =4 =4， ( (D D,0),0)S S = = / /S S=0.7=0.7， T TW W / / T Tb b =0.357 =0.357 T TW W =1.

16、428=1.428天天 2.2.兩區合并兩區合并： =1.4=1.4，S S=8=8， T Tb b =4 =4， ( (D D,0),0)S S = = / /S S=0.7=0.7， T TW W / / T Tb b =0.113 =0.113 T TW W =0.452 =0.452天天第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶減少船舶在港時間的措施減少船舶在港時間的措施二、提高裝卸效率二、提高裝卸效率 增加港口裝卸設備，提高泊位裝卸效率可有效地減少船舶的在港時增加港口裝卸設備，提高泊位裝卸效率可有效地減少船舶的在港時間。間。 例：例： 設某港口原有泊位設某港口原有泊位S S=2=2，

17、 =0.35=0.35艘艘/ /天，天， T Tb b =1/ =1/= 4= 4天，根據計天，根據計算：算：T TW W =3.844 =3.844天，與天，與T Tb b 接近，這是船方難以接受的，也是不合理的。為接近，這是船方難以接受的，也是不合理的。為改善這種狀態，提出以下兩方案比選。改善這種狀態，提出以下兩方案比選。 增建增建2 2個泊位，裝卸能力不變（泊位數增加一倍）個泊位，裝卸能力不變（泊位數增加一倍） 改進裝卸工藝，裝卸能力提高一倍，改進裝卸工藝，裝卸能力提高一倍， T Tb b =2 =2天天用用M M/ /M M/ /S S模型計算：模型計算： 增建泊位增建泊位： = 0.

18、35= 0.35，S S = 4= 4， T Tb b = 4 = 4， ( (D D,0),0)S S = = / /S S=0.35=0.35， T TW W =0.092 =0.092 T T在港在港 =4.092=4.092天天 提高效率提高效率： = 0.35= 0.35，S S= 2= 2， T Tb b =2 =2， ( (D D,0),0)S S = = / /S S=0.35=0.35， T TW W =0.280 =0.280 T T在港在港 =2.28=2.28天天第二章第二章 港口營運與船舶港口營運與船舶減少船舶在港時間的措施減少船舶在港時間的措施三、速遣三、速遣 速遣是將幾個泊位的設備集中使用，使某些船只迅速離港的調度方式，速遣是將幾個泊位的設備集中使用，使某些船只迅速離港的調度方式，例如：港口有兩個泊位，剛巧兩艘船同時到達例如：港口有兩個泊位，剛巧兩艘船同時到達船舶船舶1 1船舶船