港口規(guī)劃第四章zx

1、第四章. 碼頭及碼頭平面設(shè)計(jì)wharf (quey/ pier) & its plane design class of wharf 分類 scale of wharf 規(guī)模 berth design 泊位設(shè)計(jì) general cargo wharf(件雜貨碼頭)、bulk cargo terminal(散貨碼頭)、multi-purpose terminal (多功能碼頭) container terminal 集裝箱碼頭 roll-on roll off terminal (or/or terminal) 滾裝碼頭 oil and lpg terminal dock basin a

2、nd finger pier plane design 港池及突堤碼頭平面設(shè)計(jì) height of the wharf front 碼頭前沿高程introduction 碼頭的定義 general sense(廣義): hydraulic structure, load and unload machine, storage area(庫場), transportation system （集輸運(yùn)設(shè)施） narrow sense 狹義: hydraulic structure（水工結(jié)構(gòu)） 碼頭在港口中的地位：碼頭總平面布置是港口建設(shè)最關(guān)鍵的工序。 wharf plane design work

3、ing procedure (碼頭平面設(shè)計(jì)工序)： wharf front height design 碼頭前沿高程設(shè)計(jì) wharf plane layout 平面布置碼頭線長度（泊位數(shù)量）碼頭選址碼頭前沿線的布置 layout of the storage area 庫場的布置 碼頭的分類classification of wharf:按功能on function: 1.外貿(mào)碼頭，內(nèi)貿(mào)碼頭2. general cargo wharf(件雜貨碼頭)、bulk cargo terminal(散貨碼頭)、multi-purpose terminal (多功能碼頭) 、 container term

4、inal （集裝箱碼頭）, 3. own-user berth 業(yè)主碼頭，current terminal on wharf plane layout 按碼頭平面布置按碼頭平面布置1.wharf (quey) 順岸碼頭 definition:碼頭前沿線大體與自然岸線平行，適用于河港、河口港。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：挖填方量少、對水流沖淤變化影響少、船舶靠離開岸方便、 陸域面積易滿足 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：占用岸線長，水域掩護(hù)難度大、港區(qū)分散，調(diào)度管理不方便。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：協(xié)調(diào)水流及岸形等高線（船舶靠岸）、碼頭前沿水域足夠、 碼頭后方陸域足夠。2. finger pier ( jetty) 突堤碼頭 defini

5、tion: 碼頭前沿線與自然岸線成較大角度，適用于海港（有防波 堤保護(hù)） 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)：與順岸碼頭相反。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：突堤軸線方向應(yīng)有利于船舶進(jìn)出港、鐵路引線上堤，進(jìn)港波 浪方向應(yīng)盡量平行于船舶縱軸。3.digging-in basin (excavated dock basin ) 挖入式港池 definition：碼頭、港池水域是向岸的陸地內(nèi)側(cè)開挖而成的，適用 于河口港、運(yùn)河港、水網(wǎng)地區(qū)港口 特點(diǎn)特點(diǎn)：流速小、泥沙小 設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：港池軸線與水流夾角指向下游、角度類似突堤要求4. 沿防波堤內(nèi)側(cè)布置沿防波堤內(nèi)側(cè)布置常布置在堤根（常布置在堤根（mole-root）處）處5. 島式布置

6、和棧橋布置島式布置和棧橋布置常為油碼頭常為油碼頭第二節(jié). 碼頭規(guī)模的確定determination of wharfs scale1.factors that influence the amount of a wharfs berth (影響碼頭泊影響碼頭泊 位數(shù)量的因素位數(shù)量的因素) cargo throughput of the port 港口吞吐量港口吞吐量 amount of the ships that park in the port船舶周轉(zhuǎn)量船舶周轉(zhuǎn)量 load and unload efficiency碼頭裝卸效率碼頭裝卸效率tpqs s: amount of the ber

7、th（碼頭泊位數(shù)）pt: berth capacity（碼頭單個(gè)泊位年通過能力）q:碼頭年作業(yè)量pt is calculated as following:2424fzyttttgtp扣除了泊位空余時(shí)間及碼頭非作業(yè)時(shí)間后的泊位年通過能力。上述方法稱為“指標(biāo)計(jì)算法”，是我國現(xiàn)行港口設(shè)計(jì)規(guī)范港口工程技術(shù)規(guī)范（1987）采用的用于確定碼頭泊位數(shù)量的方法。指標(biāo)計(jì)算法采用任務(wù)和能力比較的方法來確定所需的泊位數(shù)，沒有考慮碼頭泊位的經(jīng)濟(jì)效益問題。如何確定泊位數(shù)使得港口和船舶兩者總的經(jīng)濟(jì)效益最佳，這是現(xiàn)代化的港口在確定碼頭規(guī)模時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的問題。第三節(jié). 碼頭最優(yōu)泊位數(shù)optimization of wharf

8、s berthcase 1: all the berths are occupied, and the parking ships neednt to wait. (idealist) (泊位利用率100%，船舶不需要等待泊位)case 2. more berths than needed（碼頭有多于實(shí)際需要的泊位）case 3. less berths than needed（碼頭泊位少于實(shí)際需要）the optimization: to balance ships waiting time in parking and the amount of berth （最優(yōu)：泊位數(shù)與船舶等待時(shí)間得

9、到平衡） 要達(dá)到船舶等待與泊位數(shù)量之間的合理平衡，即一方面要適當(dāng)?shù)貪M足船舶的需要（不長時(shí)間地等待服務(wù)），另一方面又要使港口花費(fèi)最少，使港務(wù)系統(tǒng)的投資能最大地發(fā)揮效益，即：minccc船方港方p 排隊(duì)理論為解決這類問題提供了一種有效的方法，其確定泊位數(shù)量的基本思想是：在完成港口預(yù)定年貨物吞吐量的前提條件下，以港口、船舶雙方所支付的費(fèi)用之和最小為出發(fā)點(diǎn)，確定港口的泊位數(shù)。此泊位數(shù)稱為“最佳泊位數(shù)”。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)學(xué)規(guī)劃問題。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)學(xué)規(guī)劃問題。l 最優(yōu)泊位的表達(dá)式：港口和船舶發(fā)生的年總費(fèi)用：(1) ssbsbtsnncnscccc船舶在港日均費(fèi)用泊位日平均營運(yùn)費(fèi)sbcc)(,swsbssbb

10、nnncccsnccc船方港方為最優(yōu)泊位數(shù)scccctstststs 11最優(yōu)泊位s滿足以下數(shù)學(xué)期望：port random service system（港口隨即服務(wù)系統(tǒng)）根據(jù)排隊(duì)論觀點(diǎn)，到港船舶可視作顧客，港口可視作顧客服務(wù)機(jī)構(gòu)。由于船舶到港具有隨機(jī)性，使之與供船舶靠泊作業(yè)使用的泊位和供船舶排隊(duì)待泊使用的錨地一起構(gòu)成了港口的隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)。l 港口排隊(duì)論的模型： 對于專業(yè)碼頭，由于使用碼頭的船方、貨物流向、貨主等相對集中，因而在某種程度上比較容易做到合理安排船舶到港，故一般認(rèn)為船舶相繼到港的時(shí)間間隔用愛爾蘭二階分布更適宜。 船流密度 m/m/s模型船舶到達(dá)服從泊松分布，占用泊位時(shí)間符合負(fù)指數(shù)

11、分布，一般公用件雜貨屬于這種排隊(duì)模型。專業(yè)碼頭件雜貨碼頭seesemsmmk/22sbnnrqrggnq1m/m/s model mean lying ship amount (平均待泊船數(shù)) mean lying time (平均待泊時(shí)間)： mean ship amount in port（平均在港船數(shù)）ssswpssn021)()!1(sswpsst021)()!1(ssspssn02)()!1( for those ports that fit the m/m/s model conditions（對于符合m/m/s模型的港口）: 也可以利用圖表法求s將各式變換制成表格，方便查出在不同

12、泊位數(shù)情況下，各種泊位利用率情況。snnccnnpssnsssbsssss1102)()!1(spssttsssbw02)()!1(psteps of get solving s利用下面關(guān)系確定船流密度及平均到船率假定泊位s=?，算出查表：由泊位利用率s及假設(shè)的泊位數(shù)s，通過查表得到tw/tbss1,btnrq由tb 1/ ，算出tw由下式計(jì)算等待泊位平均船數(shù)、在港船數(shù) 再根據(jù)如果不滿足，則繼續(xù)計(jì)算s+3, s+4.直到找到最優(yōu)泊位！swswswnntn, m/ek/s排隊(duì)模型船舶到達(dá)服從泊松分布，船舶占用泊位時(shí)間符合k階愛爾蘭分布。 e2/e2/s排隊(duì)模型船舶相繼到港的間隔時(shí)間服從愛爾蘭二階

13、分布，船舶占用泊位的時(shí)間也符合愛爾蘭二階分布。 模型選擇：模型選擇：大多數(shù)港口的統(tǒng)計(jì)資料表明，件雜貨船舶隨機(jī)到港的模式，比較接近于泊松分布，船舶占用泊位的時(shí)間分布，接近于愛爾蘭二階分布的港口較多；也有一些港口符合負(fù)指數(shù)分布（一階愛爾蘭分布）。對于專業(yè)碼頭或?？堪噍啚橹鞯拇a頭，由于使用碼頭的船方、貨主相對集中，因而在某種程度上比較容易做到合理安排船舶到港，隨機(jī)性更多源于自然因素，故一般認(rèn)為船舶相繼到港的時(shí)間間隔更接近于二階愛爾蘭分布。實(shí)例分析某港現(xiàn)有7個(gè)雜貨泊位，據(jù)預(yù)測5年后吞吐量將增加至3百萬噸，經(jīng)驗(yàn)證船舶到達(dá)近似符合泊松分布，占用泊位時(shí)間近似符合負(fù)指數(shù)分布，問港口尚需要再建設(shè)幾個(gè)泊位，可滿足

14、5年后系統(tǒng)營運(yùn)較為經(jīng)濟(jì)合理的要求？（已知每個(gè)泊位的日均裝卸效率為1200噸/天，泊位日均費(fèi)用為4500元/泊位天，船舶在港期間的日均費(fèi)用為20000元/艘天）橫坐標(biāo)為船流密度橫坐標(biāo)為船流密度（日平均裝卸船數(shù)）（日平均裝卸船數(shù)）縱坐標(biāo)為船舶靠泊作縱坐標(biāo)為船舶靠泊作業(yè)占用泊位時(shí)間業(yè)占用泊位時(shí)間橫坐標(biāo)為船流密度橫坐標(biāo)為船流密度（日平均裝卸船數(shù)）（日平均裝卸船數(shù)）縱坐標(biāo)為船舶靠泊作縱坐標(biāo)為船舶靠泊作業(yè)占用泊位時(shí)間業(yè)占用泊位時(shí)間第四節(jié)：泊位組、提高裝卸效率、新增能力時(shí)機(jī)選擇第四節(jié)：泊位組、提高裝卸效率、新增能力時(shí)機(jī)選擇一一提高裝卸效率的途徑提高裝卸效率的途徑同類泊位的集中管理同類泊位的集中管理對老碼頭進(jìn)行技術(shù)改造對老碼頭進(jìn)行技術(shù)改造增加泊位數(shù)增加泊位數(shù)提高泊位裝卸效率提高泊位裝卸效率選擇合適的泊位利用率選擇合適的泊位利用率the affection of s （泊位利用率）（泊位利用率）and s（泊位數(shù)）（泊位數(shù)） to tw （平均待泊時(shí)間）wwswswstststts，則，則不變，則，則不變 選擇最優(yōu)泊位數(shù)時(shí)的泊位利用率選擇最優(yōu)泊位數(shù)時(shí)的泊位利用率二二. two examples（習(xí)題課）（習(xí)題課）三三. conclusions:1.從營運(yùn)的角度，在技術(shù)上可能的條件下，應(yīng)盡量選擇裝卸效率高的裝卸系統(tǒng)，以縮短船舶在港時(shí)間，吸引船舶到港。2. 高效專業(yè)化少泊位在營運(yùn)上具有明