1、第第6章章 港口通过能力港口通过能力本章重点：1、港口通过能力的影响因素 2、港口各环节通过能力的计算 3、合理泊位通过能力的确定6.1 港口通过能力的概念港口通过能力的概念 一、通过能力定义 港口通过能力：指港口在营运期（年、月、日）内在既定的技术装备条件下，按照先进、合理的工艺流程组织装卸生产所允许通过的饱和货运量，计量单位为货物自然吨（标准箱）。 6.1 港口通过能力的概念港口通过能力的概念港口通过能力的含义可概述为如下四点： 1、是港口企业内部各个生产环节、各种固定资产的综合生产能力，是各环节生产能力综合平衡的各环节生产能力综合平衡的结果结果。它由港口泊位、库场、装卸、集疏运等各环节通
2、过能力的合理组合而构成的综合能力；2、是指在一定时间内一定时间内所能装卸货物的最大数量；3、是指一定技术组织条件一定技术组织条件下所能装卸货物的最大数量；4、反映港口装卸货物的最大可能性最大可能性。6.1 港口通过能力的概念港口通过能力的概念计算港口通过能力的意义p了解自己能力，确定经营目标（如新扩建）和编制生产计划p提供反馈信息，发现和消除薄弱环节改善综合能力，减少船、货在港积压6.1 港口通过能力的概念港口通过能力的概念 二、通过能力的种类 港口通过能力，通常分为设计能力、核定能力和营运能力（现有能力）。 1、设计通过能力：指新建或扩建的港口，在设计任务书和技术文件中所规定的应达到的生产能
3、力。 2、核定通过能力：指老码头没有规定设计能力，或者是经过设备的技术改造，或者是泊区专业化分工作了新的调整，实际的通过能力已超过原设计能力，港口企业根据先进合理的技术组织条件，重新测算的通过能力，称核定能力，也称查定通过能力。 3、营运通过能力，也叫现有能力，指港口在计划年度内，依据现有的生产设备、技术组织措施和货运量的实际构成，以及在营运期内能够实现的扩大通过能力的改造措施等，实际可能达到的通过能力或者统计期已经达到的能力。 在实际工作中，上述三种通过能力各有不同的用途和作用。在编制长远规划时，以设计能力或核定能力为依据；编制年度生产计划或短期作业计划时，以营运通过能力为依据6.2 港口通
4、过能力影响因素港口通过能力影响因素 港口通过能力是港口企业生产组织、管理水平、装卸设备能力、职工素质等情况的反映。它受诸多因素的影响，是各种因素综合作用的结果。 一、影响港口通过能力的主要因素 1、货种及其流向、流量 通过港口的货物各种各样。 由于其物理、化学性质不同，以及尺寸、性状、包装、重量和体积不同，因而在相同装卸设备条件下，各种货物的装卸效率是不同的。 同样货物，同样装卸设备，由于货物流向不同，其装船和卸船效率也不相同。 泊位通过能力随各种货物所占吞吐量比重，及进、出货物所占比重不同而变化。影响整个港口综合通过能力。 6.2 港口通过能力影响因素港口通过能力影响因素 2、港口设施与设备
5、p航道的水深、宽度、曲率半径及可利用潮位p锚地的规模、水深、掩护程度及距港池或泊位的距离p泊位的数量、结构、水深及装备情况p库场的面积及布置、特征、进出方便程度和使用机械p装卸机械的种类、数量、性能及技术状态p辅助设施和设备 6.2 港口通过能力影响因素港口通过能力影响因素 3、港口总体布置p码头、库场布置p水陆域面积p港内、外交通的布局方便程度p船舶换装6.2 港口通过能力影响因素港口通过能力影响因素 4、来港运输工具的技术性能和作业条件 p船舶：运输船舶的船型、结构、舱口数及舱口尺寸、船舶载重量及船上装卸设备的类型、数量、起重量等主要技术参数，决定着装卸效率，影响港口的通过能力。p车辆：车
6、型、载重量和长度p到达和服务时间分布规律影响排队5、装卸工人及机械司机 装卸设备是港口的主要生产工具，要充分发挥设备的能力，就必须有一批具有一定技术水平的装卸工人和装卸司机。其水平的高低、数量及积极性决定着生产能力，关系到港口通过能力的大小6、港口的自然条件 风、雨、气温等自然因素，直接影响港口工作的时间和营运期的长短，对船舶能否靠泊和作业及其作业条件和作业时间等会产生很大的影响，从而对港口通过能力产生影响。6.2 港口通过能力影响因素港口通过能力影响因素 7、生产管理水平 企业领导素质的高低和生产管理水平如何，决定着生产组织的合理与否，关系到港口技术设备能否发挥其效能和劳动力能否合理安排，同
7、时也关系到装卸生产各环节的衔接和协调，这些都会影响港口的通过能力。8、其他 港口的作业班次、港口内外协作的好坏等，都直接或间接影响装卸作业时间和装卸效率，影响港口的通过能力。 二、港口通过能力系统结构模型港口通过能力系统结构模型 港口通过能力系统概况为：货物以某种流的方式，从泊位子系统或集疏运子系统输入或输出；货流进入系统后，在泊位与库场（前方、后方）之间，泊位与集疏运系统之间，库场与集疏运系统之间流动。其可以划分为4个子系统： 1、装卸子系统：其以“人机”组合的作业线形式支持货流在泊位、库场、集疏运系统之间流动； 2、泊位子系统：由件杂货、集装箱、散货、客船、浮筒等构成； 3、集疏运子系统：
8、由铁路、公路、水运、空路、管道以及输送带等方式组成。 4、库场子系统：根据货物堆存的时间长短可划分为前方和后方两库场部分。前方库场通常是指码头前沿，直接为泊位上的船舶装卸服务；后方库场是指远离码头前沿位置，通常为堆存期较长的货物提供服务，或者为需要进行某些辅助作业，如改换包装，干燥或其他加工等提供场所。 这一结构划分为两个部分：一个是物流通过的物理系统泊位、库场、集疏运子系统；另一个是保证货物实现其流动的支持系统装卸子系统。锚锚 泊泊件杂货件杂货集装箱集装箱散散 货货石石 油油危险品危险品客客 轮轮港口通过能力的系统结构模型港口通过能力的系统结构模型6.3港口交通流分析港口交通流分析 一、港口
9、交通流的概念 港口交通流是指到、离港的船舶流，车辆流，货物流，客流的总称。 港口交通流对港口系统的服务对象，其对港口通过能力提出需求，其可以被看成为港口的顾客。 研究港口交通流的规律与特征，是因为它对港口生产状态有决定性的影响。当船舶、车辆密集到达时，港口的生产就呈现紧张状态，港口能力会得到充分利用；当船舶、车辆稀疏到达时，港口生产呈现松弛现象，港口能力将出现闲置。这种忙、闲不均地生产特点被称为港口生产的不平衡性。只有认识并掌握其不平衡的特征与规律，才能通过计划、组织、调度，控制港口生产的连续与均衡。6.3 港口交通流分析港口交通流分析 二、船舶流及其基本规律分析二、船舶流及其基本规律分析 船
10、舶到达港口可归纳为定期到达和不定期到达两种方式。 （一）定期到达 船舶规则地以相等的时间间隔到、离港口，亦即班轮运输方式。船舶按固定的班期运行，船舶到达港口的间隔时间分布（和在港时间分布）是定长分布。 （二）不定期到达 船舶到港时间不确定。通常假定这种到达方式具有如下特点： 在某段时间内到达的船舶数仅与这段时间长短有关； 不相交的时间区间到达的船舶数量相互独立； 船舶到达总有先后次序，不存在两艘以上的船舶同一时间到达。 恰好满足上述特点的船舶流称为简单流，其一般可用泊松分布描述。船舶的这种到达方式又称随机到达。6.3 港口交通流分析港口交通流分析 （三）船舶流分析规律的验证（三）船舶流分析规律
11、的验证 以船舶到达分布服从泊松分布为例，则船舶到达的理论分布模型为： Px(t)=e-.x/x!式中：t-船舶到达时间间隔（t0）； x-随机到达的船舶数（x0，1，2，)； 平均每天到达的船舶数（艘/天） 已知某港区某年共到达799艘杂货船到港和每天到港船舶艘次，试验证船舶到港服从泊松分布。 H0：假设样本分布为泊松分布 P(x=k)=e-.k/k! 6.3 港口交通流分析港口交通流分析 （三）船舶流分析规律的验证（三）船舶流分析规律的验证 H0：假设样本分布为泊松分布 P(x=k)=e-.k/k! (ni-m pi)2/ m pi =1.743；查表26（0.05)=12.5921.743
12、 即H0 成立。检验表明船舶到达服从泊松分布。项目船舶数/日nini/mpi(ni-m pi)2/ m pi0440.1210.1120.2381870.2380.2480.0662900.2470.2680.6253770.2110.1960.4174410.1120.1070.0975190.0520.0470.197670.0190.0170.1023651.0001.7436.3 港口交通流分析港口交通流分析三、车辆（火车、汽车）流的规律分析 港口火车车流到、离港的分布特征，也是影响港口生产状态的另一重要因素。由于车辆是港口主要疏运方式，车辆装卸的及时不仅直接影响船舶在港时间，而且路港
13、之间有约束性合同，所以港口生产组织上一直遵循“以车保船”的原则，车辆的装卸是及时的。 火车车流到、离港分布规律的研究方法同上。 车流特征呈现正态分布的特征6.3 港口交通流分析港口交通流分析四、货物流分布规律分析 货流分布的意义在于对库场与疏运能力的需求，货流的强度，货流的不平衡特征是决定能力及储备的主要依据。 其分布规律的研究方法同上。 五、港口交通流分布与生产状态分析方法的一般程序 运用统计学原理分析港口交通流与生产状态的特征，不仅纠正了对交通流与港口生产状态规律性认识的模糊概念，而且使港口交通流、港口生产状态与通过能力的关系建立在科学的基础上。港口通过能力港口通过能力第三节 码头与泊位系
14、统通过能力一、码头与泊位系统一、码头与泊位系统泊位子系统实际是由件杂货、集装箱、散货、危险货物、客船以及浮筒与锚泊泊位等构成。泊位子系统的内部是由码头泊位、前方装卸机械（或船舶吊杆）、水平搬运机械和劳动力组成。1、船舶动态模拟、船舶动态模拟码头前沿船舶动态模拟图反映了船舶从入港、靠岸装卸到船舶离岸、出港期间的作业情况。间间 码头前沿船舶动态模拟图2.泊位子系统的货物流动泊位子系统的货物流动 进口货经舱口起重机（岸边起重机）装 卸，分别卸到岸边、火车、卡车直接运 走，或经港内水平运输入库，出口货则 正好相反。码头前沿货物流动图码头前沿货物流动图船舶水平运输驳船火车卡车库场装卸结论结论从泊位子系统
15、的动态模拟及货物的流动可以看出泊位子系统的关键环节是装卸装卸的快慢影响码头对船舶服务时间的长短，这可以从船舶在港停泊时间（t船停）指标来反映船舶停泊时间t船停是船舶衡量港口服务水平的尺度同时装卸的快慢又影响码头泊位利用率泊位利用率是衡量码头设施利用的尺度，它直接影响港口、船舶的成本泊位利用率的大小直接对船舶排队等待时间有影响泊位通过能力计算泊位通过能力计算泊位设计通过能力理论上应具备的能力泊泊设计营设计营利额利额PTPTn pp= 24q泊泊设设计计P P泊位年运营期泊位年运营期泊位设计作业线数泊位设计作业线数每条作业线的昼夜生产吨每条作业线的昼夜生产吨装卸设备理论利用率装卸设备理论利用率装卸
16、设备额定生产率装卸设备额定生产率装卸设备负载利用率装卸设备负载利用率码码泊泊设设计计设设计计PPPPmi1=设计通过能力（理论上）是在泊位设计时按照具体货种、作业线数确定的，是提供营运能力的基础。设计通过能力不受船型、船舶到达规律的直接影响。设计通过能力大小只与泊位机械的技术状态和作业线有关。（岸壁的维修，不在T营内）码头通过能力即为各泊位通过能力之和。从公式（6-2）中看出：由于，营运期对确定的港口是个稳定常数，泊位通过能力仅与泊位上作业线（或开工舱口）数以及相应的作业线生产率有关。例题例题设某泊位可靠一艘大船，配合2台安全负荷为10吨的吊机，假设实际平均每吊8吨，每5分钟起落一次，每天工作
17、20小时，港口一年的营运天数为300天，求该泊位的设计通过能力。 解：每条作业线每小时完成量：（60/5）*8=96每条作业线每天完成量：20*96=1920该泊位每天完成量：2*1920=3840设计通过能力=300*3840=1152000 由于船、车、货物的到达并不是均衡和稳定的，港口装卸机械设备、装卸工人所组成的装卸能力不可能在生产过程中组织衔接得十分严密，以及其他多方面因素的影响，泊位设计能力不可能被完全利用，因此就产生了营运通过能力。泊位通过能力计算泊位通过能力计算泊位营运通过能力营营设设计计PPPP=营营P P泊位利用率泊位利用率营运期装载船舶艘数营运期装载船舶艘数船舶平均载货量
18、船舶平均载货量对于泊位子系统营营PMPMq=从实际船舶装卸货物数量考虑 从以上公式可以得出 营营营设计营设计P PMMTPTPqn p=营营MMT T=生生t=船舶到达密度船舶到达密度船舶生产性停泊时间船舶生产性停泊时间泊位通过能力计算泊位通过能力计算推广到一般情况，假如有n泊个相同的泊位，则总作业线数为m个总总总总mnmnn=生生泊泊生生装装卸卸技技、辅辅n ntttt=每个泊位上的作业线数每个泊位上的作业线数 结论: 反映出泊位与船舶所构成的系统中，泊位利用率与船舶到达密度、船舶装卸作业时间和泊位数之间的函数关系，正是随机服务系统的服务强度与“客户”到达密度、平均服务时间以及服务台数之间的
19、一般规律。因此，可根据船舶到达规律、装卸服务状态，进一步计算出平均等待泊位的船舶数、船舶平均等待时间等参数pnTqM营营TMpnqt生生t泊生nt6.4 码头与泊位系统通过能力码头与泊位系统通过能力 一、泊位通过能力概念 指泊位在一定时间内可以装卸船舶所载货物的最大数量。它是确定港口通过能力的基础，也是确定港口生产任务的主要依据。 （1）单一船型单一货种下的泊位通过能力 假定港口生产均衡，在泊位上装卸的货种和船型又只有一种，并假定船舶每次来港装卸的货物数量也不变，则这个泊位的通过能力就应该等于船舶每航次的载货量与测算期内所装卸船舶数的乘积。但实际上由于受各种因素的影响，船舶到港是不均衡的，也是
20、随机的，而且船舶每航次的载货量也不可能绝对相同。因此，实际上的通过能力应比上述理论泊位通过能力小，所以泊位通过能力应按下式计算：港泊KQNP 式中：K港港口工作不平衡系数。此系数与货运量、货流、车流、船流的不平衡有关，也与生产管理水平和自然条件等因素有关。在设计港口时，可从设计规范中选取；或者参照本港（或同类港口）在正常情况下不少于连续三年的统计资料，按下式计算、分析确定： 其中：G最大月最大装卸量； G平月平均装卸量。平最大港GGK 一般是港口运量越大，不平衡性越小。以港口泊位工作不平衡系数来反映港口生产的不平衡情况，是考虑到实际影响通过能力的因素而确定的。它是确定储备能力的根据。系数的取值
21、非常重要。若取值过大，则港口的泊位、机械设备、库场容量、劳动力需要量等都要相应增加。在装卸任务不足的情况下，泊位利用率及设备利用率将更低，从而使装卸成本提高，影响港口企业的经济效益；反之，如取值过小，又会因能力不足而造成压货压船，增加船舶在港停泊的时间，也会造成经济损失和不良的政治影响。因此在一定的条件下，为了克服由于不平衡所带来的不利影响，应从生产组织管理、船舶运行组织等方面予以解决。 平均船舶载货量，要根据船型和货种来确定。 N 船舶数，是指该泊位在一定时期内能装卸的船舶艘数。按下式计算 其中：TI泊位工作天数，即泊位每年可用于装卸的天数。 t让船舶让档时间。 t停船舶停泊时间，指船舶占用
22、泊位的时间。它是船舶靠离码头、进行装卸作业、准备与结束作业、辅助作业，以及因技术原因、气象原因、非生产性停泊等各项时间的总和。即 t停t停靠t装卸t准结t辅t技t气t非Q让停ttTNI 或者式中：Q船舶载货量（吨）； M昼夜装卸效率（吨/昼夜）； P船时船时量（吨/艘时）； t日日装卸时数。其中：G装卸货物总数（吨）； t装船舶实际装卸时数（艘时）。MQt 装卸日船时装卸tPQt装船时tGP （2）多船型多货种下的泊位通过能力 在港口实际生产中，一个泊位往往不是单一船型、单一货种，而是货种多样、船型不一；或货种单一，船型多样；或者既有进口又有出口。当进出口装卸船的装卸效率不一样时，泊位通过能力
23、应先按单一货种、单一船型，进口和出口分别计算，然后再按以下公式计算泊位的多货种、多船型的综合通过能力，其计算公式如下： 式中：P综泊位综合通过能力； 各不同船型或不同货种占泊位装卸作业总量的比重； P泊与 相对应的泊位通过能力。泊综PP1计算题：已知某集装箱码头某一泊位年营运情况如下： 泊位年工作天数为 350 天，合理泊位利用率为 60%，到港船型有三种，其在港 作业情况如下表所示： 第一种船 第二种船 第三种船 船型（TEU） 2000 1000 3000 在港装卸货物数量（TEU） 2100 1600 3400 船舶占用泊位时间（天） 1.6 1.2 2.4 船舶让档时间（天） 0.2
24、0.2 0.2 各船型货物占泊位装卸货物总数的比重 0.5 0.3 0.2 请计算该泊位年综合营运通过能力。 解答：解答：（1） 先求单船型的通过能力 由KQttTP合船让占年营 得 TEUP2450006021002 .06 .13501 TEUP2400006016002 .02 .13502 TEUP2746156034002 .04 .23503 （2） 综合营运通过能力 由PPii1综 得 TEUPPPP2488802 .03 .05 .01321综 某件杂泊位，停靠两种船型： 甲船载货量 6000吨， 占总运量的40% 乙船载货量5000吨，占总运量的60%； 各船所载货物两种：A
25、货、港口装卸效率为600吨/天，占70%；B货、港口装卸效率为500吨/天，占30%。 该泊位年营运天为340天，泊位工作不平衡系数为1.2，除装卸时间外，船舶占用泊位的其他时间共为一天。求该泊位的通过能力。 某杂货泊位，接卸1万吨级杂货船，已知该泊位装卸钢材的效率为1800吨天，装卸木材的效率为1000吨天，船舶靠离码头时间1小时，准备与结束作业时间1小时，辅助作业时间5小时，技术中断时间2小时，非生产性停泊时间0.5小时，气象原因造成的停泊时间0.5小时，船舶让档时间2小时，泊位年工作天数320天，如果钢材和木材通过该泊位装卸的比重为3：7，试求该泊位的综合理论装卸能力。 船舶及船舶到达规
26、律船舶及船舶到达规律到港船舶数Q QMMq=计划期的货运量计划期的货运量计划期确定船型平均载货量计划期确定船型平均载货量船舶及船舶到达规律船舶及船舶到达规律船舶到达规律与装卸船舶数定期到达的船舶，该泊位能够装卸的船舶数为泊位工作天数泊位工作天数泊泊1 1停停让让档档T TMMtt=前后两艘船之间的正常间隔时间前后两艘船之间的正常间隔时间船舶在泊位的总停泊时间船舶在泊位的总停泊时间停停装装 卸卸技技 、 辅辅气气非非t =t+t+t +tN年全年所能装卸船舶艘数(艘)，按下式计算：N年=T年/(t占+t让)其中：T年泊位年工作天数，指泊位全年可用以停自船舶的天数，它等于年日历天数减去非工作天数；
27、t让船舶让档时间(天)，指一条船离开泊位后，下一条船开始靠泊以前，因技术原因必须的间隔时间；t占船舶占用泊位时间(天)，指船舶开始靠码头到船舶离开码头的延续时间，船舶及船舶到达规律船舶及船舶到达规律如果定期到达的船舶正好与班轮相对应这就是，安排的船舶在港作业时间与班期相等。泊泊1 1停停让让班班档档营营T TMMttTM=C停停让让档档tt= C船舶及船舶到达规律船舶及船舶到达规律如果这说明：泊位仍有一定的空闲(错开班期或减少泊位数）如果这说明：船舶到港后会出现等待泊位的现象压缩船舶在港时间，增加装卸能力，使作业在班期内完成增加泊位数停停让让档档tt C 1) C2) C增加泊位数，计算所需泊
28、位数: 让档停tt让档停tt斑让档停泊MCMttn)(船舶及船舶到达规律船舶及船舶到达规律船舶到达规律与装卸船舶数随机到达的船舶，队长和平均等待时间用下列公式计算 ！-12nSS-1q2n=0qqSSSL=+nS1 - S! 1 - LW =平均开工作业船舶数平均开工作业船舶数平均在港等待装卸的船舶数平均在港等待装卸的船舶数平均每天到达的船舶数平均每天到达的船舶数正处于服务状态的泊位数正处于服务状态的泊位数船舶平均等待时间船舶平均等待时间泊位利用率泊位利用率 第二种方式到达-随机到达平均在港等待装卸的船舶数船舶平均等待时间装卸船舶数11022)1 ( !)(!)()1 ( !)(SnsnqSS
29、nSSSLqqLW让档停泊ttTM2于是，船舶的总停泊时间应加上排队等待的时间停停装装 卸卸技技 、 辅辅气气非非qt =t+tt +tW+四、泊位合理通过能力的确定四、泊位合理通过能力的确定在实际中，由于船舶到港的随机性以及船型大小（吨位）和装卸货物的多样性，再加港口堆存能力、疏运能力以及一些不可预测因素的影响，理想状态是永远达不到的。显然，港口泊位数越多，则到港船舶排队等候靠泊的机会就越少。反之，港口泊位越少，则到港船舶排队等待靠泊的机会就越多。从经济效益角度来看，一方面，港口泊位数越多，则港口建设费用和港口运作管理成本就越大，并且盲目地建设过多的泊位甚至会造成国家岸线资源和经济上的巨大浪
30、费。另一方面，如果泊位数太少，将导致到港船舶等待靠泊时排队过长，造成船舶和货物的大量积压，这同样会给各方带来经济损失。 泊位合理通过能力的确定泊位合理通过能力的确定船舶排队,造成船队营运经济损失,为了使船舶不排队 n泊 扩大服务窗口数量 增加港口投资 P 装卸 t 装卸当船舶到达量减少的时候 泊位装卸设备闲置 船舶排队 等待损失 泊位的合理通过能力泊位的合理通过能力出发点 min s 港 s 船 以完成的货运量所投入的港口营运费用和船舶停泊费用之和达到最少为衡量的标准船舶合理开工舱口数船舶合理开工舱口数当使f (n, s)达到最小时的开工舱口数，即为所求的合理开工舱口数因此，船舶的合理开工舱口数为： Q S 船 n合理 = P S 港 对已确定的泊位、货种、船型和装卸机械化系统，合理开工舱口数不难确定。 结论结论 1、大船、船舶停泊成本高的船应加速装卸2、装卸生产率高、装卸成本高的机械化系 统少开头有利。
