第4章-碼頭及碼頭平面設(shè)計(jì).ppt

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1、第四章???碼頭及碼頭平面設(shè)計(jì)4.1港口規(guī)模確定4.2減少船舶在港時(shí)間4.3碼頭布置型式4.4港口陸域尺度4.5海港碼頭平面布置4.6河港碼頭布置特點(diǎn)4.7港口豎向尺度4.1港口規(guī)模確定港口規(guī)模一般包括：碼頭建筑物長(zhǎng)度(各類泊位的數(shù)量)；水域面積(調(diào)頭水域、航道、港池、錨地等)；防波堤長(zhǎng)度；倉庫、堆場(chǎng)、停車場(chǎng)等面積；辦公樓、機(jī)修間、機(jī)械庫等生產(chǎn)輔助建筑物規(guī)模；鐵路、道路的數(shù)量和等級(jí)；港區(qū)供水、供電、供油等生活輔助設(shè)施規(guī)模；…….碼頭是港口營(yíng)運(yùn)的中心，港口其它設(shè)施必須與碼頭相適應(yīng)，也就是說，港口規(guī)模取決于碼頭規(guī)模即各類泊位數(shù)的

2、多少。4.1港口規(guī)模確定影響泊位數(shù)S的主要因素港口吞吐量Q，旅客、貨物；船型及其周轉(zhuǎn)量；裝卸效率的高低。確定港口規(guī)模主要解決兩方面的問題：泊位的大小——來港船型泊位的多少——吞吐量、船舶數(shù)量、裝卸效率等4.1港口規(guī)模確定港口泊位數(shù)估算粗略估算港口的泊位數(shù)S：Q——碼頭年作業(yè)量P——單個(gè)泊位設(shè)計(jì)通過能力；可按下式估計(jì)?——泊位系數(shù)1.2～1.5；t——船舶平均占泊時(shí)間（日/艘）；N——考慮時(shí)段的天數(shù)；?——船舶平均裝卸量（噸/艘）。4.1港口規(guī)模確定現(xiàn)行規(guī)范泊位通過能力計(jì)算公式4.1港口規(guī)模確定泊位數(shù)優(yōu)化S太多→港口設(shè)施經(jīng)常出

3、現(xiàn)閑置，造成投資浪費(fèi)S太少→許多船舶、旅客排長(zhǎng)隊(duì)等待，給船、客帶來損失S優(yōu)應(yīng)滿足的條件(只考慮港、船因素)——港口有S個(gè)泊位時(shí)平均在港口的船舶數(shù)港口泊位數(shù)優(yōu)化：考慮港、船、客貨各方面的因素，使得客貨在港口轉(zhuǎn)運(yùn)的總費(fèi)用最省。以cb表示每泊位每天的營(yíng)運(yùn)費(fèi)用（元/泊·日）cs表示每船在港一天所需費(fèi)用（元/艘·日）在時(shí)段N天內(nèi)船舶總費(fèi)用為（港口有S個(gè)泊位）4.1港口規(guī)模確定泊位數(shù)S不同就導(dǎo)致Cs的變化，泊位數(shù)優(yōu)化就是取S值使得Cs最小，即將Cs的表達(dá)式代入整理得S優(yōu)應(yīng)滿足的條件為：方法：調(diào)整S值使上式得到滿足——試算關(guān)鍵：給定S后如

4、何計(jì)算平均在港船舶數(shù)有關(guān)泊位參數(shù)的概率表達(dá)設(shè)：S——港口泊位數(shù)Pn——有n艘船在港的概率Fn——N天內(nèi)有n艘船在港的天數(shù)，F(xiàn)n=NPn4.1港口規(guī)模確定泊位利用率ρsρs就是泊位利用的天數(shù)與泊位總天數(shù)的比值。設(shè)有n艘船在港則：n≤S時(shí)，泊位利用的天數(shù)即為船天數(shù)nFn,有空泊位,無船待泊n＞S時(shí)，泊位全部被占用，泊位利用天數(shù)為SFn，有船待泊4.1港口規(guī)模確定平均裝卸船數(shù)平均等待船數(shù)4.1港口規(guī)模確定港口吞吐量Q設(shè)：平均一個(gè)泊位的日裝卸量為R(t/泊·日)則：Q=R·泊位被利用的天數(shù)不難看出以上各量有如下關(guān)系：注意到ρs≤1

5、恒成立，得港口最少泊位數(shù)為:4.1港口規(guī)模確定船舶到達(dá)分布船舶到達(dá)港口是隨機(jī)的在t時(shí)段內(nèi)到達(dá)港口n艘船舶的概率：?——船舶的平均到達(dá)率但有規(guī)律——按某種概率分布到達(dá)港口泊松流——相繼到達(dá)的兩艘船舶的間隔時(shí)間T服從指數(shù)分布概率密度：4.1港口規(guī)模確定大量統(tǒng)計(jì)資料表明，多數(shù)港口的船舶到達(dá)服從泊松分布，如圖是我國(guó)某港口1996年2301艘到港船舶的統(tǒng)計(jì)資料，從圖中可看出該港的船舶到達(dá)基本上服從泊松分布，在港口系統(tǒng)規(guī)劃中，船舶的到達(dá)通常按泊松流考慮。4.1港口規(guī)模確定船舶占泊時(shí)間分布船舶占泊時(shí)間——從靠泊到離開的總時(shí)間T，一般服從指

6、數(shù)分布或者2階愛爾蘭分布。k階愛爾蘭分布:4.1港口規(guī)模確定μ——平均裝卸船率k階愛爾蘭分布4.1港口規(guī)模確定P72圖4-3有誤排隊(duì)理論的應(yīng)用(只介紹M/M/S/?排隊(duì)模型的結(jié)果)M/M/S/?排隊(duì)條件：第一，船舶按泊松流到達(dá)港口；第二，船在港裝卸占泊時(shí)間服從指數(shù)分布；第三，船一到港，只要有空閑泊位就必須停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原則進(jìn)行排隊(duì)，不得插隊(duì)；第四，當(dāng)船舶足夠多時(shí)，不論排隊(duì)多長(zhǎng)，船舶不得中途離港。4.1港口規(guī)模確定據(jù)排隊(duì)論可得到有n艘船舶在港的概率為P0,s——有S個(gè)泊位時(shí)，無船在港（n=0）的概率。4

7、.1港口規(guī)模確定有了Pn,s就很容易求得有關(guān)參數(shù)4.1港口規(guī)模確定設(shè)n=i+s有:4.1港口規(guī)模確定船舶的平均等待時(shí)間是人們極為關(guān)注的港口參數(shù)，可根據(jù)平均等待的船舶數(shù)求得。4.1港口規(guī)模確定其它排隊(duì)模型M/E2/S/?排隊(duì)模型——船舶到港為泊松分布占泊時(shí)間為二階愛爾蘭分布E2/E2/S/?排隊(duì)模型——船舶到港和占泊時(shí)間為二階愛爾蘭分布注意：各排隊(duì)模型的差別很大，選取的模型必須符合港口實(shí)際。4.1港口規(guī)模確定例題某港口件雜貨作業(yè)區(qū)2020年的預(yù)測(cè)吞吐量為Q=1500萬噸，設(shè)計(jì)裝卸能力R=8000噸/泊位-日，設(shè)泊位營(yíng)運(yùn)費(fèi)cb=

8、16000元/泊位-日，船舶艘天費(fèi)cs=45000元/船舶-日，船舶平均載貨量ξ=16000噸，貨物平均價(jià)格cG=3500元/噸，現(xiàn)金貼現(xiàn)率i=8%，取N=365天，試：1.寫出貨物換裝總費(fèi)用表達(dá)式；2.導(dǎo)出最優(yōu)泊位數(shù)應(yīng)滿足的條件；3.計(jì)算合理泊位數(shù)(按M/M/S/?模型)；4.按合理泊位