天津港集裝箱碼頭泊位利用率研究

1、學(xué)號(hào)：201210621043上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）天津港集裝箱碼頭泊位利用率研究學(xué) 院：交通運(yùn)輸學(xué)院專 業(yè)：航運(yùn)管理班 級(jí)：國(guó)航121姓 名：石宗邦指導(dǎo)老師：劉偉教授完成日期：2016年05月13日承諾書(shū)本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)論文“天津港集裝箱碼頭泊位利用率研究”是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，嚴(yán)格按照學(xué)校和學(xué)院的有關(guān)規(guī)定由本人獨(dú)立完成。本文所引用的觀點(diǎn)和參考資料均已標(biāo)注并加以注釋。論文研究過(guò)程中不存在抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。如若出現(xiàn)任何侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。承諾人（簽名）： 日期： 年 月 日摘 要泊位資源是港口碼頭的稀缺資源。碼頭泊位利用率過(guò)高

2、即表示港口泊位供不應(yīng)求，港口面臨船舶滯港的問(wèn)題，港口作業(yè)壓力增大，舶運(yùn)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)輸成本增加、貨方發(fā)貨或取貨等待時(shí)間加長(zhǎng)。泊位利用率過(guò)低則又會(huì)出現(xiàn)港口泊位無(wú)船靠泊進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致泊位資源閑置，港口經(jīng)濟(jì)效益過(guò)低的問(wèn)題。因此，對(duì)集裝箱碼頭泊位利用率的研究具有重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義。應(yīng)對(duì)港口泊位利用率過(guò)高，港口的主要解決辦法有兩個(gè)：一是增加泊位建設(shè)投資，興建新泊位；二是通過(guò)改進(jìn)措施，提升泊位作業(yè)效率，保持泊位利用率合理化。港口興建新泊位，會(huì)面臨巨額投資壓力，且新泊位建設(shè)周期長(zhǎng)，不能產(chǎn)生立竿見(jiàn)影的效果。本文著重研究如何提升碼頭泊位作業(yè)效率，使泊位利用率保持在合理范圍內(nèi)。以天津港集裝箱碼頭泊位利用現(xiàn)狀為例，

3、通過(guò)研究分析泊位利用率計(jì)算公式，從改善碼頭泊位布局、碼頭機(jī)械系統(tǒng)、碼頭信息系統(tǒng)三方面著手，以定性與定量相結(jié)合方式進(jìn)行分析，指出提高泊位作業(yè)效率的方法，建立單泊位與雙泊位排隊(duì)作業(yè)模型，運(yùn)用EXCEL求解，指導(dǎo)泊位為靠港船舶進(jìn)行作業(yè)服務(wù)。提高泊位作業(yè)效率，保持港口碼頭泊位利用率合理化。這樣既增加港口經(jīng)濟(jì)效益，又可以為船方與貨主提供更為優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)，增加客戶滿意度，從而使港口碼頭得以持續(xù)發(fā)展，形成良性循環(huán)。本文的研究成果對(duì)于天津港集裝箱碼頭泊位利用率合理化有著重要的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：天津港，集裝箱碼頭，泊位利用率，單泊位系統(tǒng)，雙泊位系統(tǒng)AbstractThe berth resource is o

4、ne kind of shortage resource in terminal. The overmuch Berth occupancy rate of terminal means the supply of berth cannot meet demands. The party of port will face the problem of shipping retention and the pressure of ports operation will increase, which will add transportation cost of carrier and th

5、e increase time of delivery of goods. However, the low Berth occupancy rate means that there is not enough ship to call, as a result, not only is the berth resource in idle, but the economic revenue of port become low. Therefore, the research on Berth occupancy rate of container terminal will bring

6、significant theoretical and practical meaning. In order to face the overmuch Berth occupancy rate, there are two tools to solve those problems: the one is increasing investment on berth, to construct new berth. The second is promoting berths through capacity , keeping Berth occupancy rate within a r

7、easonable range by various kinds of promotion methods. While constructing new berth will face huge investment pressure, and construction period of new berth is too long to bring immediate impact. This dissertation focus on how to promote berths operation efficiency, to keep the Berth occupancy

8、rate within a reasonable range. To elect the current situation of berth utilization in port of Tianjin as sample ,This paper will solve those problems in three aspects: promoting the layouts of berth, terminal mechanical system, terminal information system by researching and analysis calculate formu

9、la, combining qualitative and quantitative analysis, pointing out methods to improve efficient of berths operation. Whats more, create queuing operation models of single or double berth, and using EXCEL to guide berth for the ship in port services.Keeping Berth occupancy rate within a reasonable ran

10、ge by improving efficient of berths operation. By this way, can increase revenue of terminal, provide excellent services for ships owner and shipper which will increase customers satisfaction, and add the capacity of investment on reinforce berth and terminal, finally, create a positive cycle. The r

11、esearch result of this article will produce significant reference value on reasonable Berth occupancy rate in port of Tianjin. Key words: Port of Tianjin, Container terminal, Berth occupancy rate, single-berth system, double-berths system目錄1.緒論11.1選題背景及研究意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.3本文研究?jī)?nèi)容及方法62.泊位利用率的相關(guān)理論及影響因素8

12、2.1 泊位利用率的定義82.2 最佳泊位利用率的計(jì)算方法82.3集裝箱泊位利用率的影響因素82.4本章小結(jié)133.天津港集裝箱碼頭泊位利用率現(xiàn)狀與分析143.1 天津港集裝箱碼頭泊位布局153.2 天津港集裝箱泊位機(jī)械系統(tǒng)163.3 天津港集裝箱泊位信息系統(tǒng)173.4泊位利用率分析183.5單泊位與雙泊位港口系統(tǒng)模型193.6本章小結(jié)264.天津港集裝箱碼頭泊位利用率改進(jìn)措施建議274.1 天津港集裝箱碼頭泊位布局改進(jìn)建議274.2 天津港集裝箱碼頭機(jī)械系統(tǒng)改進(jìn)建議274.3 天津港集裝箱碼頭信息管理系統(tǒng)改進(jìn)建議284.4 改進(jìn)意義295.結(jié)論與展望315.1本文主要研究成果315.2本文不

13、足之處及展望31參考文獻(xiàn)32致謝331. 緒論1.1選題背景及研究意義1.1.1 選題背景泊位資源是碼頭的稀缺資源，碼頭泊位利用率對(duì)于港口碼頭都有著至關(guān)重要的影響。泊位利用率過(guò)高，則意味著港口作業(yè)壓力增大，碼頭泊位供不應(yīng)求，港口加大投資新建泊位的壓力就會(huì)增大，往往會(huì)出現(xiàn)船舶靠港后因沒(méi)有空余泊位進(jìn)行作業(yè)，從而在港口滯港，導(dǎo)致港口航道擁堵等。而泊位利用率過(guò)低，則表示泊位會(huì)出現(xiàn)無(wú)船作業(yè)的現(xiàn)象，導(dǎo)致港口效益降低，泊位資源閑置浪費(fèi)。提高碼頭泊位利用效率是增加港口競(jìng)爭(zhēng)力的一大途徑。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快，港口在世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到了越來(lái)越大的作用，同時(shí)世界各大港口之間的競(jìng)爭(zhēng)也顯得愈演愈烈，將港口的泊

14、位利用效率保持在合理的范圍內(nèi)，即增加港口通航能力，提高碼頭經(jīng)濟(jì)效益，為船舶提供更快捷更便利的服務(wù)，又避免泊位資源的閑置浪費(fèi)，成為提升港口競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，國(guó)際間貿(mào)易往來(lái)越來(lái)越密切，我國(guó)對(duì)外貿(mào)易運(yùn)輸量已達(dá)到非常可觀的規(guī)模。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)司（UNSD）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，國(guó)際貿(mào)易中約79%的貨物是由海洋運(yùn)輸完成的。港口對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了越來(lái)越大的作用，成為我國(guó)融入全球經(jīng)濟(jì)一體化并在其中擁有競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證。圖1.1 2005-2014年我國(guó)進(jìn)出口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)從圖1.1可以看到2005-2014年我國(guó)進(jìn)出口量成顯著上升趨勢(shì)。除2008-2009年受國(guó)際金融危

15、機(jī)的沖擊，我國(guó)進(jìn)出口額稍有下降外，2005-2008年以及2010-2011年，我國(guó)進(jìn)出口額都以超過(guò)20%的速度增長(zhǎng)，2012-2014年更是在高基數(shù)的基礎(chǔ)上不斷上揚(yáng)，到2014年時(shí)，我國(guó)進(jìn)出口貿(mào)易總額已突破四萬(wàn)億美元。我國(guó)對(duì)外進(jìn)出口貿(mào)易的急速增長(zhǎng)直接促進(jìn)了我國(guó)航運(yùn)的發(fā)展。通常情況下，全球集裝箱吞吐量的增長(zhǎng)率是全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的兩倍，而天津港集裝箱碼頭近年的集裝箱吞吐量增長(zhǎng)率更是保持在了10%左右。基于這樣的現(xiàn)狀，激增的集裝箱吞吐量和船舶大型化趨勢(shì)對(duì)港口碼頭的綜合服務(wù)水平與質(zhì)量提出了更高的要求。碼頭泊位資源能否被發(fā)揮最大效用，對(duì)于提升碼頭的經(jīng)濟(jì)效益與提高靠泊作業(yè)船舶滿意度起到了愈發(fā)明顯的影響。天

16、津港作為我國(guó)北方最大的綜合性港口，地處渤海灣西端，位于海河下游及其入海口處，地理位置十分優(yōu)越，是首都北京的海上門(mén)戶。經(jīng)濟(jì)腹地方面：天津港擁有近500萬(wàn)平方公里的經(jīng)濟(jì)腹地，近乎我國(guó)國(guó)土面積一半的范圍，囊括華北地區(qū)、華中地區(qū)、東北南部、內(nèi)蒙、陜西等地。貨源結(jié)構(gòu)方面：我國(guó)東北與華北區(qū)域石油資源豐富、重工業(yè)發(fā)達(dá)，西北地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，更加廣闊的經(jīng)濟(jì)腹地糧食作物產(chǎn)量高且種類繁多，加之增長(zhǎng)迅速的國(guó)際貿(mào)易貨量，為天津港提供了充足的各類散雜貨與集裝箱貨物貨源。港口自然條件方面：天津港位于渤海灣內(nèi)，是我國(guó)北方少有的天然良港。擁有水域面積三百多萬(wàn)平方公里，岸線長(zhǎng)度三萬(wàn)公里，各類泊位綜合總計(jì)159個(gè)。優(yōu)越的陸域、水

17、域條件，廣袤的經(jīng)濟(jì)腹地，種類繁多、貨運(yùn)量大的貨源構(gòu)成等諸多條件促成了天津港當(dāng)前繁榮的現(xiàn)狀，即使在全球金融危機(jī)，航運(yùn)不甚景氣的前提下，2015年，天津港貨物吞吐量仍達(dá)到了35868萬(wàn)噸。促進(jìn)港口碼頭泊位利用率保持在合理范圍，對(duì)于天津港提高運(yùn)營(yíng)效益的提高與長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展都有著特殊的意義。其一，港口泊位得到充分合理的利用可避免泊位資源浪費(fèi)，從而為港口創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。其二，在港口貨物運(yùn)輸旺季，優(yōu)化港口泊位利用可縮短船舶靠港等待作業(yè)時(shí)間，從而提高天津港的工作效率與質(zhì)量，增強(qiáng)港口競(jìng)爭(zhēng)力和綜合服務(wù)水平。但是，目前天津港碼頭的泊位利用效率還存在許多問(wèn)題。主要表現(xiàn)為港口泊位機(jī)械系統(tǒng)有待改善，港口泊位結(jié)構(gòu)有待優(yōu)

18、化，港口泊位信息系統(tǒng)有待提高，從而導(dǎo)致港口泊位利用率存在過(guò)高或過(guò)低的情況等等。本文即以通過(guò)研究天津港泊位利用現(xiàn)狀，以合理優(yōu)化天津港泊位利用率為目的，改善天津港機(jī)械系統(tǒng)，優(yōu)化港口泊位結(jié)構(gòu)和信息系統(tǒng)，從而提高天津港經(jīng)濟(jì)效益，提升天津港國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力與服務(wù)水平。1.1.2 研究意義隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快，港口在國(guó)際貿(mào)易中扮演者不可或缺的運(yùn)輸主力角色。尤其在當(dāng)前在金融危機(jī)的籠罩下，世界各大港口的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)白熱化。港口方面如何將港口的泊位利用效率保持在合理的范圍內(nèi)，即增加港口通航能力，提高碼頭經(jīng)濟(jì)效益，為船舶提供更快捷更便利的服務(wù)，又避免泊位資源的閑置浪費(fèi)，從而滿足港航雙方各自的利益需求，成為港口碼頭最

19、緊迫的問(wèn)題之一?？刂聘劭诖a頭泊位利用率在合理范圍內(nèi)，是優(yōu)化港口資源配置的重要途徑，對(duì)于港口運(yùn)營(yíng)商、船舶運(yùn)營(yíng)商、貨主三方都有著重大意義。對(duì)于港口和碼頭公司而言，優(yōu)化泊位利用可以為船舶提供更為便捷高效的服務(wù)，從而提高港口運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)效益。其一，港口泊位得到充分合理的利用可避免泊位資源浪費(fèi)，從而為港口創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。其二，在海運(yùn)旺季時(shí)，合理的泊位利用效率又可以縮短船舶靠港，等待作業(yè)的時(shí)間，既為船舶提供了優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)，又提高了港口的作業(yè)效率，從而提高港口的競(jìng)爭(zhēng)力，吸引更多的船舶來(lái)港作業(yè)，形成一個(gè)良性循環(huán)，使港口碼頭得到長(zhǎng)效持續(xù)發(fā)展的能力。對(duì)于船舶運(yùn)營(yíng)商而言，合理的泊位利用率可以為船舶提供優(yōu)質(zhì)高效

20、的服務(wù)，縮短船舶靠港等待時(shí)間，進(jìn)而縮短航次周期，降低港口使費(fèi)預(yù)算，降低燃油成本，并且可以有更充裕的時(shí)間讓船舶運(yùn)營(yíng)商選擇最經(jīng)濟(jì)的航速，從而降低船舶運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)成本，提高航次收益。對(duì)于貨主而言，船舶靠泊等待作業(yè)時(shí)間縮短，裝卸效率提高，可以縮短貿(mào)易合同周期，節(jié)約提貨時(shí)間，提高交易效率，從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，并且增加貨主對(duì)港口的滿意度，從而形成良性循環(huán)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來(lái)，由于國(guó)際貿(mào)易量的大幅增加，國(guó)際貨運(yùn)量加大，港口作業(yè)壓力增大。針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都對(duì)如何將泊位利用率保持在合理范圍內(nèi)進(jìn)行了深入研究，效果顯著。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究泊位利用率主要有如下幾種途徑：1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀（1）

21、 排隊(duì)論是當(dāng)前研究泊位合理化運(yùn)用的主要方法。較有代表性研究有王慧來(lái)（2010）的天津港集裝箱碼頭泊位系統(tǒng)通過(guò)能力研究，通過(guò)運(yùn)用WinQSB系統(tǒng)編程、Matlab、Exce模型、運(yùn)籌學(xué)等求解排隊(duì)論模型，為碼頭泊位操作調(diào)度提供相關(guān)建議1 。（2） 水管通過(guò)論。張帥（2013）在錦州港碼頭泊位利用率的研究中，將泊位、堆場(chǎng)、鐵路線、卸車能力幾部分比喻為粗細(xì)不一的水管，將貨物吞吐量比喻為水流。水流通過(guò)量是由位于兩端的較細(xì)的瓶頸水管決定的，即貨物吞吐量是由港口作業(yè)流程的兩端決定的。而泊位恰恰位于碼頭作業(yè)的首端，以瓶頸的位置制約著碼頭作業(yè)量。因此，優(yōu)化泊位利用，是港口通過(guò)能力提升的必要途徑2。（3） “多輸

22、出多輸入”的DEA模型。杜宏?。?015）在中國(guó)港口投資效率比較建議中運(yùn)用“多輸出多輸入”的DEA模型得出結(jié)論，港口的泊位優(yōu)化利用投資是輸出性價(jià)比最高的投資。該投資可以以最少量的投資，大大減輕港口用于其它方面投資的壓力，并且使現(xiàn)有的港口資源得以充分利用，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益3。（4） 泊位機(jī)械系統(tǒng)契合度研究。邱波（2014）在集裝箱碼頭泊位系統(tǒng)資源配置與調(diào)度優(yōu)化研究中，通過(guò)研究泊位與岸橋、碼頭運(yùn)輸工具聯(lián)動(dòng)，運(yùn)用新啟示算法，求出岸橋數(shù)目與船舶最佳靠泊作業(yè)方法。實(shí)現(xiàn)泊位與岸橋及碼頭運(yùn)輸工具的高度匹配，提高作業(yè)效率4。（5） 遺傳算法求解。黃鑫樂(lè)（2007）通過(guò)改進(jìn)遺傳算法求解，構(gòu)建大型集裝箱港區(qū)躉船

23、過(guò)駁系統(tǒng)調(diào)度模型，建立以縮短船舶靠泊時(shí)間為目標(biāo)的函數(shù)，為港口碼頭泊位調(diào)度指出新的改善途徑5。張小莉（2015）則將循環(huán)算法融入其中，將外循環(huán)用于傳遞兩個(gè)內(nèi)循環(huán)參數(shù)泊位分配、岸橋分配與調(diào)度6。（6） 影響因素分析法。謝春曉在（2008）集裝箱碼頭泊位通過(guò)能力計(jì)算中若干問(wèn)題研究中，通過(guò)對(duì)影響洋山深水港通過(guò)能力的影響因素進(jìn)行相關(guān)分析，并計(jì)算出各影響因素占到的比例以及投入產(chǎn)出回報(bào)，進(jìn)而提出相關(guān)改進(jìn)建議7。（7） 道路通行能力研究理論。常十軍（2015）結(jié)合道路通行能力研究理論，改進(jìn)了泊位通過(guò)能力計(jì)算公式，求出了交通組成修正系數(shù)，為碼頭泊位通過(guò)能力研究打開(kāi)了一個(gè)新思路8。（8） 規(guī)模效益理論。較投入與產(chǎn)

24、出理論不同的是，高廣宏（2012）的規(guī)模效益理論是結(jié)合企業(yè)邊際效益與DEA理論相結(jié)合，得出泊位碼頭產(chǎn)生規(guī)模效益比最高的泊位長(zhǎng)度9。（9） 王曦（2010）以港口運(yùn)營(yíng)商為切入點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)組織優(yōu)化原理，針對(duì)港口碼頭裝卸作業(yè)效率的各項(xiàng)影響因素建立優(yōu)化模型。以曹妃甸等碼頭為例，進(jìn)行生產(chǎn)組織現(xiàn)狀的實(shí)例分析，并針對(duì)曹妃甸作業(yè)流程各環(huán)節(jié)提出合理化建議 10。（10） 林治國(guó)（2010）運(yùn)用分類分析法對(duì)集裝箱碼頭泊位系統(tǒng)的運(yùn)作特點(diǎn)與動(dòng)態(tài)優(yōu)化進(jìn)行了深入研究，通過(guò)創(chuàng)建優(yōu)化調(diào)度算法模型，輸入集裝箱碼頭泊位操作效率的各影響因素，得出系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)據(jù) 11。（11） 張婕姝（2005）主要研究各國(guó)學(xué)者的集裝箱碼頭泊位系統(tǒng)的

25、仿真優(yōu)化算法。通過(guò)相對(duì)比較，分析現(xiàn)有優(yōu)化算法的優(yōu)點(diǎn)與不足，并結(jié)合我國(guó)集裝箱碼頭泊位系統(tǒng)的現(xiàn)狀提出適宜的優(yōu)化建議，并對(duì)以后的仿真優(yōu)化算法應(yīng)用提出了具有參考意義的建議 12。（12） 劉杰（2012）主要運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)等算法，建立碼頭泊位分配改進(jìn)模型。通過(guò)對(duì)船舶到港后作業(yè)時(shí)間與等待時(shí)間的數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用到模型，得出泊位系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)碼頭泊位實(shí)際作業(yè)，具有很高的現(xiàn)實(shí)意義 13。（13） 楊春霞（2011）則從碼頭泊位調(diào)度現(xiàn)狀著手，結(jié)合船舶船型及噸位發(fā)展趨勢(shì)與實(shí)際靠泊情況，對(duì)各類型碼頭泊位做匹配度分析。通過(guò)總結(jié)已有的船舶調(diào)度優(yōu)化理論與研究成果，結(jié)合我國(guó)碼頭泊位目前存在的問(wèn)題與影響泊位作業(yè)效率的眾多客

26、觀影響因素，對(duì)我國(guó)碼頭泊位系統(tǒng)提出改進(jìn)建議，泊位并對(duì)泊位系統(tǒng)中的各項(xiàng)裝卸設(shè)備的合理配比進(jìn)行了分析14。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀：（1）Nathan Huynh（2013）研究了如何在航運(yùn)集裝箱碼頭使用基于蟻群控制法的存儲(chǔ)空間分配方法15。（2）DassK利用仿真的調(diào)度程序，研究如何減少顧客等待時(shí)間以及服務(wù)提供的水平距離，他以跨運(yùn)車為研究對(duì)象，以空載距離和客戶等待時(shí)間為目標(biāo)建模求解16。（3）Shabayek將香港的KwaiChung集裝箱模型作為研究對(duì)象，以優(yōu)化港口碼頭泊位調(diào)度為目的，進(jìn)行wintness仿真分析，對(duì)集裝箱碼頭的調(diào)度優(yōu)化具有諸多指導(dǎo)意義17。（4）在排隊(duì)論的研究中，對(duì)于有限容量的

27、排隊(duì)研究，Yue De-quan等人通過(guò)運(yùn)用M/ M/ c/ N 排隊(duì)系統(tǒng)來(lái)對(duì)阻礙、逃避、部分服務(wù)臺(tái)休假進(jìn)行性能分析，首先假定顧客到達(dá)的時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布，系統(tǒng)中沒(méi)有顧客人數(shù)到達(dá)時(shí)，d 個(gè)服務(wù)臺(tái)休假，有 c-d 個(gè)服務(wù)臺(tái)一直都可提供服務(wù)，然后運(yùn)用馬爾科夫理論建立平衡方程，穩(wěn)態(tài)方程的求解得出等待顧客的期望人數(shù)、系統(tǒng)中顧客人數(shù)和顧客損失平均率等性能指標(biāo)，最后建立費(fèi)用模型，通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)得出敏感性分析的結(jié)果18。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)泊位利用率的研究較多運(yùn)用排隊(duì)論和遺傳基因算法求解，對(duì)港口調(diào)度和船舶靠泊排隊(duì)作出指導(dǎo)，對(duì)于港口泊位間聯(lián)合作業(yè)等一系列提高泊位作業(yè)效率的研究仍然較少。尤其在金融危機(jī)的大環(huán)境下，天

28、津港面臨的問(wèn)題更加復(fù)雜，仍需要具體深入研究。1.3本文研究?jī)?nèi)容及方法本文共分為如下五部分。第一部分介紹了本文研究課題的研究背景與研究意義，并通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究方法與研究成果的基礎(chǔ)上提出本課題的研究思路與研究方法。第二部分介紹了本文課題研究的主要理論依據(jù)，其中包括優(yōu)化泊位利用的三大途徑：改善碼頭機(jī)械系統(tǒng)，優(yōu)化港口泊位結(jié)構(gòu)和完善碼頭泊位信息系統(tǒng)，同時(shí)還借鑒了泊位利用率的計(jì)算方法，指出了優(yōu)化泊位利用的意義。第三部分則根據(jù)天津港碼頭泊位利用現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)行了具體分析，主要從碼頭機(jī)械系統(tǒng)、港口泊位結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、碼頭泊位信息系統(tǒng)著手，指出了當(dāng)前天津港碼頭泊位利用率不合理的原因。針對(duì)天津港碼頭泊位存在的

29、問(wèn)題，整合數(shù)據(jù)，建立單泊位與雙泊位港口系統(tǒng)模型，給出了優(yōu)化天津港泊位利用的可行措施和政策建議。第四部分提出關(guān)于天津港集裝箱碼頭泊位利用率優(yōu)化的建議，并指出改進(jìn)意義。第五部分歸納總結(jié)全文，得出結(jié)論。圖1.2為本文結(jié)構(gòu)圖。緒論（研究背景，研究意義）優(yōu)化泊位利用措施和政策建議結(jié)論與展望碼頭信息系統(tǒng)碼頭泊位布局造成目前泊位利用現(xiàn)狀的原因和影響天津港及泊位現(xiàn)狀天津港碼頭泊位的利用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題分析泊位利用相關(guān)理論泊位利用率影響因素碼頭機(jī)械系統(tǒng)圖1.2 本文結(jié)構(gòu)圖2. 泊位利用率的相關(guān)理論及影響因素本章主要對(duì)泊位利用率的概念及相關(guān)影響因素進(jìn)行分析與闡述。2.1 泊位利用率的定義泊位利用率即泊位實(shí)際作業(yè)時(shí)

30、間與泊位運(yùn)營(yíng)時(shí)間之比，較為直觀的反應(yīng)泊位實(shí)際使用的忙碌狀態(tài)。泊位利用率過(guò)高即表示港口泊位供不應(yīng)求，港口面臨船舶滯港的問(wèn)題，港口作業(yè)壓力增大；船舶面臨靠港后無(wú)法進(jìn)行作業(yè)的問(wèn)題，舶運(yùn)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)輸成本增加；船舶靠港后無(wú)法及時(shí)進(jìn)行裝卸，貨方發(fā)貨或取貨壓力增大。泊位利用率過(guò)低則又會(huì)出現(xiàn)港口泊位無(wú)船靠泊進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致泊位資源閑置，港口經(jīng)濟(jì)效益過(guò)低的問(wèn)題。2.2 最佳泊位利用率的計(jì)算方法目前，港口碼頭計(jì)算泊位利用率的方法為：泊位利用率=泊位作業(yè)天數(shù) / 泊位運(yùn)營(yíng)天數(shù)。但就國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀而言，該計(jì)算公式不能體現(xiàn)港口泊位的作業(yè)效率及靠泊作業(yè)船舶種類和數(shù)量。據(jù)此我們引用作業(yè)效率原理，天津港的單位泊位作業(yè)效率是隨著時(shí)間的推

31、移而增加，而國(guó)際貨運(yùn)量的數(shù)額也是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)帶動(dòng)而不斷增加，所以泊位利用率的高低與靠泊作業(yè)船舶數(shù)量不必然存在正相關(guān)關(guān)系。泊位利用率受港口貨物吞吐量、泊位類型與數(shù)量、泊位作業(yè)效率、靠泊船型以及港口投資運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等因素影響，并參照港口碼頭、船舶運(yùn)營(yíng)商、貨主三方的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定。因此在受各因素影響的前提下，應(yīng)由港、航、貨三方總的單位運(yùn)營(yíng)成本來(lái)決定合理泊位利用率。 2.3集裝箱泊位利用率的影響因素 集裝箱泊位利用率受集裝箱泊位作業(yè)效率影響。集裝箱泊位作業(yè)效率高，靠泊作業(yè)量相同的情況下，泊位作業(yè)時(shí)間減少，泊位利用率降低，反之亦然。集裝箱泊位作業(yè)效率受碼頭泊位布局、機(jī)械系統(tǒng)、信息管

32、理系統(tǒng)影響。泊位布局合理，泊位類型與靠泊船型匹配度高，泊位可作業(yè)岸線長(zhǎng)可容納多個(gè)船舶同時(shí)作業(yè)，利于泊位作業(yè)效率提高；泊位機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)，裝卸搬運(yùn)作業(yè)效率高，直接決定著泊位作業(yè)效率；泊位信息管理系統(tǒng)控制著泊位內(nèi)部資源調(diào)度，同時(shí)也負(fù)責(zé)著泊位間的信息交流，對(duì)泊位作業(yè)效率也有著至關(guān)重要的作用。這三方面直接影響著集裝箱碼頭的泊位作業(yè)效率，也影響著集裝箱碼頭的泊位利用率。2.3.1 集裝箱碼頭泊位布局系統(tǒng) 泊位布局合理，泊位類型與靠泊船型匹配度高，泊位可作業(yè)岸線長(zhǎng)可容納多個(gè)船舶同時(shí)作業(yè)，利于泊位作業(yè)效率提高，進(jìn)而影響集裝箱碼頭泊位利用率。集裝箱泊位系統(tǒng)是由碼頭泊位、碼頭沿岸作業(yè)機(jī)械（岸橋、起重機(jī)械）、碼頭運(yùn)

33、輸機(jī)械（集裝箱拖車、場(chǎng)橋、跨運(yùn)車）以及碼頭操作工人組成。裝卸系統(tǒng)是泊位系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，裝卸效率直接制約著碼頭對(duì)船舶的作業(yè)時(shí)間，決定著船舶靠泊等待作業(yè)時(shí)間的長(zhǎng)短，所以裝卸效率也是船方衡量碼頭服務(wù)水平的重要依據(jù)。同時(shí)，裝卸效率又與碼頭的泊位利用率直接相關(guān)，即與港口資源的利用率相關(guān)，直接影響港、航、貨三方的成本及效益。1) 泊位布局目前，世界上港口的碼頭泊位布局以順岸式、突堤式和挖入式為主。順岸式即根據(jù)港口沿岸地形修建靠泊碼頭。順岸式泊位布局較多出現(xiàn)在自然條件良好或經(jīng)人工改造的天然良港中，因建造時(shí)多選址海岸線較為平直的地域，故造價(jià)相對(duì)較小，港口投資壓力小，且可縮短集裝箱裝卸運(yùn)輸距離，目前為各國(guó)港口最

34、為常見(jiàn)的碼頭泊位布局。突堤式布局是選取港口沿岸深水區(qū)建立集裝箱碼頭、突堤式布局使沿岸水域自然條件不佳的港口極大適應(yīng)了當(dāng)前船舶大型化的趨勢(shì)，通過(guò)建設(shè)專用通道，將延伸出去的碼頭泊位與堆場(chǎng)聯(lián)動(dòng)，使碼頭實(shí)現(xiàn)面向大型集裝箱船舶的作業(yè)需求。挖入式即通過(guò)挖陸聯(lián)海，將沿海水域引向碼頭。該布局較為便捷的實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭的機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)程，但該布局造價(jià)高，建設(shè)周期長(zhǎng)，港口投資壓力較大。由于各港口自然條件不盡相同，各港口碼頭布局都有其特征，但較為常見(jiàn)的仍為順岸式與突堤式結(jié)合布局。2) 泊位數(shù)量各港口碼頭適宜作業(yè)的岸線長(zhǎng)度都是有限的，集裝箱船舶的靠泊數(shù)量受港口泊位數(shù)量、單位裝卸效率及配套裝卸機(jī)械數(shù)量影響。港口多選擇在

35、作業(yè)效率較高的泊位配置較多的岸橋及配套運(yùn)輸機(jī)械，從而使泊位單位時(shí)間作業(yè)量達(dá)到最高。近年來(lái)，受國(guó)際金融危機(jī)影響，國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)不容樂(lè)觀。航運(yùn)市場(chǎng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)有極度的依賴性，這就使得航運(yùn)市場(chǎng)對(duì)運(yùn)輸成本提出了更高的要求，以最低化運(yùn)輸成本為目標(biāo)得以在當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)形勢(shì)下得以生存。大型和超大型集裝箱船舶的出現(xiàn)適應(yīng)了當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，它們不緊可以降低燃油成本、提高運(yùn)輸效率、為單箱運(yùn)營(yíng)提供更大的利潤(rùn)空間，更容易產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。因此各大船公司受利益的驅(qū)使，越來(lái)越重視大型集裝箱船舶的投入和運(yùn)營(yíng)，全球集裝箱運(yùn)輸市場(chǎng)不斷有大量的大型、超大型集裝箱船舶投入運(yùn)營(yíng)。大型集裝箱船舶加入，對(duì)于港口碼頭泊位布局與分配也提出了新的要求

36、，如何使泊位布局適應(yīng)不斷變化的到港船舶種類與數(shù)量的變化，成為港口合理布局碼頭泊位最迫切的問(wèn)題。加強(qiáng)碼頭泊位的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，人工建設(shè)或選擇更加寬闊的水域，建造適應(yīng)大型和超大型集裝箱船舶的專用作業(yè)泊位，以提高泊位的單位作業(yè)效率，使港口泊位利用率保持在合理高效的范圍內(nèi)，提升港口的綜合服務(wù)水平，以贏得船舶營(yíng)運(yùn)商的信賴與好評(píng)，從而吸引更多的船舶靠泊作業(yè)，進(jìn)而增加港口經(jīng)濟(jì)效益，擁有更多的資金投入港口碼頭建設(shè)，形成良性循化，促進(jìn)港口可持續(xù)發(fā)展。2.3.2 集裝箱碼頭泊位機(jī)械系統(tǒng)泊位機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)，裝卸搬運(yùn)作業(yè)效率高，直接決定著泊位作業(yè)效率，影響著泊位利用率。碼頭集裝箱泊位的機(jī)械系統(tǒng)如圖2.1集裝箱拖車堆場(chǎng)岸橋

37、集裝箱船舶場(chǎng)橋跨運(yùn)車牽引車拖行底盤(pán)車圖2.1 碼頭集裝箱泊位機(jī)械系統(tǒng)圖1) 岸橋集裝箱岸橋負(fù)責(zé)碼頭前沿裝卸作業(yè)的起重環(huán)節(jié)，岸橋的性能主要決定于其升降能力、小車行走速度、大車行走速度和俯仰能力。近年來(lái)，受國(guó)際金融危機(jī)影響，國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)不容樂(lè)觀。航運(yùn)市場(chǎng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)有極度的依賴性，這就使得航運(yùn)市場(chǎng)對(duì)運(yùn)輸成本提出了更高的要求，以最低化運(yùn)輸成本為目標(biāo)得以在當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)形勢(shì)下得以生存。大型和超大型集裝箱船舶的出現(xiàn)適應(yīng)了當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，它們不緊可以降低燃油成本、提高運(yùn)輸效率、為單箱運(yùn)營(yíng)提供更大的利潤(rùn)空間，更容易產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。因此各大船公司受利益的驅(qū)使，越來(lái)越重視大型集裝箱船舶的投入和運(yùn)營(yíng)，全球集裝箱運(yùn)輸

38、市場(chǎng)不斷有大量的大型、超大型集裝箱船舶投入運(yùn)營(yíng)。大型集裝箱船舶加入，對(duì)于港口碼頭又產(chǎn)生了新的要求，單個(gè)泊位的作業(yè)能力受到了更高的挑戰(zhàn)，尤其是大型集裝箱船作業(yè)泊位的需求與壓力大大增加，如何合理配置各泊位的岸橋數(shù)量與岸橋類型顯得極為重要。將更為先進(jìn)，作業(yè)效率更為高效、更為專業(yè)的機(jī)械合理匹配到更為對(duì)口的、作業(yè)量更大的泊位，使港口的機(jī)械資源與泊位資源合理結(jié)合，從而提高泊位裝卸作業(yè)效率，提升港口的綜合服務(wù)水平，以贏得船舶營(yíng)運(yùn)商的信賴與好評(píng)，從而吸引更多的船舶靠泊作業(yè)，進(jìn)而增加港口經(jīng)濟(jì)效益，擁有更多的資金投入港口碼頭建設(shè)，形成良性循化，促進(jìn)港口可持續(xù)發(fā)展。2) 集裝箱運(yùn)輸車輛集裝箱跨運(yùn)車是碼頭和堆場(chǎng)搬運(yùn)、

39、堆碼的專用車型。集裝箱跨運(yùn)車?yán)闷溟T(mén)形架和液壓升降系統(tǒng)進(jìn)行集裝箱裝運(yùn)和堆碼。集裝箱跨運(yùn)車的穩(wěn)定性、搬運(yùn)效率、起重量、環(huán)保性和堆碼能力優(yōu)異于傳統(tǒng)的集裝箱拖車和底盤(pán)車，通過(guò)其柴電電力驅(qū)動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式可以直接將集裝箱堆放三層之高，既方便裝卸又節(jié)省作業(yè)空間，極大方便了碼頭管理于調(diào)配。但跨運(yùn)車由于其造價(jià)與維修費(fèi)用較高，港口投資負(fù)擔(dān)大，目前國(guó)內(nèi)港口較少普及。集裝箱拖車是集裝箱碼頭用于集裝箱在碼頭前沿和碼頭堆場(chǎng)間水平運(yùn)輸?shù)膶Ｓ霉ぞ摺＜b箱拖車目前在國(guó)內(nèi)港口碼頭普及率較高，是緣由其作業(yè)中調(diào)配靈活、固定停放區(qū)域不占用碼頭堆場(chǎng)空間、方便碼頭管理和造價(jià)與維修費(fèi)用較低等優(yōu)勢(shì)。但其不足之處也隨著新型跨運(yùn)車的出現(xiàn)逐漸表露出

40、來(lái)，主要體現(xiàn)在其裝卸效率有待提高，多機(jī)械協(xié)調(diào)作業(yè)環(huán)節(jié)多，單位泊位貨物裝卸量大時(shí)，并不能憑借車輛數(shù)量來(lái)緩解作業(yè)壓力；且集裝箱拖車的燃油動(dòng)力系統(tǒng)耗油量大，作業(yè)成本受國(guó)際油價(jià)波動(dòng)影響大，且大量拖車碳排放難以控制，造成污染。底盤(pán)車構(gòu)造簡(jiǎn)單，作業(yè)僅需底盤(pán)、岸橋和牽引車配合即可。底盤(pán)車的構(gòu)造簡(jiǎn)單形成了其獨(dú)有的故障率較低的特點(diǎn)，且利于集裝箱碼頭管理、調(diào)配。因此，在一些港口也得到了應(yīng)用。但底盤(pán)車也擁有其先天不足之處，底盤(pán)車裝卸系統(tǒng)不能進(jìn)行堆碼，只能在同一作業(yè)平面堆放，對(duì)堆場(chǎng)面積要求較大，作業(yè)適用面小。目前僅有歐洲少量港口在特種箱作業(yè)上還保留著該作業(yè)工藝。目前集裝箱港口都對(duì)其裝卸設(shè)備努力的進(jìn)行改造，以圖更高效、

41、更環(huán)保的方向前進(jìn)。新型集裝箱裝運(yùn)設(shè)備的出現(xiàn)，以及高效通訊技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得集裝箱碼頭的裝卸效率，靈活調(diào)配能力都得以極大提升。由于碼頭作業(yè)管理信息系統(tǒng)的改進(jìn)，將常規(guī)的裝船、卸船、搬運(yùn)、集港、提箱單一作業(yè)流程，變?yōu)檠h(huán)作業(yè)流程，用更為高效的調(diào)度系統(tǒng)，提高了港口機(jī)械的使用效率，使有限的港口機(jī)械資源得以最大化利用。2.3.3 集裝箱碼頭泊位信息系統(tǒng)泊位信息管理系統(tǒng)控制著泊位內(nèi)部資源調(diào)度，同時(shí)也負(fù)責(zé)著泊位間的信息交流，對(duì)泊位作業(yè)效率也有著至關(guān)重要的作用，也影響著集裝箱碼頭泊位利用率。集裝箱碼頭管理信息系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)泊位和岸橋安排、拖車調(diào)度等調(diào)度計(jì)劃工作。完善的泊位信息系統(tǒng)有助于提高泊位作業(yè)效率，充分利用

42、機(jī)械資源，降低管理成本，并且可以為船方提供更加優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)，增加客戶滿意度。集裝箱碼頭泊位信息系統(tǒng)可用于制定船舶靠泊計(jì)劃、船舶計(jì)劃、裝卸控制、EDI管理和統(tǒng)計(jì)分析。集裝箱碼頭泊位信息系統(tǒng)對(duì)于泊位作業(yè)指導(dǎo)、各泊位溝通調(diào)度協(xié)調(diào)、遠(yuǎn)程電子信息傳輸與交換、優(yōu)化利用泊位機(jī)械資源、泊位數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等都具有不可忽視的作用。碼頭泊位系統(tǒng)是連接各作業(yè)與管理單位的紐帶。集裝箱泊位子系統(tǒng)作業(yè)艙口數(shù)直接換裝搬運(yùn)作業(yè)裝卸子系統(tǒng)前方堆場(chǎng)子系統(tǒng)作業(yè)線集疏運(yùn)子系統(tǒng)作業(yè)線公路水路鐵路搬運(yùn)作業(yè)后方堆場(chǎng)子系統(tǒng)圖2.2 港口集疏運(yùn)信息系統(tǒng)2.4本章小結(jié)本章通過(guò)分析泊位利用率的計(jì)算方法與影響因素，指出了集裝箱碼頭泊位利用率的合理化范

43、圍概念，并通過(guò)以提高集裝箱碼頭泊位作業(yè)效率方法，控制泊位利用率保持在合理范圍內(nèi)，同時(shí)合理化分析了影響集裝箱碼頭泊位作業(yè)效率的影響因素，明確了泊位利用率的根源性影響因素，使得我們可以在下一章的具體研究與運(yùn)算中有的放矢。3.天津港集裝箱碼頭泊位利用率現(xiàn)狀與分析天津港現(xiàn)擁有八座現(xiàn)代化集裝箱專用碼頭，分為三港池、四港池、東方、五洲、聯(lián)盟、歐亞、匯盛、太平洋，共28個(gè)泊位。其中四港池泊位最具有現(xiàn)代型集裝箱碼頭的代表意義，其代表性不僅體現(xiàn)在其泊位水深、泊位岸線長(zhǎng)度與航道深度，還可以接受兩艘8400TEU型集裝箱船舶同時(shí)靠泊作業(yè)。天津港集裝箱碼頭為適應(yīng)當(dāng)前航運(yùn)市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)向，加強(qiáng)了對(duì)碼頭泊位的各項(xiàng)優(yōu)化建設(shè)投資

44、，包括引進(jìn)可進(jìn)行雙箱操作的第六代裝卸橋，引進(jìn)少量的跨運(yùn)車進(jìn)行試運(yùn)營(yíng)，還加快了對(duì)各類型碼頭的新建投資進(jìn)度。表3-1 天津港各港區(qū)泊位數(shù)統(tǒng)計(jì)表港區(qū)北疆南疆東疆臨港海河大港北塘合計(jì)泊位總數(shù)7052131362137230可用于裝卸作業(yè)的泊位683613135557197集裝箱泊位2206000028數(shù)據(jù)來(lái)源：天津港2015年年報(bào)受金融危機(jī)影響，近年來(lái)，天津港貨物吞吐量有所降低，但集裝箱箱量仍然保持著較高的數(shù)量，對(duì)于集裝箱碼頭的投資與管理仍然不能放松，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：圖3.1 天津港近年貨物吞吐量與集裝箱吞吐量統(tǒng)計(jì)圖數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局3.1 天津港集裝箱碼頭泊位布局天津港全港共有各類泊位230個(gè)，其中

45、集裝箱泊位28個(gè)，大型集裝箱泊位18個(gè)，具體布局見(jiàn)表3-2天津港各港區(qū)大型泊位數(shù)統(tǒng)計(jì)表。集裝箱碼頭泊位布局的合理性主要看碼頭泊位的噸位構(gòu)成與到港船舶噸位與作業(yè)量是否匹配。當(dāng)前天津港集裝箱碼頭泊位構(gòu)成相對(duì)成熟，但同港區(qū)或不同港區(qū)泊位聯(lián)動(dòng)作業(yè)還不夠，泊位資源尚未完全利用。表3-2 天津港各港區(qū)大型泊位數(shù)統(tǒng)計(jì)表碼頭名稱港區(qū)碼頭前沿設(shè)計(jì)水深（m）貨種碼頭等級(jí)泊位數(shù)G27段*北疆-15.2集裝箱10(7)萬(wàn)噸級(jí)2G28、G29段*北疆-15.2集裝箱10(7)萬(wàn)噸級(jí)G35-G38段*（五洲國(guó)際）北疆-15.2集裝箱10(7)萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）3N7段（歐亞國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件

46、15萬(wàn)噸級(jí)）1N8段（歐亞國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1N9段（歐亞國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1D1D6段（太平洋）東疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）6N3段*（聯(lián)盟國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1N4段*（聯(lián)盟國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1N5段*（聯(lián)盟國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1N6段*（聯(lián)盟國(guó)際）北疆-16集裝箱10萬(wàn)噸級(jí)（有條件15萬(wàn)噸級(jí)）1合 計(jì)18注：泊位數(shù)指7萬(wàn)噸級(jí)及以上大型泊位。數(shù)據(jù)來(lái)源：天津港（集團(tuán)）網(wǎng)站3.2 天津港集裝箱泊位機(jī)械系統(tǒng)天津港集

47、裝箱碼頭擁有大型集裝箱裝卸橋、先進(jìn)的場(chǎng)地橋、以及大叉車、小叉車等各種專用機(jī)械設(shè)備。近年來(lái),以天津港集裝箱碼頭有限公司為適應(yīng)集裝箱航運(yùn)市場(chǎng)船舶日益超大化發(fā)展趨勢(shì)的需要，投資更換了一批老舊設(shè)備，先后引進(jìn)了10臺(tái)超巴拿馬型裝卸橋。岸橋作為影響集裝箱碼頭泊位裝卸效率的一大瓶頸，天津港岸橋系統(tǒng)的優(yōu)化與改進(jìn)相對(duì)完善與合理。表3-3 岸橋的主要技術(shù)參數(shù)等級(jí)劃分船務(wù)類型（TEU)起重能力 (t)起升速度(m/min)小車速度(m/min)起吊高度(m)外伸距(m)裝卸效率(TEU/h)第一代6002522120222820第二代180030.525150253525第三代360030.540.53018030

48、3830第四代485040.55035210353830第五代740050614024040526160第六代8400614530045657380100數(shù)據(jù)來(lái)源：集裝箱碼頭船舶及裝卸橋等級(jí)劃分研究表3-4 集裝箱碼頭船舶與岸橋安置比數(shù)量集裝箱船舶噸級(jí)DWT(t)集裝箱船舶載箱數(shù)(TEU)配備集裝箱岸橋臺(tái)數(shù)4000-15000(1000-17500)201-9001-215000-30000(17501-32500)901-18002-330000-40000(32501-45000)1801-30002-340000-50000(45001-65000)3001-4800450000(650

49、00)48014-5數(shù)據(jù)來(lái)源：現(xiàn)在集裝箱碼頭經(jīng)營(yíng)管理但是，評(píng)定天津港集裝箱碼頭岸橋的合理化程度不僅限于其岸橋數(shù)量與岸橋大型化程度，我們?nèi)孕杩剂考b箱碼頭泊位與岸橋的安置對(duì)比數(shù)量。能實(shí)現(xiàn)高效率作業(yè)的岸橋與同等級(jí)的泊位匹配，才能既發(fā)揮岸橋的作用，又提高泊位的作業(yè)效率。我們結(jié)合表3-2、3-3、3-4與天津港各泊位噸位及作業(yè)量，分析發(fā)現(xiàn)天津港的集裝箱岸橋存在與泊位的不合理匹配現(xiàn)象，即存在泊位岸橋資源浪費(fèi)和泊位岸橋配備數(shù)量不足的現(xiàn)象。機(jī)械系統(tǒng)除了岸橋外，承載場(chǎng)地搬運(yùn)功能的碼頭搬運(yùn)車輛也不可忽視。天津港目前的車隊(duì)主要由集裝箱拖車與集裝箱叉車組成，集裝箱拖車擁有調(diào)配靈活、占用碼頭場(chǎng)地空間小以及造價(jià)成本相對(duì)

50、較低的優(yōu)勢(shì)，適用于大多數(shù)集裝箱碼頭。但我們分析對(duì)比歐洲鹿特丹港口集裝箱碼頭的跨運(yùn)車車隊(duì)之后，發(fā)現(xiàn)跨運(yùn)車車隊(duì)的搬運(yùn)效率遠(yuǎn)高于集裝箱拖車的作業(yè)效率，并且其托舉力可以完成三層集裝箱的，堆碼作業(yè)，柴電系統(tǒng)又對(duì)港口環(huán)境保護(hù)做出了不小貢獻(xiàn)。據(jù)此，我們認(rèn)為天津港集裝箱碼頭車隊(duì)結(jié)構(gòu)仍存在改進(jìn)空間。3.3 天津港集裝箱泊位信息系統(tǒng)當(dāng)前衡量集裝箱碼頭的泊位信息系統(tǒng)的指標(biāo)主要包含：自動(dòng)化程度、準(zhǔn)確化程度、調(diào)度智能化程度、流程完善程度等。天津港目前的信息管理系統(tǒng)為作業(yè)控制與可視化管理系統(tǒng)，主要運(yùn)用的技術(shù)為計(jì)算機(jī)控制、無(wú)線電控制、衛(wèi)星控制、可視屏控制。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制與衛(wèi)星控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢與泊位三維動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)模擬監(jiān)控，通過(guò)

51、無(wú)線電控制實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程調(diào)度控制，對(duì)集裝箱碼頭泊位現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、車隊(duì)控制相對(duì)完善，對(duì)作業(yè)交流與調(diào)度也相對(duì)及時(shí)。GIS、DGPS、DLP等技術(shù)與COSMOS系統(tǒng)結(jié)合也保證了現(xiàn)場(chǎng)操作的安全性與準(zhǔn)確率。以天津港集裝箱碼頭泊位卸船系統(tǒng)圖3.2為例，優(yōu)化后的卸船系統(tǒng)在作業(yè)執(zhí)行效率與質(zhì)量上都有顯著提高。但是，天津港集裝箱碼頭泊位信息系統(tǒng)仍存在許多為題與改進(jìn)空間。天津港集裝箱碼頭的自動(dòng)化系統(tǒng)仍然沒(méi)有全面普及，人工性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與錄入仍然存在，這就存在錄入數(shù)據(jù)的失誤性風(fēng)險(xiǎn)；信息系統(tǒng)與整個(gè)進(jìn)出口系統(tǒng)的對(duì)接仍需加緊，海運(yùn)運(yùn)輸系統(tǒng)不可忽視的是海關(guān)與邊檢系統(tǒng)，天津港目前對(duì)海關(guān)和邊檢的對(duì)接仍不全面，信息交換仍不夠及時(shí)。堆場(chǎng)處理

52、程序 船舶靠泊前預(yù)處理集裝箱被安置在計(jì)劃區(qū)域地上泊位船舶生成呼叫指令泊位船舶執(zhí)行移動(dòng)或指令終端或員工的命令啟動(dòng)呼叫通過(guò)信號(hào)生成命令經(jīng)濟(jì)地機(jī)械或人工處理生成、收集移動(dòng)或指令預(yù)先的位置根據(jù)船舶積載表信息下載卸船單安排泊位卸船程序船舶計(jì)劃程序卸船診斷卸船卸船隊(duì)列打印貝位圖安橋準(zhǔn)備、裝卸隊(duì)列圖3.2 集裝箱碼頭卸船系統(tǒng)3.4泊位利用率分析泊位利用率受港口貨物吞吐量、泊位類型與數(shù)量、泊位作業(yè)效率、靠泊船型以及港口投資運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等因素影響，并參照港口碼頭、船舶運(yùn)營(yíng)商、貨主三方的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定。因此在受各因素影響的前提下，應(yīng)由港、航、貨三方總的單位運(yùn)營(yíng)成本來(lái)決定合理泊位利用率，我們引用以下公式：y=CbS+S

53、C+CS+CGENS+SS（公式3.1）y為港、航、貨三方的單位運(yùn)營(yíng)成本；Cb為單位泊位單位天的固定費(fèi)用（含泊位建設(shè)費(fèi)用的分?jǐn)偅凑郜F(xiàn)值計(jì)）；S為系統(tǒng)中的泊位數(shù)；為泊位利用率，按實(shí)際情況由公式3.1計(jì)算；為平均每一泊位一天所能裝卸的船舶最大艘數(shù)。C為船舶裝卸平均每艘天可變費(fèi)用；Cs為船舶平均每艘固定費(fèi)用；Cs為平均每船載運(yùn)貨物每天的利息損失；EN（S·）為當(dāng)泊位數(shù)為S、泊位利用率為時(shí)，平均每天在港等泊的船舶艘數(shù)，應(yīng)根據(jù)不同的排隊(duì)模型計(jì)算。由3.1式中我們可以看出，當(dāng)和S為定量時(shí)，泊位利用率的數(shù)值越高，港口服務(wù)的作業(yè)成本相對(duì)越低，而船舶營(yíng)運(yùn)商與貨主或收貨人成本增加。因此，如果忽略船舶運(yùn)

54、營(yíng)商與貨方的經(jīng)濟(jì)效益，單純從港口效益至上角度來(lái)看，那么減少泊位建設(shè)投資和新泊位建設(shè)，提高港口碼頭當(dāng)前的泊位利用率為最直接方法。但是，當(dāng)靠泊船舶數(shù)量越來(lái)越高，單位泊位利用率超標(biāo)時(shí)，港口的泊位投資與新建壓力是可以由提高泊位的作業(yè)效率即減少單位船舶靠泊作業(yè)時(shí)間、降低船貨損失來(lái)緩解的，因此從港口發(fā)展的角度看仍然是合理的。通過(guò)保持合理的泊位利用率以增加港航貨三方的總體經(jīng)濟(jì)效益正是本文的研究目的所在，而由此產(chǎn)生的港口運(yùn)營(yíng)商、船舶運(yùn)營(yíng)商、貨主三方的成本與收益分配，可通過(guò)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)以及投資與收益正相關(guān)的原理，也可以輕松解決該問(wèn)題。3.5單泊位與雙泊位港口系統(tǒng)模型單泊位港口系統(tǒng)是針對(duì)僅有一個(gè)可供集裝箱船舶停

55、靠并作業(yè)泊位的碼頭，但擁有候泊空間足夠大建立的模型。雙泊位系統(tǒng)則是針對(duì)擁有兩個(gè)或多個(gè)泊位的碼頭情況建立的模型，將港口的泊位調(diào)度考慮到其中。通過(guò)將統(tǒng)計(jì)出的天津港具體數(shù)據(jù)代入其中求得最佳泊位利用率。本文泊位利用率以天津港為例進(jìn)行研究，統(tǒng)計(jì)總結(jié)天津港靠泊數(shù)據(jù)如下：表3-4 天津港近年進(jìn)出港船舶艘次統(tǒng)計(jì)表年份201020112012201320142015進(jìn)出港船舶艘次（艘）972769597682080875155691255897增長(zhǎng)率（%）-1.31-14.486.62-34.97-1.78數(shù)據(jù)來(lái)源：天津港公報(bào)結(jié)合圖3.1與表3-4，不難看出，天津港集碼頭作業(yè)呈現(xiàn)吞吐量增長(zhǎng)率進(jìn)出港船舶艘次增長(zhǎng)率，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是由船舶大型化引起的。自2012年，天津港進(jìn)出港船舶大型化