第四章----码头及码头平面设计

例1.港口有两个作业区，各有集装箱2个泊 位，分别完成年吞吐量50万TEU，平均单 船装卸量G=1000TEU/艘，装卸船时间均
为1/ 0.8日/ 艘。应用M/E2/S模型。
最优泊位数。
为了应用上方便，将上述各式制成表格。
先计算Tw Tb ，注意 1 即是平均靠泊时间 Tb ：
Tw Tb

aS (S 1)!(S a)2
1

P0S
1

(S
aS 1)!(S

a)2

P0S
（13）
另外：
s

nbS S

a S
(14)
给定一系列S和 s数值；计算出a值后,利用式（13）
2.经济营运船型（表4-1）
3.在规划阶段泊位数
码头年作业量
Pt参考取值 S 一个泊位年通过能力
Q Pt
Pt较精确的计算
泊位年通过能力 Pt：
Pt
Ty G

tz
tf
24 t 24
G tz P
Ty：泊位年营运天数；
t
：装卸一艘设计船型所
z
需时间（ h）；
p：设计的船时效率（ t / h）；
ns1 ns
(d )
(c)、(d )可综合为：
nS 1 nS
cb cs
nS
nS 1
(e)
1.符号意义
S — 码头泊位数； N — 港口营运期，通常N 365天； Q — N期间港口吞吐量（ t）； R — 一个泊位的日平均装卸效率（t /日.泊位），即船天量； nbs — 泊位数为 S时，N期间内在泊位装卸的平 均船数（艘 /日）； nws — 泊位数为 S时，N期间内等待泊位的平均 船数（艘 /日）； ns — 泊位数为 S时，N期间内平均在港的船数 （艘 /日）；


Tw

Q/N G
ns nws nbs 利用最优泊位数表达式判断：
nS 1 nS

cb cs
nS
nS 1
第四节 泊位组、提高装卸效率、 新增能力时机选择
一.泊位组 二.提高装卸效率 三.新增港口能力时机选择
一.泊位组
若干个泊位，可放在一个作业区，也可分 散在两个作业区，下面我们将讨论两种情 况下对待泊时间的影响。

然后进一步可得： nS nwS nbS nwS a
(15) (16)
例4-1：某港口预测2002年货物吞吐量为Q 146 10 4 t / 年
。船舶到达符合柏松分布、占用泊位时间基本符合负指 数分布。确定2002的合理泊位数。有关参数如下： 现有泊位3个
R 2000t/日 泊位 G 5000t / 艘 cb 2.92万元/日 泊位 cs 8.00万元/日 艘
同理可算出S为3和5时的结果，均列 于下表中
S
C（b 万元） C（s 万元）
C
T S
3 1055.2 2657.2 3712.4
4 2131.6 508.1 2639.7
表4 7
5 3191.4 116.8 3308.2
2.M/Ek/S模型
模型说明：当船舶随机到港的规律符合伯松分 布，船舶靠泊作业占用泊位时间符合爱尔兰K阶 分布，泊位数为S时，排队论模型记为M/Ek/S模型。
第一节 码头分类
一.按码头功能分类 二.按码头平面布置型式分类
一.按码头功能分类
1.从货物种类和包装型式上分类：
杂货码头、集装箱码头、多用途码头、 专用码头。
2.从贸易或商务上分类：
外贸码头 内贸码头。
3.从隶属关系上分类：货主码头 公用码头
通 用码头
4.从客货上分类：货运码头 客运码头
Tw Tb
0.455
Tw 0.455 2.5 1.138(日)
利用式（15）：nw3 Tw 1.138 0.8 0.91
n3 nw3 a 0.91 2 2.91
同理可得S＝4、5时的 n4、n5 ，计算结果列与下
表中。从表中的数据可以看出，满足不等式（a）
例4-3：与例题4-1相同条件，利用M/E2/S模型 计算最优泊位数。
计算利用表4-8的数据，结果列于下表中。
表4 9
S
3
Tw
nws
ns ns ns1
3
0.67 0.825 0.66 2.66 0.54
4
0.50 0.150 0.12 2.12
0.08
5
0.40 0.050 0.04 2.04
第四章 码头及码头平面设计
(如图4-1）
第一节 码头分类 第二节 码头规模的确定 第三节 码头最优泊位数 第四节 泊位组、提高装卸效率、新增
能力时机选择 第五节 码头泊位尺度的确定 第六节 多用途杂货码头、件杂货码头
第七节 集装箱码头 第八节 滚装码头 第九节 油码头 第十节 液化石油气（LPG）专用码头 第十一节 港池、突堤式码头平面尺度 第十二节 码头前沿高程
ns
ns1
(c)
(b) cb N (S 1) cs Nns1 cb NS cs Nns
cb NS cb N cs Nns1 cb NS cs Nns
cb csns1 csns
cb cs (ns1 ns )
cb cs
(3)
G N R RN
在排队模型中，将船流密度a定义为：

a Q
(4)
RN
N期间，S个泊位的港口吞吐量Q：

Q R S Ns
(5)

则
Q RN

S
s

nbs
(6)
根据式（4）和（6） a nbs
(7)
说明船流密度a在数值上等于日平均在泊位装卸船数 nbs
四、总结
无论是哪一种模型，关键是要知道 Tw / Tb，有
了此值其它各项计算如下（Q,
N
,
G,
R,
cb
,
c
均已知）
s
Q / N QN GG
1
Tb

G R
a nbs
s

nbs S
(S, ) （查表）Tw C Tb
Tw Tb C
nws

Tw
1.符号意义 2.N期间发生的泊位总费用：
Cb cb NS
3.N期间船舶在港发生的总费用：
Cs cs NnS
4.港口和船舶发生的总费用：
CST Cb Cs cb NS cs NnS
5.确定最优泊位数的公式推倒：
若最优泊位数为S，即：
CCSSTT
G：设计船型在本港的装卸量； t f：船舶进出港、辅助作业等非装卸作业时间之和；
t：昼夜非生产时间之和（h），根据本港情况而定；
：泊位利用率，按规范或表4 -12选取。
第三节 码头最优泊位数
一.最优泊位数的表达式 二.排队论模型的应用 三.模型选择 四.总结
一.最优泊位数的表达式
（S个泊位，N期间）
1.M/M/S模型 2.M/Ek/S模型 3.E2/E2/S模型
1.M/M/S模型
当船舶随机到港的规律（指每天到港船 数分布）符合伯松分布，船舶靠泊作业 占用泊位时间符合负指数分布时，泊位 数为S，该模型记为M/M/S模型。
按此模型可推倒如下结论
n艘船在港的概率 PnS ：
该例中现有泊位3个，现有的1.5万吨多用途泊 位通过能力为40～50万t/泊位， 则 3 40 ~ 50 120 ~ 15（0 万吨），在能力上可 以完成吞吐量任务。但规划上从营运竞争力 考虑，泊位数不仅要够用，而且要有利于吸 引船公司来港，同时使本港有合理的投资效 益。
估算最优泊位数：
可计算出相应的 Tw Tb 值，从而可制成表4-5。
注意到式（10）和式（11）都有 由式（10）有
aS (S 1)!(S a)
P0S
nwS

(S
a S 1 1)!(S
a)
P0S

(S
aS 1)!(S
a)

1

P0S
a

Tw
a
Tw




Tw
二.按码头平面布置型式分类
1.顺岸式布置（如图） 小洋山港
适用条件：
2.突堤式布置（如图）
适用条件：
3.挖入式布置（如图）图4－5，图 4－6 适用条件：
4.沿防波堤内侧布置
5.岛式布置（如图）
6.栈桥布置（如图）
第二节 码头规模的确定
1.码头规模的两个指标：
泊位停船吨级 泊位数量
平均到船率： Q / N 1460000/ 365 0.8艘 /日
G
5000
平均每艘船装卸时间：1


Tb

G R

5000 2000

2.5日/ 艘
船流密度（日平均靠泊船数
nbs
）：a
0.8 2.5 2
假定S=3，由式（14）得：
3

a S

2 3
0.67 ，由表4-5得：
（b）条件的泊位数为S=4。
S
3
表4 6
Tw
nws
ns
ns ns1
3
0.67
1.138 0.91
2.91 0.74