天津港集装箱码头泊位利用率研究

学号：201210621043上海海事大学本科生毕业设计（论文）天津港集装箱码头泊位利用率研究学 院：交通运输学院专 业：航运管理班 级：国航 121姓 名：石宗邦指导老师：刘伟教授完成日期：2016 年 05 月 13 日承诺书本人郑重承诺：所呈交的毕业论文“天津港集装箱码头泊位利用率研究”是在导师的指导下，严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成。本文所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释。论文研究过程中不存在抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。如若出现任何侵犯他人知识产权等问题，本人愿意承担相关法律责任。承诺人（签名）： 日期： 年 月 日摘 要泊位资源是港口码头的稀缺资源。码头泊位利用率过高即表示港口泊位供不应求，港口面临船舶滞港的问题，港口作业压力增大，舶运运营商运输成本增加、货方发货或取货等待时间加长。泊位利用率过低则又会出现港口泊位无船靠泊进行作业，导致泊位资源闲置，港口经济效益过低的问题。因此，对集装箱码头泊位利用率的研究具有重要的理论意义与现实意义。应对港口泊位利用率过高，港口的主要解决办法有两个：一是增加泊位建设投资，兴建新泊位；二是通过改进措施，提升泊位作业效率，保持泊位利用率合理化。港口兴建新泊位，会面临巨额投资压力，且新泊位建设周期长，不能产生立竿见影的效果。本文着重研究如何提升码头泊位作业效率，使泊位利用率保持在合理范围内。以天津港集装箱码头泊位利用现状为例，通过研究分析泊位利用率计算公式，从改善码头泊位布局、码头机械系统、码头信息系统三方面着手，以定性与定量相结合方式进行分析，指出提高泊位作业效率的方法，建立单泊位与双泊位排队作业模型，运用 EXCEL 求解，指导泊位为靠港船舶进行作业服务。提高泊位作业效率，保持港口码头泊位利用率合理化。这样既增加港口经济效益，又可以为船方与货主提供更为优质高效的服务，增加客户满意度，从而使港口码头得以持续发展，形成良性循环。本文的研究成果对于天津港集装箱码头泊位利用率合理化有着重要的参考价值。关键词：天津港，集装箱码头，泊位利用率，单泊位系统，双泊位系统AbstractThe berth resource is one 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 the 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 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 reasonable 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 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 formula, 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 range 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 research 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目录1. 绪论 .11.1 选题背景及研究意义 .11.2 国内外研究现状 .31.3 本文研究内容及方法 .62. 泊位利用率的相关理论及影响因素 .82.1 泊位利用率的定义 .82.2 最佳泊位利用率的计算方法 .82.3 集装箱泊位利用率的影响因素 .82.4 本章小结 .133.天津港集装箱码头泊位利用率现状与分析 .143.1 天津港集装箱码头泊位布局 .153.2 天津港集装箱泊位机械系统 .163.3 天津港集装箱泊位信息系统 .173.4 泊位利用率分析 .183.5 单泊位与双泊位港口系统模型 .193.6 本章小结 .264.天津港集装箱码头泊位利用率改进措施建议 .274.1 天津港集装箱码头泊位布局改进建议 .274.2 天津港集装箱码头机械系统改进建议 .274.3 天津港集装箱码头信息管理系统改进建议 .284.4 改进意义 .295.结论与展望 .315.1 本文主要研究成果 .315.2 本文不足之处及展望 .31参考文献 .32致谢 .33上海海事大学本科生毕业设计（论文）12014年2013年2012年2011年2010年2009年2008年2007年2006年2005年02E+94E+96E+98E+91E+10进 出 口 总 值( 千 美 元) 进 出 口 总 值_ 同 比 增 长(%) 出 口 总 值( 千 美 元)出 口 总 值_ 同 比 增 长(%)近 年 中 国 进 出 口 值1. 绪论1.1 选题背景及研究意义1.1.1 选题背景泊位资源是码头的稀缺资源，码头泊位利用率对于港口码头都有着至关重要的影响。泊位利用率过高，则意味着港口作业压力增大，码头泊位供不应求，港口加大投资新建泊位的压力就会增大，往往会出现船舶靠港后因没有空余泊位进行作业，从而在港口滞港，导致港口航道拥堵等。而泊位利用率过低，则表示泊位会出现无船作业的现象，导致港口效益降低，泊位资源闲置浪费。提高码头泊位利用效率是增加港口竞争力的一大途径。随着全球经济一体化的进程加快，港口在世界经济的发展中起到了越来越大的作用，同时世界各大港口之间的竞争也显得愈演愈烈，将港口的泊位利用效率保持在合理的范围内，即增加港口通航能力，提高码头经济效益，为船舶提供更快捷更便利的服务，又避免泊位资源的闲置浪费，成为提升港口竞争力的重要途径。随着全球经济一体化进程的加快，国际间贸易往来越来越密切，我国对外贸易运输量已达到非常可观的规模。据 联合国统计司（UNSD）统计数据，国际贸易中约 79%的货物是由海洋运输完成的。港口对国家经济的发展起到了越来越大的作用，成为我国融入全球经济一体化并在其中拥有竞争力的重要保证。图 1.1 2005-2014 年我国进出口数据统计2数据来源：国家统计局统计从图 1.1 可以看到 2005-2014 年我国进出口量成显著上升趋势。除2008-2009 年受国际金融危机的冲击，我国进出口额稍有下降外，2005-2008 年以及 2010-2011 年，我国进出口额都以超过 20%的速度增长，2012-2014 年更是在高基数的基础上不断上扬，到 2014 年时，我国进出口贸易总额已突破四万亿美元。我国对外进出口贸易的急速增长直接促进了我国航运的发展。通常情况下，全球集装箱吞吐量的增长率是全球经济增长率的两倍，而天津港集装箱码头近年的集装箱吞吐量增长率更是保持在了 10%左右。基于这样的现状，激增的集装箱吞吐量和船舶大型化趋势对港口码头的综合服务水平与质量提出了更高的要求。码头泊位资源能否被发挥最大效用，对于提升码头的经济效益与提高靠泊作业船舶满意度起到了愈发明显的影响。天津港作为我国北方最大的综合性港口，地处渤海湾西端，位于海河下游及其入海口处，地理位置十分优越，是首都北京的海上门户。经济腹地方面：天津港拥有近 500 万平方公里的经济腹地，近乎我国国土面积一半的范围，囊括华北地区、华中地区、东北南部、内蒙、陕西等地。货源结构方面：我国东北与华北区域石油资源丰富、重工业发达，西北地区矿产资源丰富，更加广阔的经济腹地粮食作物产量高且种类繁多，加之增长迅速的国际贸易货量，为天津港提供了充足的各类散杂货与集装箱货物货源。港口自然条件方面：天津港位于渤海湾内，是我国北方少有的天然良港。拥有水域面积三百多万平方公里，岸线长度三万公里，各类泊位综合总计 159个。优越的陆域、水域条件，广袤的经济腹地，种类繁多、货运量大的货源构成等诸多条件促成了天津港当前繁荣的现状，即使在全球金融危机，航运不甚景气的前提下，2015 年，天津港货物吞吐量仍达到了 35868 万吨。促进港口码头泊位利用率保持在合理范围，对于天津港提高运营效益的提高与长久持续发展都有着特殊的意义。其一，港口泊位得到充分合理的利用可避免泊位资源浪费，从而为港口创造更高的经济效益。其二，在港口货物运输旺季，优化港口泊位利用可缩短船舶靠港等待作业时间，从而提高天津港的工作效率与质量，增强港口竞争力和综合服务水平。3但是，目前天津港码头的泊位利用效率还存在许多问题。主要表现为港口泊位机械系统有待改善，港口泊位结构有待优化，港口泊位信息系统有待提高，从而导致港口泊位利用率存在过高或过低的情况等等。本文即以通过研究天津港泊位利用现状，以合理优化天津港泊位利用率为目的，改善天津港机械系统，优化港口泊位结构和信息系统，从而提高天津港经济效益，提升天津港国际竞争力与服务水平。1.1.2 研究意义随着全球经济一体化的进程加快，港口在国际贸易中扮演者不可或缺的运输主力角色。尤其在当前在金融危机的笼罩下，世界各大港口的竞争愈发白热化。港口方面如何将港口的泊位利用效率保持在合理的范围内，即增加港口通航能力，提高码头经济效益，为船舶提供更快捷更便利的服务，又避免泊位资源的闲置浪费，从而满足港航双方各自的利益需求，成为港口码头最紧迫的问题之一。控制港口码头泊位利用率在合理范围内，是优化港口资源配置的重要途径，对于港口运营商、船舶运营商、货主三方都有着重大意义。对于港口和码头公司而言，优化泊位利用可以为船舶提供更为便捷高效的服务，从而提高港口运营商的经济效益。其一，港口泊位得到充分合理的利用可避免泊位资源浪费，从而为港口创造更高的经济效益。其二，在海运旺季时，合理的泊位利用效率又可以缩短船舶靠港，等待作业的时间，既为船舶提供了优质高效的服务，又提高了港口的作业效率，从而提高港口的竞争力，吸引更多的船舶来港作业，形成一个良性循环，使港口码头得到长效持续发展的能力。对于船舶运营商而言，合理的泊位利用率可以为船舶提供优质高效的服务，缩短船舶靠港等待时间，进而缩短航次周期，降低港口使费预算，降低燃油成本，并且可以有更充裕的时间让船舶运营商选择最经济的航速，从而降低船舶运营商运营成本，提高航次收益。对于货主而言，船舶靠泊等待作业时间缩短，装卸效率提高，可以缩短贸易合同周期，节约提货时间，提高交易效率，从而获得更好的经济效益，并且增加货主对港口的满意度，从而形成良性循环。41.2 国内外研究现状近年来，由于国际贸易量的大幅增加，国际货运量加大，港口作业压力增大。针对上述问题，国内外许多学者都对如何将泊位利用率保持在合理范围内进行了深入研究，效果显著。国内外学者研究泊位利用率主要有如下几种途径：1.2.1 国内研究现状（1 ） 排队论是当前研究泊位合理化运用的主要方法。较有代表性研究有王慧来（2010）的天津港集装箱码头泊位系统通过能力研究，通过运用 WinQSB系统编程、Matlab 、Exce 模型、运筹学等求解排队论模型，为码头泊位操作调度提供相关建议 1 。（2）水管通过论。张帅（2013）在锦州港码头泊位利用率的研究中，将泊位、堆场、铁路线、卸车能力几部分比喻为粗细不一的水管，将货物吞吐量比喻为水流。水流通过量是由位于两端的较细的瓶颈水管决定的，即货物吞吐量是由港口作业流程的两端决定的。而泊位恰恰位于码头作业的首端，以瓶颈的位置制约着码头作业量。因此，优化泊位利用，是港口通过能力提升的必要途径 2。（3） “多输出多输入”的 DEA 模型。杜宏巍（2015）在中国港口投资效率比较建议中运用“多输出多输入”的 DEA 模型得出结论，港口的泊位优化利用投资是输出性价比最高的投资。该投资可以以最少量的投资，大大减轻港口用于其它方面投资的压力，并且使现有的港口资源得以充分利用，创造更高的经济效益 3。（4）泊位机械系统契合度研究。邱波（2014）在集装箱码头泊位系统资源配置与调度优化研究中，通过研究泊位与岸桥、码头运输工具联动，运用新启示算法，求出岸桥数目与船舶最佳靠泊作业方法。实现泊位与岸桥及码头运输工具的高度匹配，提高作业效率 4。（5）遗传算法求解。黄鑫乐（2007）通过改进遗传算法求解，构建大型集装箱港区趸船过驳系统调度模型，建立以缩短船舶靠泊时间为目标的函数，为港口码头泊位调度指出新的改善途径 5。张小莉（2015）则将循环算法融入其5中，将外循环用于传递两个内循环参数泊位分配、岸桥分配与调度 6。（6）影响因素分析法。谢春晓在（2008）集装箱码头泊位通过能力计算中若干问题研究中，通过对影响洋山深水港通过能力的影响因素进行相关分析，并计