水路运输设施与设备.ppt

第二章 水路运输设施与设备 【学习目标】 了解港口设施与设备的组成，了解货运船舶 的类型及特点，掌握船舶的组成部分，掌握 港内的作业方式及船舶的装载能力的确定。 物流设施与设备 第一节 水路运输概述 l 水路运输是利用船舶、排筏和其它浮运工具 ，在江、河、湖泊、人工水道以及海洋上运送 旅客和货物的一种运输方式。 物流设施与设备 水路运输的产生与发展 l水上运输既是一种古老的运输方式，也是一种现代化的运输方式 。在出现铁路，航空以前，水上运输同以人力、畜力为动力的陆 上运输方式相比，无论运输能力，运输成本和方便程度等各个方 面都处于优越地位。因此，资本主义国家早期的工业大多沿通航 水道的两岸设厂，形成沿着江、河布局的所谓“工业走廊”。在历 史上，水运的发展对工业的布局带来很大的影响。 此外，海洋 运输还具有其独特的地位，由于地理因素的关系（大陆被海洋分 隔），海洋运输是沟通联系各个国家和地区的主要运输方式，尤 其是在大力发展对外贸易过程中，它的主导作用几乎是无可代替 的 物流设施与设备 l从古老的独木舟、竹木筏、蓬帆船，到现代 化高度自动化的远洋旅游船和集装箱船，期 间经历了几千年漫长的历史。然而其根本特 点在水面上浮动运行基本未变，这说明 水上运输因其独到的优越性而被长期使用着 。船在水面上漂浮，只要有一定的力作用于 它，以克服水的阻力，船就能运动前进。这 个力最原始的就是借助于桨、篙、橹的人力 。 物流设施与设备 l早在4500多年前，我国就有“伏羲氏刳（kua)木为舟，剡(yan)木为 楫(ji)”之说。而后又知道使用帆，充分利用自然力风。这方面 我们名朝时期郑和下西洋乘坐的“宝船”可称为帆船之最，它长 146.67m，宽60m，挂帆12张，上下有4层。郑和正是率领了这样 的船队，开创了古代规模最大的远洋航行。人类真正使用机械开 动船舶是在1807年美国人罗伯特富尔顿（RobertFulton）把锅炉 、蒸汽机和明轮装到内河船“克莱蒙特号”上，并在纽约与奥尔巴尼 之间的哈得逊河上进行了有实用价值的航行。1838年出现了装在 船舶尾部的螺旋桨推进装置。1890年发明了内燃机,而后越来越多 的船都利用内燃机(主要是低速柴油机)作为自己的主要动力设备。 再以后又出现了汽轮机动力装置和核动力装置等等。 物流设施与设备 l随着科学技术的不断进步,船舶为保证自身的安全和能进行正 常的营运生产,如今它所具有的设备装置也越来越臻于完善。 除了机舱部门逐渐自动化、电气化之外,栖装设备也在不断改 进中,诸如锚设备、舵设备、系泊设备、救生设备等等。此外, 通讯导航设备也日益精确有效,一般船上都装有磁罗经、电罗 经、计程仪、探测仪、雷达等,较新式的船上还都配备了无线 电测向仪、双曲线定位仪以及卫星导航装置。可以认为,现代 化的大型船舶犹如一座海上的浮动城市,各种先进的设备基本 上能保证它可在世界各大洋上正常航行。 物流设施与设备 一、水路运输的功能 l第一，水路运输承担大批量货物运输，尤其是散装货物的运输 作业工作。由于水路运输的运载工具的容量非常大，所以在物 流运输系统其运载量之大可排列于首位。水路运输的设备载荷 一般可达到100060000吨，铁路运输的设备载荷为5012000 吨，公路运输设备载荷量仅为1025吨。 l第二，水路运输承担原料、半成品等低价货物的运输作业工作 。例如原油，煤炭、矿石等。这主要是水运航行客观环境决定 了水陆运输主要承运低值商品。 l第三，水路运输承担国际贸易运输作业工作。该项功能在国际 商品贸易中不可或缺的。水路四通八达，在进行各类国际贸易 活动中，利用水路运输来完成国际间的货物流通，对于降低物 流费用由重要的意义。 物流设施与设备 二、水路运输的分类及特点 （一）水路运输的分类 l水路运输按其航行的区域，大体上可划分为沿海、远洋、内河 运输三种形式。 l1、 沿海运输： 沿海运输是指利用船舶在我国沿海区域各地之 间的运输。 l2、远洋运输： 远洋运输通常是指除沿海运输以外所有的海上 运输。 l3、内河运输： 内河运输是指利用船舶、排筏和其它浮运工具 ，在江河、湖泊、水库及人工水道上从事的运输。 物流设施与设备 二、水路运输的特点 l （一）水路运输的优点 l1投资省。首先，水路运输主要利用江、河、湖泊和海洋的“天然航道”来进行 运输作业，不需要使用土地资源，所以不需要在土地资源象铁路运输和公路运 输一样进行兴建投资，从而可以降低土木建设基础设施兴建成本，可以用最少 的投资得到最大的效益。其次，水上航道四通八达，通航能力几乎不受限制， 开辟新的航线所耗费的成本较低，基本不需要实物新建的资金投入。 l2运量大，成本低，非常适合于大宗货物的运输。这可以说是水上运输相比较 其他运输方式的主要特点了。水路运输可以利用天然的水道浮运有利条件，实 现大吨位，长距离的运输。对于非液体的商品运输而言，水路运输方式是运输 成本最低的运输方式。 l3是开展国际贸易的主要方式，是发展经济和友好往来的主要交通方式。水路 联系着全球，各国的江、河、湖、海相互贯通，对进行国与国之间的贸易往来 提供了先天的便利条件。就目前来看，国际间的物流量90%以上是由海运完成 的。 物流设施与设备 （二）水路运输的缺点 l1船舶平均航速较低。 l2船舶航行受气候条件影响较大。各类台风、潮汛等异常地气候出现时 候为了保证船舶、货物及人员的安全，大多需要改变航期。另外在冬季（ 枯水期），水域经常要面对断航的挑战，一旦断航将使水运用户延迟航期 ，这样势必会直接影响到存货成本上升。 l3可达性较差。水路运输实现得是装卸区到装卸区的运输，不能实现象 公路运输一样的门对门的运输作业。如果托运人或收货人不在航道上，就 要依靠汽车或铁路运输进行转运，不能实现直达运输，也就是说在此情况 下会增加装卸搬运的次数，且需要使用多种物流设备及货载工具，这样会 比直达运输的成本有所增加，另外经过多次转运还存在着货损的风险。 l4同其他运输方式相比，水运（尤其海洋运输）对货运的载运和搬运有 更高的要求。由于水路运输的货物数量和体积都比较大，所以在载运和装 卸搬运过程中需要有专门的载运工具和装卸搬运设备，且需要专门的装卸 区来完成装船和卸船的作业活动。 物流设施与设备 第二节 水路运输技术设施 l在水路运输的基础设施中最为重要的就是港口。港口是水陆运输 工具的汇集点，是交通运输的枢纽，是水路运输货物的集散地， 它所担负的工作就尤为繁杂。在一般情况下，港口所在地的规划 建设部门要统一研究附近海、河岸线的充分与合理使用，由航务 工程部门负责港区码头的勘测设计和施工，而港口机械制造部门 则对码头泊位进行“武装”，配备上各种先进的装卸机械，使来港车 船能在最短时间里将货物卸下或装上，以加速运输工具的周转。 l所以对于港口的了解是我们学习水路运输中必备的一个知识环节 。 物流设施与设备 一、港口基础知识 l港口是水运生产的一个重要环节。船舶的装卸 、补给、修理工作和船员的修整等都要在港口 进行。因此，港口是水运工作的关键所在。不 论河港或海港，其最基本的功能就是为船舶进 行装卸搬运工作。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l1、港口 l港口位于江、河、湖、海沿岸，具有一定设施和条件，供船舶进 行作业性的及在恶劣气象条件下的靠泊，旅客上下，货物装卸， 生活物料供应等作业的地方。 l港口的范围包括水域和陆域两部分。 l港口一般设有航道、港池、锚地、码头、仓库货场、后方运输设 备、修理设备（包括修理船舶）和必要的管理、服务机构等等。 l港口按所在地理位置分，有海港、河口港、河港、湖港、水库港 等。按性质和用途分，有商港、军港、工业港、渔港等。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l2、港界 l指港口水域、陆域的边界线。 l根据地理环境、航道情况、港口设备、港内企业、港内生产管理 的需要并留有一定发展余地的原则进行规定。港界划定后由港务 部门统一管理，以保证船舶在港内安全停泊和行驶，保证港口建 设有计划、有步骤地合理进行。 l港界一般利用海岛、岬角、海岸突出部分、岸上显著建筑物或设 置篱墙、灯标、灯桩、浮筒等作为标志。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l3、港区 l港界范围以内由港务部门管理的区域（包括陆域和水域）。 l根据港口具体情况和吞吐量的大小，为充分发挥港口设备能力， 便利装卸管理，可将港区划分为几个作业区。 l划分港区范围一般按以下原则考虑：（1）便利港口水陆联运和港 区内外联系：（2）密切与城市规划配合，使港区作业区尽可能便 于为工矿企业和城市服务；（3）远近结合，近期与现实结合，平 战结合。既要充分发挥现有设备能力，又要考虑留有充分发展的 余地。做到陆域合理使用，水域深水深用，浅水浅用。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l4、港口作业区 l一个港口，为了便于生产管理，一般根据货种、吞吐量、货物流 向、船型和港口布局等因素，将港口划分为几个相对独立的装卸 生产单位，称为港口作业区。划分作业区可使同一货种最大限度 地集中到一个作业区内进行装卸，因而可以提高机械化、自动化 程度和充分发挥机械设备的效率，提高管理水平，避免不同货物 的相互影响，防止污染，保证货物的质量和安全，便于货物的存 放和保管，充分利用仓库能力等。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l5、码头 l供船舶停靠、装卸货物和上下游客的水工建筑物。是港口的主要组成 部分。 l按码头的平面布置分：有顺岸式、突堤式、墩式等。墩式码头又分为 与岸用引桥连系的孤立墩或用联桥连系的连续墩；突堤码头又分窄突 堤（突堤是一个整体结构）和宽突堤（两侧为码头结构，当中用填土 构成码头地面）。 l按断面形式分，有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式。按结构形 式分，有重力式、板桩式、高桩式、斜坡式、墩柱式和浮码头式等。 l按用途分，有一般件杂货码头、专用码头（渔码头、油码头、煤码头 、矿石码头、集装箱码头等）、客运码头、供港内工作船使用的工作 船码头以及为修船和造船工作而专设的修船码头、舾装码头。 物流设施与设备 连云港-全景 突堤 码头 物流设施与设备 （一）港口的定义 l6、泊位 l一艘设计标准船型停靠码头所占用的岸线长度或占用 的囤船数目。 l泊位长度一般包括船舶的长度L和船与船之间的必要 安全间隔d。d值的大小根据船舶大小而变化，一个万 吨级泊位为1520米。泊位的数量与大小是衡量一个 港口或码头规模的重要标志。一座码头可能由一个或 几个泊位组成，视其布置形式和位置而定。 物流设施与设备 （一）港口的定义 l7、港口腹地 l港口吞吐货物和旅客集散所及的地区范围。腹地内的货物经由该 港进（出）在运输上是比较经济合理的。其范围一般通过调查分 析确定。 l港口腹地分为：直接腹地和中转腹地。通过各种运输工具可以直 达的地区范围称为直接腹地；经过港口中转的货物和旅客所到达 的地区范围称为中转腹地。 物流设施与设备 (二)港口的分类 1、按用途分类 (1)商港：主要供旅客上下和货物装卸转运的港口 。其中又可分为一般商港和专业商港。一般商港即用 于旅客运输和装卸转运各种货物的港口，如上海港、 天津港等；专业港是指专门进行某一种货物的装卸， 或以某种货物为主的商港，如秦皇岛港主要以煤炭和 石油装卸为主等。 (2)渔港：专为渔船服务的港口。渔船在这里停靠 ，并卸下捕获物，同时进行淡水、冰块、燃料及其它 物资的补给。 物流设施与设备 上海港集装箱码头 物流设施与设备 青岛港 (3)工业港：固定为某一工业企业服务的港口，它专门负责该企业进 行原料、产品及所需物资的装卸转运工作。 (4)军港：专供海军舰船用的港口。 (5)避风港：供大风情况下船舶临时避风的港口。这里一般很少有完 善的停靠设施，通常仅有一些简单的系靠设备。 物流设施与设备 2、按地理位置分类 (1)海港：在自然地理条件和水文气象方面 具有海洋性质，而且是为海船服务的港口。它 又可细分为：海湾港、海峡港、河口港。 (2)河港：位于沿河两岸，并且具有河流水 文特性的港口。 (3)湖港与水库港：指位于湖泊和水库岸边 的港口。 物流设施与设备 3、按潮汐的影响分类 (1)开敞港：港内水位潮汐变化与港外相同的港口称为开敞港 。 (2)闭合港：在港口入口处设闸，将港内水域与外海隔开 ，使港内水位不随潮汐变化而升降，保证在低潮时港内仍有足够 水深的港口称为闭合港。如英国的伦敦港属于此类。 (3)混合港：兼有开敞港池和闭合港池的港口称为混合港 。如比利时的安特卫普港属于此类。 物流设施与设备 4、按地位分类 (1) 国际性港：靠泊来自世界各国港口的船舶的港口称为国际性 港。如我国的上海港和大连港等、国外的鹿特丹和伦敦港等均属 此类。 (2) 国家性港：主要靠泊往来于国内港口的船舶的港口称为国家 性港。 (3) 地区性港：主要靠泊往来于国内某一地区港口的船舶的港口 称为地区性港口。 大连港 物流设施与设备 （三）港口在现代物流中的地位与作用 l1、现代港口的战略 地位 l2、现代港口具有综 合物流中心的功能 广州港年吞吐 能力变化 物流设施与设备 （四）港口经营业务 l港口经营业务是指港口经营人在港口区域内为船舶、旅客和货 物提供港口设施或者服务的经营活动。其经营类型一般包括： 码头和其它港口设施的经营；港口旅客运输服务经营；在港区 内从事货物的装卸、驳运、仓储的经营和港口拖轮经营。 l随着国际多式联运的发展与综合运输链复杂性的增加，现代港 口正朝全方位的增殖服务的方向发展，成为商品流、资金流、 技术流、信息流与人才流汇聚的中心。首先港口正成为物流服 务中心，具有货物装卸和转运功能，这是港口的最基本的功能 ；其次港口具有商业功能：即在商品流通过程中，货物的集散 、转运和一部分储存都发生在港口；第三港口具有工业功能： 随着港口的发展，临江工业、临海工业越来越发展。此外，港 口还具有城市功能、旅游功能、信息功能、服务功能等。 物流设施与设备 （四）导航设施 l1航道标志：立标、发光标、灯塔、航道浮 标 l2信号设备：信号台、海岸边信号、夜间信 号 l3照明设备：照明灯、导航灯、船灯 l4港务通信：海岸电台、无线电通话 物流设施与设备 l（二）码头设施 l码头设施包括系船设备、防冲设备、钢轨、车挡和埋 设件、主作业平台、装卸设备、栈桥、爬梯和阶梯、 护轮槛、系网环和护栏及其它附属设施。 l（三）港区交通设备 l港区道路、港口铁路、铁路专用线、码头铁路线、运 输车辆、道路电子眼等。 物流设施与设备 （四）港口生产设施与设备 l（一）水面设施 l1航道：供船舶通行的水道，有一 定的宽度和深度，并配有航标以便 船舶安全行使。 l2锚地：供船舶抛锚停泊之处。 l3泊位：有足够水深，使船舶安全 泊靠并能从事货物装卸场所。一艘 设计标准船型停靠码头所占用的岸 线长度或占用的囤船数目。 l4防波堤：防止风浪和海流，可使 港内水面平静。 集装箱跨运车 物流设施与设备 （五）装卸设施 l1岸边集装箱起重机 l2装卸桥 l3门座起重机 l4轮胎起重机 l5浮式起重机 l6带式输送机 l7斗式提升机 8链斗卸船机 9螺旋式卸船机 10气力输送机 11叉式装卸车 12牵引车 13集装箱跨运车 14抓斗 15电磁吸盘 物流设施与设备 （六）库场设施 l1仓库 6冷藏库 l2货场 7油库 l3货棚 8地下储油罐。 l4水上仓库 9危险品仓库 l5谷仓 物流设施与设备 第三节 水路运输运载工具 l一、船舶基本知识 l（一）船舶 l船舶是水路运输的主要货物运载工具。船舶是 指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具。 物流设施与设备 （二）船舶种类 l1干散货船 物流设施与设备 l干散货船又称散装货船是用以装载无包装的大宗货物的船舶。因 为干散货船的货种单一，不需要进行成捆、成包、成箱的包装装 载运输，且货物本身不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。 用于装载无包装的大宗货物的船舶，所以一般不装起货设备。舱 内不设支柱，但设有隔板，用以防止在风浪中运行的舱内货物错 位。 l干散货船根据总载重量可分为4个级别。 l（1）总载重量为10万吨级以上的散装货船，称为好望角型船；（ 2）总载重量为6万吨级的散装货船，通常称为巴拿马型； l（3）总载重量为3.5万吨级4万吨级的散装货船，成为轻便型散 装货船，吃水较浅，世界上各港口基本上都可以停靠； l（4）总载重量为2万吨级2.7万吨级的称为小型散装货船。 物流设施与设备 2杂货船 物流设施与设备 3冷藏船 物流设施与设备 4木材船 l木材船是专门用以装载木材或原木的船舶。这 种船舱口大，舱内无梁柱及其它妨碍装卸的设 备。船舱及甲板上均可装载木材。为防止甲板 上的木材被海浪冲出舷外，在船舷两侧一般设 置不低于lm的舷墙。 物流设施与设备 5原油船 l专门用于载运原油的船舶，简称油船。由于原油运量 巨大，载重量可达50多万吨，是船舶中的最大者。原 油船结构上一般为单底，随着环保要求的提高，结构 正向双壳、双底的形式演变。上层建筑设于船尾。甲 板上无大的舱口，用泵和管道装卸原油。设有加热设 施在低温时对原油加热，防止其凝固而影响装卸。超 大型油船的吃水可达25m，往往无法靠岸装卸，而必 须借助于水底管道来装卸原油。 物流设施与设备 6集装箱船 物流设施与设备 7成品油船 物流设施与设备 8滚装船 l滚装船主要用来运送汽车和集装箱。这种船本身无须装卸设备 ，一般在船侧或船的首、尾有开口斜坡连接码头，装卸货物时 ，或者是汽车，或者是集装箱(装在拖车上的)直接开进或开出船 舱。这种船的优点是不依赖码头上的装卸设备，装卸速度快， 可加速船舶周转。 物流设施与设备 9液化气运输船 l液化气运输船是专门用于运输液化气体的船舶 。所运输的液化气体有液化石油气、液化天然 气、氨水、乙烯、液氯等。这些液货的沸点低 ，多为易燃、易爆的危险品，有的还有剧毒和 强腐蚀性。因此液化气运输船货舱结构复杂， 造价高昂。 物流设施与设备 10载驳船 物流设施与设备 l船舶的主要性能有浮性、稳性、抗沉性、快速 性、耐波性、操纵性和经济性等。 l浮性：再各种装卸情况下，能浮于水中并保持 一定的首尾吃水和干舷的能力 l稳性：船受外力作用离开平衡位置而倾斜，当 外力小时后，船能回复到原来平衡位置的能力 l抗沉性：船体水下部分如发生破损，船舱淹水 后仍能浮而不沉和不倾覆的能力 （三）船舶的主要性能 物流设施与设备 l耐波性：船舶在波浪中的摇荡的程度、失速和 甲板溅倾程度 l操纵性：船舶能按照驾驶者的操纵保持或改变 航速、航向或位置的性能 l经济性：船舶投资效益的大小 物流设施与设备 （四）船舶的主要技术特征 l船舶的主要技术特征有船舶排水量，船舶主尺 度、船体系数、舱容和登记吨位、船体型线图 、船舶总布置图、船体结构图、主要技术装备 的规格等。 物流设施与设备 l船舶排水量 V* ：排水量（t） V：船舶排开水的体积（m） ：水的密度（t/ m） 空船排水量：船舶空船重量。 满载排水量：船的空船排水量加上全部可 变载荷后的重量。 物流设施与设备 l船舶载重量 总载重量：DW x 0 DW：总载重量（t） x ：船舶夏季满载排水量（t） 0 ：船舶空船排水量（t） 净载重量：NDWDW GC NDW：净载重量（t） G：航次总储备量（t） C：船舶常数（t） 物流设施与设备 l船舶主尺度：表示船体外型大小的基本量度， 即船长、船深和船宽等 l舱容 l登记吨位：按照吨位丈量规范丈量所得的船舶 内部容积，以吨位表示。一吨位等于100立方 英尺（或2.83立方米）。船舶吨位用于船舶登 记，所以又称登记吨位。 物流设施与设备 船体型线图 物流设施与设备 l船舶总布置图：是全船舱室划分和机械设备的 布置图，反映了全船总体布置情况 l 物流设施与设备 l船体结构图 （主要构件结构图-粗略） 物流设施与设备 二、货物种类及在港内的作业方式 l（一）货物种类与装运方式 l从运输、存储条件和装卸工艺的角度考虑，货物主要可分为四大 类：件杂货、干散货、液体货和集装箱货。 l1件杂货 l凡成件运输和保管的货物，不论有无包装，统称件杂货。它们的 型式、形状、大小及重量各不相同，种类繁多。包装货物常见有 ：袋装货物、捆装货物、箱装货物、桶装货物、篓装货物和罐装 货物等；无包装的大宗零散件货物，如金属及其制品、木材等； 单个大件货，如机械设备、金属构件等。件杂货由于单件重量小 ，影响装卸设备的生产率，为了提高装卸效率，件杂货可用网线 、绳扣、货板等成组工具，提高装卸单元的重量，使零散的、单 件的件货集小为大、集散成整，整体随货运转，成整体的货物组 件一般每件重1.53t。 物流