（交通运输工程专业论文）黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究.pdf

摘要 港口装卸工艺是港翻生产的基础，是港口技术避步的标志。随着集装箱运输 的蓬勃发展，港口所面临的经蒋与竞争的压力也越来越大。降低码头的装卸成 本，提高货物的装卸效率，是各个港口所要解决的首要闯题。图时，码头的管 理者也逐濒认识到确定仑理的装卸工艺是提高装卸效率、降低装卸成本的关健。 因此，加强集装箱码头装卸工艺方案改造设计的研究就显得十分必要，道避对 装卸枧械进行合理地粥置，来实现港口以最小的投入达到最大的输出，从面提 高港口自身的竞争力，保涯港口功能的有散发挥。 在本文中，作者酋先介绍珠江三角洲地区的国民经济的发展，随着膜地经 济的发展，将促进该地区集装箱运输的迅速增长，这样港口现有的通过能力能 否满足吞吐景增长所带采的压力将蘧峻严峻考验；第二阶段，作者针对黄埔港 务公司集装箱码头现状进行调研分析，结合珠江三角洲地区的国民经济发展形 势，采用灰色系统分奉厅耜预测黄埔港务公司集装箱吞吐量；第三阶段，装卸工 艺方案的拟定，在分析和比较目前较为流行妁五种装卸工艺方案的基础上，利 用a h p 法( 层次分析法) 选择适合黄埔港务公司集装箱码头的最佳装卸：c 艺方 案；第四阶段，则以2 0 1 0 年吞吐量预测为基础，和根据所选择的最佳装卸工艺 方案，计算泊位通过能力、堆场容量、堆场机械能力、水平运输机械( 集装箱 卡车) 数擞、机械司机人数，确定港口的设计规模，对原有装卸工艺方案进行 改造设计，从而达到满足集装箱吞蛙量增长的要求。最后，对黄埔港务公司集 装箱粥头和生产布局进行结构性调整，提出工艺方案实现的措旄和建议。 关健词：珠江三角潮经济，装卸工艺方案，灰色系统，层次分板法， 设计舰模 a b s t r a c t h a n d l i n gt e c h n o l o g yi st h ef o u n d a t i o no fh a r b o rp r o d u c t i o na n dm a r k st h e a d v a n c e m e n to fh a r b o rt e c h n o l o g y a l o n gw i t ht h ev i g o r o u sd e v e l o p m e n to f c o n t a i n e rt e r m i n a l ，t h eh a r b o rf a c e sm o r ea n dm o r es e v e r ep r e s s u r ef r o m b o t ht h em a n a g e m e n ta n dc o m p e t i t i o n t or e d u c et h ec o s ta n de n h a n c et h e e f f i c i e n c yo fl o a d i n ga n du n l o a d i n go ft h ec a r g ob e c o m et h ep r e s s i n gq u e s t i o n o fe a c hh a r b o r , a tt h es a m et i m e ，t h es 娃鼙e 糟n e n 基e n o ft h eh a r b o rc o m e st o r e a l i z et h a tt h ed e t e r m i n a t i o no ft h eh a n d l i n gt e c h n o l o g yi st h ec r u xt o e n h a n c ee f f i c i e n c ya n dr e d u c ec o s t t h e r e f o r e ，h o wt o s t r e n g t h e n t h e r e s e a r c ho ft h et r a n s f o r m a t i o n a ld e s i g no ft h ec o n t a i n e rt e r m i n a l sh a n d l i n g t e c h n o l o g yb e c o m e se x t r e m e l yn e c e s s a r y t oa c h i e v et h eb i g g e s to u t p u tb y s m a l l e s ti n v e s t m e n tt h r o u g hr e a s o n a b l ed i s p o s i t i o no fl o a d i n ga n du n l o a d i n g m a c h i n e r y , t h e r e b yi m p r o v i n gt h ec o m p e t i t i v eo ft h eh a r b o ri t s e l fa n d g u a r a n t e e i n gt h ef u l ld i s p l a yo ft h ef u n c t i o no ft h eh a r b o r nt h i sa r t i c t e ，t h ea u t h o rs t a r t sf r o mi n t r o d u c i n gt h en a t i o n a le c o n o m y d e v e l o p m e n to ft h ep e a r lr i v e rd e l t aa r e a 。t h ec e n t e re c o n o m yd e v e l o p m e n t p r o m o t e st h er a p i dg r o w t ho ft h ec o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n ，w h i c hb r i n g sa b o u t s e v e r ec h a l l e n g et ot h eh a n d l i n gc a p a c i t yo ft h eh a r b o ra tp r e s e n t ；a tt h e s e c o n dp a r t ，i nt h el i g h to ft h en a t i o n a le c o n o m ys i t u a t i o no fp e a r lr i v e rd e l t a a r e a ，t h ea u t h o rc a r r i e so ni n v e s t i g a t i o n0 1 3t h ep r e s e n tc o n t a i n e rh a n d l i n g c a p a c i t yo fh u a n g p us t e v e d o r i n gc o m p a n yb yg r a ys y s t e ma n a l y s i s a tt h e t h i r dp a r t ，p r o j e c ts t u d yo u t 。o nt h eg r o u n do fa n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt h e f i v ek i n d so fp r e v a i l i n gh a n d l i n gt e c h n o l o g yp r o j e c t s ，u s i n ga h p l a w ( a n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s s ) ，t h e a u t h o r p i c k so u tt h eb e s to n ef o rh u a n g p u s t e v e d o r i n gc o m p a n y ；a tt h ef o u r t hp a r t ，a c c o r d i n gt ot h eb e s tp r o j e c t ，o n p r e d i c t i n gt h eh a n d l i n gc a p a c i t yi n2 0 10 ，t h ea u t h o rf i g u r e so u tt h es c a l eo f t h ep o r ta n dt r a n s f o r m st h ed e s i g no ft h e o r i g i n a lh a n d l i n gp r o j e c tb y c a l c u l a t i n gb e r t hc a p a c i t y ，d u m ps i t ec a p a c i t y ，d u m ps i t em e c h a n i c a le n e r g y t h eq u a n t i t yo ft h el e v e l t r a n s p o r tm a c h i n e r y ( c o n t a i n e rt r u c k ) a n dt h e m a c h i n e r yo p e r a t o rn u m b e r s ot h a ti tc a nm e e tt h ed e m a n do ft h eg r o w i n g h a n d l i n gc a p a c i t 弘f i n a l l y , t h ea u t h o rp u tf o r w a r ds o m em e a s u r e sa n d s u g g e s t i o no f t h ec o n s t r u c t i v ea d j u s t m e n tf o rh u a n g p u s t e v e d o r i n gc o m p a n y k e y w o r d s ：p e a r lr i v e rd e l t ae c o n o m y ；h a r t d l i n gt e c h n o l o g yp r o j e c t ； g r a ys y s t e m ；a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ；d e s i g ns c a l e l u oz h e n l i n ( m t e ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rl i uw e i 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他 移l 构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做 的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 名：堕吼塑唧均 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文复日j 件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网 公布论文的全部或部分内容，口j 以采用影印、缩印或者其它复制手段 保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 名：锄 撕签痧聋 已飒j 。r ：2 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 1 1 选题的背景和意义 第一章引言 ，一 随着我国经济的不断发展，可以预见未来中国的国际、国内贸易量将会不 断提高，集装箱运量、集装箱港口吞吐量也将迅猛增长，以集装箱港口现有的 装卸能力和管理水平，已经不能满足集装箱吞吐量增长所带来的需求。因此对 于港口经营者来说，为了提高码头的通过能力，降低营运成本，减少船舶的在 港停泊时间，要么采用扩建码头，增加泊位数量的方法；要么就要对现有港口 的装卸工艺进行科学、合理的优化配置与管理，来实现码头经营的高效化。对 于广卅i 港黄埔港务公司集装箱码头同样碰到类似问题，珠江三角洲地区的经济 发展和繁荣，促进了集装箱运输的大发展；庞大的集装箱生成量，必然为珠江 三角洲集装箱运输市场提供广阔前景。 近两年来，广州港黄埔港务公司集装箱吞吐量持续稳定增长，年平均增长 速度为4 9 ，2 0 0 4 年集装箱吞吐量己达到2 8 1 万t e u ( 标准化集装箱) 。由于 公司原集装箱码头陆域狭小，堆场和库房面积紧张，集装箱装卸机械设备不足， 集装箱码头吞吐量能力已经达到了饱和状态，势必将严重影响今后集装箱运输 的发展。 为此，作者对黄埔港务公司集装箱码头进行调研分析，在原有基础上，试 图通过对装卸工艺方案的改进，提高码头的通过能力，满足集装箱吞吐量增长 的要求；使黄埔港务公司集装箱码头能保持健康的可持续发展。 1 2 研究目的 装卸工艺现代化是港口现代化的关健，是提高劳动生产率的杠杆，是港 口扩大再生产的主要手段，因此，改进装卸工艺往往是港口挖潜、革新、改造 的主要目标；就目前而言，对装卸工艺的改进尚处于以管理人员和工艺人员经 验分析为主的阶段，只能依靠决策者的自身经验，缺少科学依据，从而不可避 免地影响到港口装卸生产的经济效益和社会效益的提高，基于此本文以黄埔港 务公司集装箱码头为实例，借肋于现代化的管理理论和方法，经过定性和定量 分析，对装卸工艺方案作出正确的选择。本文的研究为现有码头装卸工艺方案 改造提供了科学依据和方法。 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 1 2 国内外发展现状 1 2 1 目前国际集装箱码头的主要装卸工艺设计方案 ( 1 ) 集装箱装卸桥一一水平底盘车( 集卡) 一一轮胎式龙门起重机方案， 优点是堆场利用率高。 ( 2 ) 集装箱装卸桥一一跨运车工艺方案。这种工艺的前提是堆场较大而箱 量不是很大，缺点是堆场利用率低。 ( 3 ) 集装箱装卸桥一一自动导向车一一轨道式龙门起重机( r m g ) 。特点是 自动化程度高，操作人员减少，但缺点是自动导向车转交点判断慢，使效率降 低。 ( 4 ) 集装箱装卸桥一一水平底盘车( 集卡) 一一高架龙门吊( 自动化电子 龙) 。工艺的特点是一个操作人员可在控制室内操纵3 - - 4 台电子龙，实行半自 动化控制，定位准确，配合计算机系统管理，效率较高。缺点是一次性投入很 大，时间长，技术要求高。 ( 5 ) 集装箱装卸桥一一水平底盘车( 集卡) 或自动导向车一一自动化电子 龙( 6 层高的自动化高架系统) ，由于能直接存取自动化电子龙的每个集装箱， 因此进入大门后，货主的车辆交付时间保持在8 分钟之内。为了安全和高效， 自动导向车的岸边作业区域和陆域作业区完全分开，自动导向车的转交点只有 8 个。这一设计方案用了两种新型装卸设备，其中一是输送机，它又分为二种 类型：一是自动导向车与自动化仓库主输送机之间进口集装箱用的自动输送机， 另一种是自动导向车与公共道路车辆之间人工操作的输送机。在自动化仓库中 则有主导输送机、辅助输送机、堆场机及可换吊具。 i 2 2 集装箱码头装卸管理技术发展趋势。 1 ) 集装箱码头作业自动化趋势 目前，世界上发达国家的港口自动化、信息化建设是我们未来集装箱港 口码头发展的方向，值得我们作进一步的了解。 建造于阿姆斯特丹的c e r ep a r a g o n 集装箱码头，它是利用自动化系统达 到完美程度的码头的典型例子。其耗资大约1 7 5 亿美元，整个码头只配备2 0 0 到3 0 0 人，却拥有超过i 0 0 万t e u 通过能力。美国一家a u g u s td e s i n g n o fa r d m o r e 公司己经完成一种自动化起重( a r c c h ) 的模型测试。a r c c h 的主要组成部分是智 能传感器( i s b ) ，它拥用一套激光传感系统。这套传感系统能准确地监测出一只 集装箱的位置，能够对运行中的集装箱进行实时监控。这种智能式的模型对检 2 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 测的准确度提供了可靠的依据。 ( 2 ) 集装箱码头管理信息化趋势 管理软件得到进一步的开发和利用，逐步走向智能化。当今是信息技术 时代，在管理系统信息化进程中竞争激烈程度不断在加大，发达国家的软件制 造商们各显其能，研制出适合自己港e l 环境的管理软件，对我国的管理软件制 作具有启发性 1 3 研究的思路和方法 本文研究的基本思路就是通过对黄埔港务公司集装箱码头现状调查分析， 根据黄埔港集装箱码头吞吐量的历史数据和发展趋势，综合考虑航道、泊位、 堆场、机械、设备能力等制约因素影响，对中长期预测，信息不完全的情况， 作者采用较为有效的灰色系统预测法预测黄埔港集装箱码头吞吐量；同时，以 现有的工艺方案为基础，综合国际国内目前较为广泛流行的工艺方案，进行分 析比较，采用层次分析法，确定出适合黄埔港务公司集装箱码头的最佳工艺方 案，最后，以2 0 1 0 年吞吐量预测为基础，和根据所选择的最佳装卸工艺方案， 确定港1 3 的设计规模，完成对其业务流程的再造，在满足效率的前提下，提出 正确的可执行的装卸工艺改进方案，保证集装箱码头的发展具有现实的意义。 图卜1 文章结构框架图 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 第二章黄埔港务公司集装箱码头现状 ，2 1 珠江三角洲地区经济发展与集装箱运输 珠江三角洲地区范围包括1 3 个市、县( 区) ：广州、深圳、珠海、佛山、 江门、东莞、中山、惠州市区、惠东县、博罗县、肇庆市区、高要市、四会市。 珠江三角洲地区的经济发展，经过2 0 多年的改革开放和建设发展，已成为中国 发展最快、最具活力的地区之一。 根据广东省统计局广东统计年鉴2 0 0 4 ) ) 的资料，珠江三角洲地区各市、 县统计数据合计：陆域土地面积约为4 1 6 9 8 平方公里，约占全省2 3 ；地区内 户籍常住人口约2 3 9 8 6 3 万人，常住人占全省的3 l ；流动人口超过l ，5 0 0 万人。珠江三角洲地区主要经济指标，见表2 1 。 表2 一l 珠江三角洲地区主要经济指标 指标单位 1 9 9 52 0 0 22 0 0 32 0 0 3 比2 0 0 2 增长 年未户籍人口数万人 2 1 3 7 7 32 3 6 4 8 82 3 9 8 6 31 4 年未从业人员数万人1 5 1 01 9 0 5 8 l 2 0 7 2 6 9 8 8 土地面积平方公里 4 1 6 9 84 1 6 9 80 耕地面积公顷5 3 0 0 l l 5 6 8 5 6 79 8 国内生产总值亿元3 8 9 9 6 99 4 1 8 7 9 1 1 3 4 1 1 1 6 6 第一产业亿元 3 1 4 9 34 6 5 0 44 7 0 4 90 1 第二产业亿元1 9 5 7 0 94 6 8 8 1 2 5 9 3 9 6 3 2 2 0 其中：工业亿元 4 2 1 8 8 65 3 8 0 3 82 3 o 第三产业亿元 1 6 2 7 6 74 2 6 5 6 34 9 3 0 0 11 2 0 人均国内生产总值 兀3 4 2 9 5 3 9 7 8 2 1 3 9 固定资产投资额亿元 1 4 9 1 0 22 8 8 6 6 23 7 3 9 7 l2 9 6 社会消费品零售总额亿元 1 5 4 4 6 63 4 8 1 3 33 9 7 5 5 91 4 2 外贸出口总额 亿美元 4 6 1 0 61 1 2 6 0 81 4 5 0 5 62 8 8 外贸进口总额亿美元 2 2 3 1 79 9 2 5 71 2 6 2 4 7 2 7 2 合同外资额 亿美元 2 0 3 6 01 7 1 5 32 l o 4 82 2 7 实际利用外资亿美元 8 5 7 91 5 0 2 11 7 0 2 7 1 3 4 资料来源：广东统计年鉴2 0 0 4 ，广东省统计局，2 0 0 5 珠江三角洲地区2 0 0 3 年国内生产总值( g d p ) 合计为1 1 3 4 1 1 3 亿元，约占广 4 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 东省全省的8 4 3 。该地区2 0 0 3 年外贸出口总额1 4 5 0 5 6 亿美元，约占广东 省全省的9 4 8 ，外贸进口总额1 2 6 2 4 7 亿美元，约占广东省全省的9 6 6 。 在利用外资、电子信息产业发展等方面形成明显优势，是广东利用外资的主导 地区，仅2 0 0 3 年实际利用外资达1 7 0 2 7 亿美元，占全省的8 9 9 。经济的迅 猛发展使原来以农业为主的珠江三角洲城市化进程加快，珠江三角洲目前城镇 化水平约为7 3 ，形成了连片的城市群，与香港、澳门已形成了一个“大珠江 三角洲经济圈”。 珠江三角洲地区的经济发展，促进了集装箱运输的大发展，目前该地区是 我国内地集装箱运输最发达地区之一。珠江三角洲以至整个华南地区通过香港 输入大量的原材料、半成品，进行出口加工和制造，大量的制成品又通过香港 输出，从而创造了香港集装箱运输的辉煌成绩。 从广东省国民经济发展前景看，“十五”期间珠江三角洲g d p 仍可保持一成 以上的增长率，外贸进出口总额仍以高速发展。因此，集装箱生成量仍可以较 高的速度增长，这将给香港的集装箱发展提供足够的货源支持。同时，也给黄埔 港集装箱公司的发展带来机遇和挑战。 2 2 黄埔港务公司集装箱码头概况 黄埔港务公司是广州港务集团公司位于黄埔老港区的港务公司，地处珠江 出海口干流的左岸，水路距香港1 2 6 公里，陆路距深圳1 4 8 公里。公司港区内 有铁路专业线，铁路与广深线和京广线相连，公路与华南快速干线及珠江三角 洲公路网连接，内河航道与珠江三角洲的经济发展地区广州市的番禺区和佛山 市的南海区顺德区等相通，经济腹地除本省外还包括我国内陆的数省，是华南 地区对内、对外贸易的重要口岸之一。 公司共有作业泊位岸线2 8 5 8 米，生产泊位1 6 个，其中港池水深一9 米的万 吨级泊位l o 个，生产用库场面积3 1 8 万平方米，容量达6 0 万n 屯。公司所属 的洪圣沙装卸站位于洪圣沙岛内的港区，是华南地区最大的水转水货物转运码 头。 多年来，公司主营件杂货、集装箱的装卸、仓储、运输业务。1 9 9 6 年开展 集装箱业务，2 0 0 4 年公司集装箱吞吐量已达2 8 1 万t e u ( 标准化集装箱) ，其中 外贸完成约1 8 万t e u ，占总吞吐量的6 3 ，形成了港务公司件杂货和集装箱业 务并举的局面。 公司目前集装箱集装卸的泊位主要在大码头6 # 、7 # 、8 # 泊位和横八泊位， 其中8 # 泊位每周停泊三班黄埔海口滚装客轮，兼作集装箱泊位。集装箱堆 场主要在公司大码头6 # 、7 # 仓以东的范围以及港前路北侧新堆场。目前3 # 、5 # 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 仓用作集装箱装拆箱库，大码头货运站主要接卸火车到港货物和装拆箱业务， 机修厂货运站主要接卸公路到港货物和装拆箱业务。 公司集装箱机械目前主要的配置： 前沿机械：4 台4 0 吨低门座起重机( m q 4 0 3 5 ) c y ( 堆场) 机械：3 台轨道式龙门起重机( 最大起重量吊具下3 5 吨、轨 距4 3 米) 、6 台正面吊运机，3 台空箱叉车 c f s ( 集装箱货运站) 机械：2 台重箱叉车( 其中l 台接近报废) 集装箱装卸工艺流程图： 船一一堆场 匝匠卜 集装箱货运站一一船 固固一区三卜e 正卜困 集装箱货运站一一堆场 毋 一正面吊卜 一轨道龙门h 图2 - 2 集装箱装卸工艺流程图 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 2 3 黄埔港务公司集装箱码头现状分析 近十多年来，我国集装箱运输业务不断发展，新建的集装箱专用码头不断 增加。与此同时，有的港口通过对原有的杂货泊位改造成集装箱泊位，其发展 模式是从一般杂货泊位经过多用途泊位阶段，最后过渡到集装箱泊位。黄埔港 务公司开展集装箱业务也是经历了这样的发展模式。 黄埔港务公司老港码头建港已有5 0 多年，多年主营件杂货装卸、仓储、运 输业务，货类包括钢材、木材、粮食、糖、纸、机械设备、化工原料、有色金 属、矿石、矿建材料等。公司集装箱业务从1 9 9 6 年开始，到2 0 0 3 年吞吐量达 到2 8 5 万t e u ；由于公司集装箱业务发展迅猛，目前存在的主要问题有： ( 1 ) 集装箱泊位严重紧张 目前公司停进行集装箱船作业的泊位有6 # 、7 # 、8 # - - - - - 个泊位，实际上只有 二个半泊位。因为8 # 泊位还要兼作广州一海口的客货滚装船泊位，隔日停靠 “椰香公主”。号客货班轮。既要上下客，又要进行汽车滚装作业和集装箱作业， 造成码头作业混乱。并且客货班轮停靠的时间长，严重影响到沿海内贸集装箱 班轮的按时停靠和作业，导致了部分内贸集装箱班轮改挂周边其他货主码头。 ( 2 ) 集装箱堆场布局分散、能力严重不足 堆场布局东一块、西一块，造成堆场堆存效率低。并且堆场能力严重不足， 须租用外单位的堆场，每年要支付装卸费、堆存费约3 0 0 多万元。 ( 3 ) 码头前沿装卸机械不足 码头前沿门机单月利用率最高达到了9 3 1 ，一般都在8 0 左右，机械设 备不能及时进行保养和维修。 ( 4 ) 装卸作业安全性差 码头前沿门机装卸集装箱时，必须由人工进行挂钩、摘钩辅助作业，人机 混合作业存在着发生安全事故的隐忠。 国内海港集装箱专用码头前沿装卸机械均采用标准岸边集装箱起重机( 装 卸桥) ，还有的集装箱码头( 或多用途码头) 采用轻型岸边集装箱起重机( 装卸 桥) 、多用途门座起重机、高架轮胎式起重机和低门座起重机。黄埔港务公司在 集装箱业务起步阶段曾经采用两台门座起重机抬一个集装箱的方式作业，艰难 创业。随着集装箱业务量的不断增加，广州港务局加大装卸机械设备的投入， 尤其是2 0 0 2 年，先后有三台4 0 吨低门座起重机安装和投入使用，部分地缓解 了集装箱码头前沿装卸机械严重不足的局面。 但是，旋转式单臂架起重机有其固有的缺点，4 0 吨低门座起重机不具有多 用途门座起重机的同步回转和小四连杆机构，也不具有防摇装置。4 0 吨低门座 起重机属于单点吊作业，目前有的港口采用四根钢丝绳依靠人工挂钩、摘钩， 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 有的采用单点吊简易吊具。由于单点起吊的缘故，一是在起重机变幅旋转过程 吊具摇摆转动，影响旋锁对准；其二是集装箱内货物重心偏移时，吊起的集装 箱出现倾斜，不利于集装箱装车或堆箱对位，需要人力辅助作业；因此人机混 合装卸作业安全工作难度加大。随着码头集装箱吞吐量不断增加，可以考虑选 用性能更完备、装卸效率更高、更专业化的集装箱码头前沿装卸机械。 我国海港集装箱码头堆场装卸工艺大多采用轮胎式集装箱龙门起重机工 艺方式，而厦门港东渡港区和珠海港九洲港区采用集装箱跨运车工艺方式。轮 胎式集装箱龙门起重机工艺方式具有作业覆盖面大、装卸效率高、堆场利用率 高等特点，同时，轮胎式集装箱龙门起重机还具有可以转向换场地的特点。集 装箱跨运车则是运行于码头前沿与堆场之间取、放、运、送等多种功能集于一 身，省去了大量的集装箱拖挂车，而且集装箱跨运车作业与岸边集装箱装卸桥 装卸船作业各自独立、互不等待，提高了码头前沿装卸作业的效率。 轨道式集装箱龙门起重机与轮胎式集装箱龙门起重机相比，同样具有作业 覆盖面大、装卸效率高、堆场利用率高等特点。而轨道式集装箱龙门起重机是 沿着轨道行走，稳定性好，跨箱数更多，作业覆盖面更大。同时，轨道式集装 箱龙门起重机是电动机械，与轮胎式集装箱龙门起重机柴油机驱动相比，电动 机械更具有操作简单、故障率低、维修方便等特点。在港口建设的实践中还应 该看到，港口装卸工艺方案的设计和选择，不仅考虑工艺方案本身，而且要考 虑所选用的机型是否先进成熟，经济性是否好。近年来，变频技术发展很快， 变频调速性能极大提高，国内许多制造厂家开发制造带变频调速性能的轨道式 集装箱龙门起重机，整机自重减轻，机型性能更加成熟，造价相对降低。黄埔 港务公司采用“轨道式集装箱龙门起重机+ 正面吊运机”工艺方式，则是根据本 公司实际情况因地制宜作出的合理选择。 正面吊运机作业机动灵活，可完成搬运、堆码、装卸车作业，也可作隔箱 装卸作业；但由于转弯半径较大，作业通道要求较大，场地利用率较低。在目 前黄埔港务公司集装箱堆场的实际情况下，继续增加轨道式集装箱龙门起重机 的设备投入，增加集装箱龙门起重机轨道的作业覆盖面，以提高集装箱堆场的 利用率。由于轨道式集装箱龙门起重机不能像轮胎式的那样转移场地，因此， 提高轨道式龙门起重机的可靠性和设备完好率是至关重要的。 黄埔港务公司大码头陆域纵深仅约1 5 0 米，与常规的集装箱专业化码头所 要求的陆域纵深差距较大。黄埔港务公司集装箱堆场严重不足陆域纵深过小， 是制约集装箱业务发展的瓶颈。如上所述，黄埔港务公司根据本公司实际情况， 前方堆场合理采用轨道式集装箱龙门起重机的工艺方式，充分利用两道铁路专 用线之间的场地，提高集装箱堆场的利用率。拆除原1 # 仓改建堆场的工程正在 进行，扩大了轨道式集装箱龙门起重机的作业覆盖面。公司采取各种措施扩大 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 集装箱堆场，在港前路北侧新堆场存放空箱和重箱；在洪圣沙装卸站接卸驳船 到港拼箱货物，作为辅助的装箱作业点；充分利用机修厂的库场资源作为集装 箱货运站，开展集装箱拆装箱业务：与外单位合作存放空箱，还拟租用外部场 地存放空箱。但是有的临时措施，增加了装卸运输的距离、装卸环节，有限的 机械设备分散使用，加大了集装箱装卸运输的成本，也增加了管理的困难。 集装箱码头生产操作系统是一个动态的物流系统，涉及到船舶配载和卸船 计划、生产调度、箱管( 装卸计划、堆场、闸口、中转、积载) 、商务( 计费、对 外服务) 、c f s 业务( c f s 理货、装拆箱、换箱) 等各个环节的配合和有序的运作。 建立集装箱码头计算机管理系统是现代集装箱码头必不可缺的管理手段。黄埔 港务公司重视集装箱码头计算机管理系统的建设，经过几年的运作，原有的计 算机管理系统己不能适应集装箱业务的发展，计算机硬件系统也需要升级换代。 在广州港务局的大力支持下，2 0 0 2 年开始，公司对原有的集装箱管理系统进行 升级换代改造，还要求系统能涵盖码头年吞吐量5 0 万t e u 的运作管理。新系统 的建立，将会提高集装箱码头生产效率和的管理水平，提升公司的市场竞争能 力。 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 第三章黄埔公司集装箱吞吐量预测 预测是刘尚未发生或目前还不明确的事物进行预先的估计和推测，是在现 时对事物将要发生的结果进行探讨和研究。它的目的就是为决策系统提供决策 所必须的未来信息：港口集装箱吞吐量的预测是为港u 规模设计提供决策信息， 因为，如果未来的吞吐量过大，而港口的设计规模过小，会造成船、货的积压， 反之，则造成港口资源的浪费，都会给国家经济带来损失，因此，正确预测吞 吐量，作为港u 规模设计的依据，是很有必要的。 3 1 腹地的国民经济发展分析 腹地是指那些有物资( 或旅客) 经过某港运输的地区。广州港黄埔公司地 处珠江三角洲中心地带，港口直接依托广州市和广东省，水路、公路、铁路运 输交通便利。公司直接腹地是珠江三角洲地区的广州、佛山、肇庆、清远、东 莞：间接腹地是粤北地区、广西、湖南、江西等省( 自治区) 的部分地区。广州 港全港货物吞吐量中，来自或去往珠江三角洲的广州、佛i l i 、东莞和中山等地 的货物约占8 6 ；清远、韶关、江门、肇庆等粤北地区，以及西江中上游和广 东省沿海地区的货物约占1 1 ，湖南、广西等华南其他地区的货物约占3 。 根据2 0 0 4 年广东省国民经济和社会发展统计公报资料报道：国民经济 保持平稳较快增长。初步核算，2 0 0 4 年全省生产总值1 6 0 3 9 4 6 亿元，比上年 增长1 4 2 。其中，第一产业增加值1 2 4 5 4 2 亿元，增长4 2 ；第二产业增加 值8 8 9 0 2 9 亿元，增匠1 8 4 ；第三产业增加值5 9 0 3 7 5 亿元，增长1 0 4 。 第一产业比重持续下降，第二产业仍居主导地位，第三产业比重加快上升。如 图所示： 图3 - 1 广东省生产总值结构分布图 工业生产快速增长。全年全部工业增加值8 0 1 1 1 5 亿元，比上年增长2 0 o 。 其中规模以上t 业增加值7 0 8 6 3 6 亿元，增长2 2 4 。国有及国有控股企业增 加值1 6 6 6 3 3 亿元，增长2 0 8 ；股份制企业增加值1 6 2 9 3 9 亿元，增长2 4 2 ： 0 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 外商及港澳台商投资企业增加值4 2 8 3 3 2 亿元，增长2 3 9 ；集体工业、股份 合作制企业增加值分别增长9 9 和7 o ；民营企业增加值增长2 4 o 。全年完 成轻工业增加值3 0 2 5 9 0 亿元，增长1 9 o ；重工业增加值4 0 6 0 4 7 亿元，增 长2 3 1 。工业结构调整取得积极进展，支柱产业主导作用增强。全年九大工 业产业完成增加值5 0 4 3 1 5 亿元，比上年增长2 4 7 ，对全省工业增长贡献率 7 5 8 。其中，电子信息、电气机械及专用设备、石油及化学三大新兴支柱产业 完成增加值3 2 8 8 5 8 亿元，增长2 7 3 ；纺织服装、食品饮料、建筑材料三大 传统支柱产业增加值1 2 2 1 5 6 亿元，增长1 8 4 ；森工造纸、医药、汽车三大 潜力产业增加值5 3 3 o l 亿元，增长2 3 5 。其中汽车制造业增加值增长3 7 0 。 高技术产业发展较快。高技术制造业完成工业增加值1 9 3 5 1 4 亿元，增长 2 4 3 。装备制造业完成增加值2 51 9 1 4 亿元，增长2 7 0 。 2 0 0 4 年，对外贸易跃上新台阶。全年进出口总额3 5 7 1 3 3 亿美元，比上年 增长2 6 o 。其中出口额1 9 1 5 5 8 亿美元，增长2 5 3 ；进口额1 6 5 5 7 5 亿美元， 增长2 6 7 。实现贸易顺差2 5 9 8 3 亿美元，比上年增加3 8 0 9 亿美元。 广东省外向型经济的发展与交通运输互为依托、相互促进，形成“大进大 出、两头在外”的独特的经济发展模式，促进了珠江三角洲地区国际集装箱运 输的迅速增长和发展。 对外开放的力度将继续加大，通过积极吸引国外资金、技术和生产资源， 发挥自身优势，扩大对外贸易进出口。根据广东省有关部门的预测到2 0 0 5 年和 2 0 1 0 年，外贸进出口总额将分别为2 5 0 0 亿美元和3 4 0 0 亿美元，“十五”期和 “十一五”期年均增长率分别为8 和6 3 ；远期达到5 0 0 0 亿美元。 广州港直接依托的港口城市是广州市，是广东省的省会。2 0 0 4 年，广州市 国内生产总值为4 1 1 5 8 l 亿元，按户籍人口计算，全年人均g d p 为5 6 3 万元， 增长1 3 7 ：按当年平均汇率折算，约合6 8 0 0 美元，在国内大城市中位居前列， 率先实现社会主义现代化。 资料来源：2 0 0 4 年广东省国民经济和社会发展统计公报 广州市社会经济发展的总体战略目标是，力争用1 5 年时间建成国际大都 市，基本实现现代化，充分发挥广州在珠江三角洲经济区现代化建设中的“龙 头”作用。为此，将实施六项战略任务，即国民经济总量倍增，综合经济实 力再上新台阶；加快经济增长方式向集约型转变，优化三次产业内部结构， 培育和扩大新的经济增长点；坚持走可持续发展的道路，促进经济建设与生 态环境相协调；增强对外开放力度，提高经济国际化程度；实施科教兴 市战略，提高教育水平和科技实力；建立健全宏观管理新模式，完善社会保 障体系，增强政府驾驭市场经济的能力和效率。进一步增强八大城市功能，即 科技中心、金融中心、信息中心、交通中心、商贸中心、旅游中心、教育中心 和文化中心。 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 改革开放以来，伴随着经济建设的高速发展，腹地交通运输设施也得到快 速发展。在充分利用珠江水网的天然通道的基础上，先后建设和改造了一大批 交通基础设施，铁路以广州为中心，通过京广、京九、广深淮高速、广湛和广 梅汕等干线连接省内各主要中心城市，以广开、广花、广深珠、广汕等高速公 路为主干的高等级公路网四通八达，一个由干线铁路、高等级公路、航空主干 线以及沿海和内河枢纽港组成的综合运输网骨架已基本形成。 水运方面，广东省内河通航里程1 0 8 0 8 公里，沿海和内河码头泊位2 3 3 9 个， 其中万吨级以上泊位1 1 6 个；全省对外开放一类口岸5 1 个，其中广州、佛山、 东莞和中山辖区有1 4 个，二类口岸9 9 个，其中水运装卸点8 7 个，对外开放口 岸绝大部分位于珠江三角洲地区。码头和船舶大型化趋势十分明显，码头泊位 总数年增长2 4 ，而万吨级以上的深水泊位年增长达8 4 ，机动船总艘数 虽逐年减少，但单位船舶净载重吨增加，运输结构亦在不断调整中趋向合理。 货物运输仍然以公路和水路为主，但水路所占比重逐年上升。“大进大出，两头 在外”的外向型经济发展模式导致巨大的外贸货物运输需求，特别是广东与香 港之间货物交流量占有相当大的比重。 3 2 黄埔港务公司集装箱吞吐量预测 3 2 1产业结构 根据广州港黄埔港务公司集装箱部门的统计数据，集装箱装箱货物的种类 越来越广，已突破传统的适箱货范围。不仅仅机电设备、化工、医药、轻纺和 农副产品等件杂货物采用集装箱运输，粮食、矿建材料、钢材、木材等货物也 采用了集装箱运输。公司装卸的集装箱货物中，按照港口传统统计口径的前l l 大货类货物的装箱量占装箱货物总量的2 0 。可见内贸集装箱的发展前景十分 广阔，市场潜力巨大。 内贸集装箱主要集中在由中海、青岛海运、中远和长航等航运公司经营黄 埔至大连、天津、青岛、上海、宁波等南北方沿海航线的班轮运输，货源绝大 部分来自广州和佛山等港口直接腹地，集疏运方式以公路运输和珠江内河运输 为主。北上的内贸集装箱货物以建筑陶瓷、铝合金材料、家具和食品、饮料为 主，南下的以粮食、豆粕、化工原材料、玻璃和汽车为主。各航线往返货物较 均衡，重箱约占7 0 ，平均载货1 5 吨t e u 左右。由于我国南北方沿海地区之 间的长距离货物运输采用海运集装箱运输方式的综合费用低于铁路和公路，而 且方便快捷、货损货差少，有较大的竞争力。 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 3 2 2 集疏运条件 依托铁路集疏运的便利条件，为内地省区提供集装箱运输中转服务的功能 较为突出。目前，广州港1 0 的外贸集装箱吞吐量来自内陆省区，主要集中在 黄埔公司的集装箱码头中转。 随着广州南沙深水码头竣工投产，将有部分中转货物直接经远洋干线班轮 运输，从长远发展角度看，随着南沙码头远洋干线班轮的增加，将分流部分货 种相对集中的货源。由于广东省有非常丰富的外贸集装箱货源，香港港口是华 南地区最大的集装箱转运中心的地位不会变化，黄埔港外贸集装箱支线运量经 短时期调整后，仍将有较大的发展。 3 2 3 黄埔港务公司集装箱吞吐量 黄埔港务公司自1 9 9 6 年开展集装箱业务以来，吞吐量快速增长，经过几年 的努力，2 0 0 3 年集装箱吞吐量已达到2 8 5 万t e u ，达到了一定的规模。在2 0 0 4 年黄埔港务公司集装箱码头，考虑到集装箱运输的发展，而进行内部整改，造 成了集装箱吞吐量的下降，客观上说，这并不是真实能力的反映，因此，为了 能够更加客观、精确的预测未来集装箱吞吐量的发展趋势，作者以1 9 9 7 2 0 0 3 年历史资料为依据，对黄埔港务公司集装箱吞吐量进行预测。 表3 - 2 黄埔港务公司集装箱吞吐量( 万t e u ) 年份 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 3 2 0 0 4 吞吐量 4 7 05 6 48 1 81 1 3 31 7 6 22 5 12 8 5 2 8 1 比上年2 0 0 4 5 o3 8 55 5 54 2 51 3 5一o o l 增长 根据公司集装箱业务发展趋势和腹地货源情况，会出现较多不确定因素， 同时，综合考虑航道、泊位、堆场、机械、设备能力等制约因素影响，对中长 期预测，信息不完全的情况，采用灰色系统预测，能够克服传统的时间序列预 测方法的不足，会取得比较好的预测效果。 3 2 4 灰色预测法 在介绍灰色预测之前，首先需了解什么是灰色系统? 灰色系统是指元素( 参 数) 信息不完全、结构信息不完全、关系信息不完全、运行的行为信息不完全的 系统。输入与输出之间无明确的关系，不是客观的实体，是一个抽象的系统， 也称为非本征性系统。灰色系统模型，即g m ( n ，h ) ，是指一个n 阶、h 个变量 的g m 模型，因为用途不同，所以常有各自的表达形式。作为预测模型，一般是 黄埔港集装箱码头装卸工艺改造方案研究 g j c 【( n ，1 ) 模型，这里的l 是一个变量，n 一般在3 阶以下，n 越大，内涵可能 越丰富，然而计算太繁，阶次过高的系统其特征方程的求解困难，不但计算量 大，计算时问也长，而且精度不一定高，其结果也不是解析的。模型精度高低 是决定模型是否可靠的重要依据，也直接影响着预测值的精度。对于已知的数 据序列x ( 0 ) ，建立g m ( 1 ，1 ) 模型，模型误差一般是不可避免的，尤其是原始 数据序列波动较大时，或建模条件不是很好时，模型精度就较低。对于给定的 数据序列建模，就模型形式而言g m ( 1 ，1 ) 模型是一个连续函数，模型参数a = ( a ， u ) t 决定模型结构，自变量k 决定系统输出。显然，影响模型精度的因素应包 括两个方面。一是模型参数应，而应对于已知的数据序列为定值，当a t = c o n s t = l 时，g m ( 1 ，1 ) 模型就己确定。 1 ) 建立x ( o ) 一g m