集装箱港口堆场起重机的配置确定.doc

集装箱港口堆场起重机的配置确定第26卷第1期2OO5年3月上海海事大学JOURNALOFSHANGHAIMARI,I1MEUNIVERSITYVo1.26No.1Mar.20o5文章编号:16720498(2005)O14)0224)4集装箱港口堆场起重机的配置确定李建忠(上海海事大学经济管理学院,上海200135)摘要:依据港口的吞吐能力,每天工作箱量等因素,对港口初建期和运行期的堆场起重机的配置台数进行深入分析,给出配置数量模型,结果证明这种方法对于港口堆场起重机配置台数的确定是有效的.关键词:港口;堆场;集装箱;起重机;配置中图分类号:U196.1;U169.63文献标识码:ADeploymentofyardcranesatportcontaineryardLIJianzhong(SchoolofEconomicsandManagement,Shan#aiMaritimeUniversity,Shanghai200135,China)Abstract:Onthebasisofporthandlingcapacity,everydayworkloadandotherfactors,theproblemofdeploymentofyardcranesduringtheinitialperiodandrunningperiodoftheportcontaineryardisanalyzedandaformulaisgivenout.Theresultshowsthattheformulaisveryeffectivetothecontaineryardwiththeproblemofdeploymentofyardcranes.Keywords:port;yard;container;crane;deployment0引言集装箱港口作为现代多式联运(尤其是海陆运输方式)的一个重要环节,在全球物流系统和国际贸易中起着重要的作用.在港口堆场中,集装箱装卸操作由堆场起重机完成,所以堆场起重机在港口集装箱操作流程中起的作用至关重要.在港口建设期,由于堆场起重机价格昂贵,不可能为每个堆场箱区都配置一定数量的轮胎式龙门起重机;当港口投入运行后,由于每天港口工作箱量的不确定且堆场起重机的运行成本很高,具体投入多少数量的堆场起重机成为港口管理者十分关心的问题,所以研究堆场起重机的配置数量就显得很有必要且具有实际意义.1港口堆场起重机的类型目前港口中堆场起重机主要有5大类型,它们是跨运车,叉车,正面吊,轨道式龙门起重机和轮胎式龙门起重机,而我国大多数港口堆场中使用的是轮胎式龙门起重机,所以本文主要讨论轮胎式龙门起重机的优化配置问题.轮胎式龙门起重机是港口堆场进行装卸,搬运,堆码作业的专用机械.它的起重量目前大多是3O,5t,跨距为6列集装箱和一条底盘车道的宽度,收稿日期:20044)4-15基金项目:图家自然科学基金项目(70371012)作者筲介:李建忠(1980-),男.河北沧州人.在读硕士,研究方向为管理科学,(E-mail)第1期李建忠:集装箱港口堆场起重机的配置确定23起升高度一般为堆4过5,也就是在1112m.其主要优点是:可以有效利用堆场,堆场建设费用相对较低,机动灵活,通用性强.它不仅能前进,后退,而且还设有转向装置,通过轮子的90.旋转,能从一个箱区转移到另一个箱区进行作业.主要缺点是采用内燃动力系统,设备维修量和能源消耗较大.2集装箱港口机械配备研究状况随着集装箱运输的快速发展,集装箱港口管理水平也相应提高.人们越来越认识到在装卸工艺基本确定后,装卸机械的合理配备对提高装卸效率,降低装卸成本的重要性.因此,加强集装箱机械合理配备的研究十分必要.集装箱专业港口的装卸机械配备问题在港口建设和港口营运两个阶段均应研究考虑.港口建设设计阶段,设计单位根据预测的运量和建设项目的具体条件,按规范设置多个方案进行综合论证比较,提出推荐方案.港口投产初期经营或港口其他基础设施尚未完全到位时,考虑到集装箱专用机械价格较昂贵,为了避免机械闲置,通常是根据港口计划完成通过量所产生的机械操作量进行量量配备;而当港口达到设计能力后,由于生产发展的需要,必须进一步挖掘潜力时,应根据港口靠泊舱型和其他条件,按作业船型进行量能配备.3港口建设期堆场起重机配置确定考虑到堆场起重机价格昂贵,在港口建设期的计划投资金额内购买合理数量的堆场起重机是港口企业管理者主要考虑的问题之一.3.1影响集装箱港口堆场起重机配备量的因素堆场起重机配备量主要受基础设施及设备,市场和管理3类因素影响.基础设施及设备主要包括:港口,栈桥,道路和堆场等基础设施条件及各类堆场起重机性能.市场主要包括:到港船舶密度,船型,船舶装载量,船舶积载分布,集装箱运量结构和流向等因素.管理主要包括:船舶调度,港口装卸调度,集装箱堆场管理和验关,船舶配载,设备管理等因素.3.2集装箱港口堆场起重机配备方法3.2.1桥吊数量采用量能方法配备首先根据港口岸线长度,各代集装箱船舶的长度,确定港口能够停靠的各种船型组合;再分析确定每种船型允许开工的作业线,从而得出港口的集装箱桥吊配备数量.3.2.2堆场起重机,集卡数量以量量方法配备根据集装箱桥吊配备数量确定港口的通过量,然后以港口通过量分别计算出堆场起重机,集卡的操作量,从而得出堆场起重机,集卡的配备数量.3.3轮胎式龙门起重机配备3.3.1配备原则和要求(1)应满足完成堆场作业量的要求.(2)为确保前方装卸机械能力的发挥,堆场起重机装卸能力应适当大于完成堆场作业量的需要.(3)按单一机械配备.3.3.2计算式N=Ql/(PK24365)式中:为建设期轮胎式起重机配置台数(台);Q.为堆场作业量(TEU/年),Q.=口Q,Q为港口吞吐量,为轮胎式起重机操作量系数;P为轮胎式龙门起重机装卸效率(TEU/h);K为轮胎式龙门起重机利用率.3.3.3参数的计算确定(1)装卸效率(P)的确定轮胎式龙门起重机装卸效率(TEU/h)=轮胎式龙门起重机自然箱装卸效率(自然箱/h)标准箱折算系数据统计分析,标准箱折算系数与45和4o两者占总量的比例密切相关,标准箱折算系数随着该比例的增大而变大;与港口水深和靠泊船型也有关,港口水深和靠泊船型较大,则该标准系数也越大.(2)轮胎式龙门起重机利用率()的确定轮胎式龙门起重机利用率=轮胎式龙门起重机全年工作时间(小时)/z4365(3)轮胎式起重机操作量系数(口)确定进,出口,中转比例进口量=A+其中:A为港口进口量;为进口中转量.出口量=B+C其中:为出口中转量;c为港口出口量.中转量=2B吞吐量=A+C集装箱装卸桥操作量=A+C:A+2B+C:吞吐量进口比例=(A+)/吞吐量出口比例:(+C)/吞吐量中转比例=2B/吞吐量轮胎式龙门起重机操作量轮胎式龙门起重机操作量=2A+2B+2C+其他(包括验关箱操作量)=2A+4B+2C一2B+其他=上海海事大学第26卷2(A+2B+C)一B+其他=2(A+2B+C)IB/(A+2B+C)+其他=2吞吐量(1一JB/吞吐量)+其他=2吞吐量(1一中转比例/2)+其他轮胎式龙门起重机操作量系数=2(1一中转比例/2)+其f也/吞吐量=2(重箱比例一中转比例/2重箱比例港区直接中转比例)+2进口重箱查验箱量比例+2出口重箱查验箱量比例+2转垛箱量比例从上述分析可以看出,堆场起重机台数的配置要综合考虑很多因素,其中比较重要的是港口吞吐能力,堆场起重机操作量系数,堆场起重机装卸效率和堆场起重机利用率这4个因素.4港口运行期堆场起重机配置确定港口在运行期每天要开动的堆场起重机数量也是港口管理者要考虑的问题.4.1港口运行期影响堆场起重机运行数量的因素港区内集装箱的操作方式主要有4种,它们分别是装(出口箱装船),卸(进口箱卸船),进(出口箱运进堆场),提(进口箱的提取).除了上述4种方式外,还有一种比较特殊的集装箱操作方式移箱操作.港区内每天产生的移箱箱量占总工作箱量比例不大,但是其绝对量却不容忽视.移箱产生的原因主要有两个:超期箱(当进口箱在堆场中存放超过一规定时间后,收货人还未来提取,则该箱将被移出该箱区到指定的超期箱区);归并箱(对部分箱区的集装箱重新归并堆存,以便更好地提高堆场利用率和及时发现坏箱).6在港口运行期,堆场起重机每天要运行的数量和港口每天的集装箱工作量有关.由于港口每天工作箱量的不确定性,没有必要把港口全部的堆场起重机投人运行,否则会增加港口的营运成本;但是堆场起重机的运行数量又不能过少,否则完不成当天计划内的任务,所以合理确定每天运行堆场起重机的数量很有必要.由于集装箱的装卸与操作桥吊相关,所以港口每天要运行的堆场起重机数量是采用量量和量能相结合的方法.4.2港口运行期影响堆场起重机运行数量的计算4.2.1数量配备原则和要求.(1)应满足完成每天的进,提,移箱任务.(2)确保前方装卸机械能力的发挥,完成集装箱的装卸任务.4.2.2计算式Nl=Q2/(PK24)+bN桥式中:J为运行期轮胎式起重机运行台数,台/天;Q为堆场每天进,提,移箱操作自然箱量,个/天;P为轮胎式龙门起重机自然箱装卸效率,+/h;为轮胎式龙门起重机利用率;桥为运行的桥吊台数,台;b为比例系数.4.2.3参数的计算确定(1)轮胎式龙门起重机装卸效率(P)的确定(同3.3.3).(2)轮胎式龙门起重机利用率()的确定(同3.3.3).(3)比例系数b的确定比例系数b=桥吊装卸效率/轮胎式龙门起重机装卸效率5算例以上海港外二期港口2000年的数据为例,计算该港口的龙门起重机配备数量和2000年3月某一日的运行龙门吊台数.数据如下:轮胎式龙门起重机自然箱装卸效率(自然箱/.1)平均为15+/h;桥吊自然箱装卸效率(自然箱/h)平均为22个/h:标准箱折算系数取1.6;轮胎式龙门起重机利用率K=50%;港口2000年吞吐量Q=1259377TEU;港口2000年3月某日进,提,移箱箱量Q:=2075个自然箱;港口2000年3月某日运行桥吊数为5台;进出口重箱比例71.44%;进出口空箱比例28.56%;中转比例为20.5%(其中重箱占7l%,空箱29%,本港区直接中转50%);进口比例46%(其中重箱33%);出口比例54%(其中重箱67%);进口验关箱比例5%;出口验关箱比例2.5%;转垛箱量比例9%.(1)计算龙门起重机配备数量轮胎式龙门起重机装卸效率(TEU/h)=轮胎式龙门起重机自然箱装卸效率(自然箱/h)标准箱折算系数:151.6=24(TEU/h)第1期李建忠:集装箱港口堆场起重机的配置确定轮胎式龙门起重机操作量系数=2(1一中转比例/2)+其吞吐量=2X(重箱比例一中转比例/2X重箱比例X港区直接中转比例)+2X进口重箱查验箱量比例+2X出口重箱查验箱量比例+2X转垛箱量比例=2X(71.44%一20.5%/2X71%X50%)+2X5%+2X2.5%+29%=1.686轮胎式起重机台数(台)N:Q1/(PXKX24X365)=l259377X1.686/24X0.5X24X365=20.199=21(台)(2)计算运行期某天的运行龙门起重机台数比例系数b=桥吊装卸效率/轮胎式龙门起重机装卸效率=22X1.6/15X1.6=1.467运行龙门起重机台数N=Q2/(PXKX24)+bXNs=2075/15X0.5X24+1.467X5=l8.86=19(台)6小结港口的高效运转在很大程度上依靠于港区中各环节资源的高效配置和运转,由于堆场起重机价格昂贵,且它在港口作业流程中作用重大,所以堆场起重机的配置台数是港口管理者十分关注的问题.文中依据港口的吞吐能力和箱型比例等因素,给出了堆场起重机配置台数的公式,这些可为今后港口遇到此类问题时提供参考.参考文献:1】周秀箐.码头堆场设备选型J】.集装箱化,2002,(6):3334.2】刘刚,宋德星.西部水路集装箱堆场门式起重机选型J】.交通运输工程,2001(4):110114.3】胡树威.关于集装葙跨运车与堆场龙门起重机功能与效率的比较J】.港口装卸,1995(1):2630.4林敦清,陶其钧.集装箱码头装卸机械配备台敷探讨J.上海港科技,2001(5):l