港口规划港口吞吐量及其预测

1、第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶本节内容：本节内容：2.1 2.1 货物及其在港内的作业方式货物及其在港内的作业方式2.2 2.2 港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测2.3 2.3 船舶基本知识船舶基本知识2.4 2.4 船舶出入港及其分布船舶出入港及其分布2.5 2.5 港口规模确定港口规模确定2.6 2.6 减少船舶在港时间的措施减少船舶在港时间的措施 目的：目的：高效率、高质量、低成本的装卸货物，安全、舒适、服务周高效率、高质量、低成本的装卸货物，安全、舒适、服务周到地使旅客，下船；保证船舶安全进出港口和停泊装卸，以优质、高速、到地使旅客，下船；保证船舶安全进出港口和停泊装卸

2、，以优质、高速、低成费吸引货源、客源和运输船舶来港，不断增加吞吐量和扩大自已的低成费吸引货源、客源和运输船舶来港，不断增加吞吐量和扩大自已的腹地。腹地。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 一、港口腹地一、港口腹地 1.1.概念概念 港口腹地港口腹地: :有货物（或旅客）要经某港运输的地区叫该港的腹地。有货物（或旅客）要经某港运输的地区叫该港的腹地。2.22.2港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 货源地货源地 A A 和使用地和使用地 B B 都是港口都是港口 P P、Q Q 的腹地的腹地; ; 广义地说：广义地说：A A是后方腹地，是后方腹地， B

3、 B 是前方腹地。是前方腹地。 通常讲的港口腹地指后方腹地。港口与港口之间有着息息相关的协作通常讲的港口腹地指后方腹地。港口与港口之间有着息息相关的协作关系，在某一港装船的货物必须经另一港口卸下，因此在港口规划中研究关系，在某一港装船的货物必须经另一港口卸下，因此在港口规划中研究它端条件前方腹地与研究后方腹地具有同样的重要性，以便掌握可能的发它端条件前方腹地与研究后方腹地具有同样的重要性，以便掌握可能的发展趋势。展趋势。P P 港港Q Q 港港B B 地区地区A A 地区地区 2.2.分类分类 按运输的性质分，可分为：按运输的性质分，可分为： 直接腹地直接腹地：直接为港口所在地服务，货物不中转

4、。如：青岛有货运：直接为港口所在地服务，货物不中转。如：青岛有货运到上海使用，青岛即为上海港的直接腹地。到上海使用，青岛即为上海港的直接腹地。 中转腹地中转腹地：指货物的中转联运腹地。如：长江流域好多地区的货物：指货物的中转联运腹地。如：长江流域好多地区的货物运至上海港转海运至大连等地，长江流域的这些地区均为上海港的中转腹运至上海港转海运至大连等地，长江流域的这些地区均为上海港的中转腹地。地。 通过腹地通过腹地：在港内不装卸，只进行编组，然后运走。如：某小地区：在港内不装卸，只进行编组，然后运走。如：某小地区 A A（或小港口）的货运到甲港进行船舶编组，然后运走，则（或小港口）的货运到甲港进行

5、船舶编组，然后运走，则 A A区为甲港的区为甲港的通过腹地。通过腹地。 港口腹地大小直接影响港口货源。港口腹地大小直接影响港口货源。 腹地越宽广，经济越发达，货源就越充足，港口的生命力也就越强。腹地越宽广，经济越发达，货源就越充足，港口的生命力也就越强。 因此腹地的扩大与缩小是港口营运的核心问题，任何一个港口都设法因此腹地的扩大与缩小是港口营运的核心问题，任何一个港口都设法扩大其经济腹地扩大其经济腹地争夺货源。争夺货源。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 实例实例1 1：天津港腹地面积近天津港腹地面积近500500万平方公里，占全国总面积的万平方公里

6、，占全国总面积的 5252。全港。全港70% 70% 左右的货物吞吐量和左右的货物吞吐量和50%50%以上的口岸进出口货值来自天津以外的各省区。以上的口岸进出口货值来自天津以外的各省区。 天津港服务功能完善、区域辐射带动能力强，拥有三条亚欧大陆桥过境天津港服务功能完善、区域辐射带动能力强，拥有三条亚欧大陆桥过境通道，是我国大陆桥国际通道运输量最大的港口；已经建成的天津国际贸易通道，是我国大陆桥国际通道运输量最大的港口；已经建成的天津国际贸易与航运服务中心是全国目前前与航运服务中心是全国目前前最大的最大的“一站式一站式”航运服务中心航运服务中心和电子口岸；内陆腹地设立的和电子口岸；内陆腹地设立的

7、2121个个 “无水港无水港”， 进一步完善进一步完善了覆盖内陆腹地的物流网络体了覆盖内陆腹地的物流网络体系。系。 实例实例2 2：西安西安9898亿打造内陆第一无水港亿打造内陆第一无水港 无水港：是指以陆路运输为主要方式无水港：是指以陆路运输为主要方式, ,且具备港口和口岸服务功能的内陆且具备港口和口岸服务功能的内陆物流中心。物流中心。 西安具有独特的地理位置优势，是西北的门户，是东西部物资运输的交西安具有独特的地理位置优势，是西北的门户，是东西部物资运输的交汇处，也是重要的交通枢纽。在这个十字路口上，陕西省充分利用自身的优汇处，也是重要的交通枢纽。在这个十字路口上，陕西省充分利用自身的优势

8、条件，准确定位，发挥优势，建立了面向西北、连接东西，甚至承接欧亚势条件，准确定位，发挥优势，建立了面向西北、连接东西，甚至承接欧亚的物资集散中心的物资集散中心无水港无水港。这不仅是一个物流平台，更是促使西安这不仅是一个物流平台，更是促使西安向整个西部内陆地区的向整个西部内陆地区的 “港口城市港口城市” 转变的转变的重要环节之一。重要环节之一。 3. 3.港口扩大腹地的基本条件港口扩大腹地的基本条件 港口要吸引货流、扩大腹地，必须具备下列条件：港口要吸引货流、扩大腹地，必须具备下列条件： 地理位置优越地理位置优越：距经济发达地区的距离近，集疏运条件好。：距经济发达地区的距离近，集疏运条件好。 自

9、然条件好自然条件好：如港口水深大、水域平稳等。：如港口水深大、水域平稳等。 运输成本低运输成本低：交通条件好，运输时间短。：交通条件好，运输时间短。 装卸成本低装卸成本低：车船周转快；：车船周转快； 服务水平高服务水平高：对货物的安全以及服务态度等。：对货物的安全以及服务态度等。 因此分析港口腔地范围是与港口规划中的港址选择、掌握港口性质、因此分析港口腔地范围是与港口规划中的港址选择、掌握港口性质、确定规模及发展阶段等重要内容紧密相联系的。货流总是向费用少、运输确定规模及发展阶段等重要内容紧密相联系的。货流总是向费用少、运输时间短的港口流动。时间短的港口流动。腹地划分在理论上是个线性规划问题腹

10、地划分在理论上是个线性规划问题，即以货物至港，即以货物至港口的费用最低为目标函数的优化问题。口的费用最低为目标函数的优化问题。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测向蒲铁路向蒲铁路拓展湄洲拓展湄洲湾港口腹湾港口腹地地 设设A A为货源点，为货源点，B B为运输中转点，则运向为运输中转点，则运向A A 港和港和 B B 港产生的费用为港产生的费用为: : C CA A = x = xC CMAMA+ P+ PA A C CB B =( L =( LMAMA-x )-x )C CMAMA + P + PM M+L+LMBMBC CMBMB+P+PB B理论上

11、存在：理论上存在： C CA AC CB B货运向货运向A A 港港 C CA AC CB B货运向货运向B B 港港 C CA AC CB B 时，时，x x为为A A 港的（腹地半径）港的（腹地半径）经济运距经济运距 。 对对 A A港来说，港来说，x x 越大，港口吸引货越大，港口吸引货流的能力越强，要增大流的能力越强，要增大x x 值必须设法降值必须设法降低低C CMAMA（改变运输条件）和（改变运输条件）和P PA A（降低装卸（降低装卸成本）。成本）。 问题：干港？问题：干港？第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测腹地经济决定港口投资价值腹地

12、经济决定港口投资价值 二、港口吞吐量与通过能力二、港口吞吐量与通过能力 1.1.港口吞吐量港口吞吐量 概念概念 一年间经由水运输出、输入港区并经过装卸作业的货物总量称为一年间经由水运输出、输入港区并经过装卸作业的货物总量称为港口吞吐量，以自然吨计。港口吞吐量，以自然吨计。 计量计量 只有进行船舶的装卸，才能计入吞吐量，并且输入输出要迭加。只有进行船舶的装卸，才能计入吞吐量，并且输入输出要迭加。 分两种情况：分两种情况： 水水水水 联运联运 计计2 2吨吞吐量吨吞吐量 水水陆陆 联运联运 计计1 1吨吞吐量吨吞吐量第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 2

13、.2.通过能力通过能力 港口通过能力：一年间在既定的技备条件下，按合理的操作过程、先港口通过能力：一年间在既定的技备条件下，按合理的操作过程、先进的装卸工艺和生产组织所允许通过货物量。进的装卸工艺和生产组织所允许通过货物量。 港口吞吐量和通过能力都是衡量港口营运的主要指标，也是反映港口港口吞吐量和通过能力都是衡量港口营运的主要指标，也是反映港口规模的指标，值得注意的是：规模的指标，值得注意的是： 1 1）吞吐量是实际发生的量；）吞吐量是实际发生的量； 2 2）通过能力是理论上的量，实际上达不到。）通过能力是理论上的量，实际上达不到。 但有的港口往往出现吞吐量超过通过能力的现象（主要是超负荷运行

14、但有的港口往往出现吞吐量超过通过能力的现象（主要是超负荷运行的结果）的结果） 集疏运通过能力集疏运通过能力：由铁路、公路和水运控制；：由铁路、公路和水运控制； 库场通过能力库场通过能力： 由库、场面积大小控制；由库、场面积大小控制； 装卸通过能力装卸通过能力： 由装卸机械设备控制；由装卸机械设备控制； 航行通过能力航行通过能力： 由泊位数、航道等控制。由泊位数、航道等控制。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测三、吞吐量统计与调查三、吞吐量统计与调查 调查主要是以调查主要是以“过去过去”为主，其目的是从过去的发展情况预测未为主，其目的是从过去的发展情况预

15、测未来的发展情况。来的发展情况。 货种和吨数，包装形式，船型等货种和吨数，包装形式，船型等 1.1.调查历年货流的货种、流向和流量调查历年货流的货种、流向和流量 一般是分航线、分化种、分季节地进行统计调查一般是分航线、分化种、分季节地进行统计调查 2.2.调查港口腹地内经济发展状况调查港口腹地内经济发展状况，如工农业总产值，外贸额等直，如工农业总产值，外贸额等直接影响港口吞吐量的项目以及历年发展情况，找出这些项目与历年吞接影响港口吞吐量的项目以及历年发展情况，找出这些项目与历年吞吐量的相关关系。吐量的相关关系。 3.3.调查各大货主需经港口转运的货种，运量和流向及调查运输能调查各大货主需经港口

16、转运的货种，运量和流向及调查运输能力，价格，时间等方面的资料力，价格，时间等方面的资料，运输部门能够满足的货运量要求。，运输部门能够满足的货运量要求。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测厦门厦门: GDP增长与集装箱吞吐量增长的关系增长与集装箱吞吐量增长的关系(1990-2004)y = 11.313x0.5721R2 = 0.99590200400600800100012000500100015002000250030003500 四、吞吐量预测四、吞吐量预测 1.1.预测内容预测内容 港口吞吐总量预测港口吞吐总量预测; ; 主要货类吞吐量预测；主要

17、货类吞吐量预测； 分港区吞吐量预测；分港区吞吐量预测； 港区集疏运量预测；港区集疏运量预测；第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 2. 2.预测思路步骤预测思路步骤 收集有关数据资料；收集有关数据资料； 社会经济发展水平预测；社会经济发展水平预测； 区域内客、货总运输量预测（进、出）；区域内客、货总运输量预测（进、出）； 运输方式分担预测（铁、水、空、管）；运输方式分担预测（铁、水、空、管）； 港口客、货吞吐量预测。港口客、货吞吐量预测。 3.3.预测方法预测方法 通常可分为经验法、函数法和概率法通常可分为经验法、函数法和概率法 经验法：经验法：凭以往

18、的经验确定将来的运量，包括许多种方法。凭以往的经验确定将来的运量，包括许多种方法。 经验系数法经验系数法：增长系数、扩大系数等。：增长系数、扩大系数等。 趋势目估法趋势目估法：将历史运量与时间的关系点到图上，据点的分布：将历史运量与时间的关系点到图上，据点的分布 情况判断其变化趋势，顺延趋势线、预测将来。情况判断其变化趋势，顺延趋势线、预测将来。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 类比法类比法：找出与预测港条件相似，且有较长历史的港口作为类：找出与预测港条件相似，且有较长历

19、史的港口作为类比模型，与预测港进行全面、深入比较，然后作出预测结论。比模型，与预测港进行全面、深入比较，然后作出预测结论。 特尔裴专家判断法特尔裴专家判断法：选择对预测问题的专家若干名，征集预测：选择对预测问题的专家若干名，征集预测结果，将结果分析整理作为参考资料再发给每个专家，供他们进一步结果，将结果分析整理作为参考资料再发给每个专家，供他们进一步分析判断，提出新的意见，如此重复几次，使各专家的意见趋于一致，分析判断，提出新的意见，如此重复几次，使各专家的意见趋于一致，从而得到比较可靠的预测结果。从而得到比较可靠的预测结果。 函数法函数法 选取与预测量选取与预测量 y y 有直接或间接关系的

20、量作为自变量有直接或间接关系的量作为自变量 x x，根据历史，根据历史上上 x x与与 y y的关系建立函数表达式进行预测。的关系建立函数表达式进行预测。 自变量自变量 x x可以是时间、社会经济参数（国民生产总值、对外贸易可以是时间、社会经济参数（国民生产总值、对外贸易额等）等等。自变量的个数可以是一个，也可以是多个。函数额等）等等。自变量的个数可以是一个，也可以是多个。函数 f f的形的形式根据历史上的式根据历史上的 x x与与 y y的关系确定，如线性函数、指数函数等。的关系确定，如线性函数、指数函数等。)(xfy 第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及

21、其预测第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 概率分析法概率分析法 吞吐量的发展受众多因素的影响、制约，具有较大的不确定性，可吞吐量的发展受众多因素的影响、制约，具有较大的不确定性，可以把达到某一数值视为随机事件，用概率来描述。以把达到某一数值视为随机事件，用概率来描述。 概率分析法实际上是主观概率法，也可归于经验法一类，预测者根概率分析法实际上是主观概率法，也可归于经验法一类，预测者根据自己的经验及所收集到的资料进行分析，对将要发生的预测值进行概据自己的经验及所收集到的资料进行分析，对将要发生的预测值进行概率推断，然后根据概率计算的原则推求预测值。率推

22、断，然后根据概率计算的原则推求预测值。 该方法人为因素对预测结果影响很大，最好请多个专家分别对预测该方法人为因素对预测结果影响很大，最好请多个专家分别对预测值做出概率推断，预测者再进行综合分析得出主观概率，据此进行预测。值做出概率推断，预测者再进行综合分析得出主观概率，据此进行预测。例如某港的专家调查结果如下：例如某港的专家调查结果如下：第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测预测值概率分布预测值概率分布第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预

23、测 从图上可以看到预测值的概率分布情况，预测者通常取期望值（平均值）从图上可以看到预测值的概率分布情况，预测者通常取期望值（平均值）作为预测值。作为预测值。35.395004.04522.0404.0350253009.0iiirpyy9 .41%85ypr 有时不以期望值作为预测值，而是先确定一个概率，从概率分布图上有时不以期望值作为预测值，而是先确定一个概率，从概率分布图上确定预测值确定预测值 y y。 例如：取例如：取 含义是：港口规模按吞吐量含义是：港口规模按吞吐量 y= 41.9y= 41.9设计时，可满足需求的保证率为设计时，可满足需求的保证率为85%85%，仍有，仍有15%15%

24、的时段不能满足需求。的时段不能满足需求。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 4. 4.吞吐量预测原则吞吐量预测原则 实事求是，取用的历史数据正确、可靠；实事求是，取用的历史数据正确、可靠； 预测方法合理，预测结果可信。预测方法合理，预测结果可信。 5.5.吞吐量预测一般步骤吞吐量预测一般步骤（以函数法为例）（以函数法为例） 收集有关的历史数据资料；收集有关的历史数据资料； 分析、整理统计资料，审查资料的可靠性；对明显不合理或有疑分析、整理统计资料，审查资料的可靠性；对明显不合理或有疑问的问的 数据进行修正或舍弃。数据进行修正或舍弃。 选择预测方法，建

25、立预测模型选择预测方法，建立预测模型),(XAfy 式中：式中：X X自变量向量；自变量向量； A A待定常数向量待定常数向量第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 例如例如 线性组合模型线性组合模型 其中的常数根据历史数据，用最小二乘法确定其中的常数根据历史数据，用最小二乘法确定模型标定。模型标定。 设设 第第 i i 年因变量的历史值；年因变量的历史值； 与第与第 j j 个自变量对应的第个自变量对应的第 i i 年的自变量值；年的自变量值； 以式以式(2-3)(2-3)计算的第计算的第 i i 年的数值。年的数值。 取取 令令 上式是由上式是由m+

26、1m+1个方程组成的方程组，其中含有个方程组成的方程组，其中含有m+1m+1个未知量，联立求解个未知量，联立求解可唯一地定了可唯一地定了A A向量，预测模型随之建立。向量，预测模型随之建立。mmXAXAAy110iyjix,iyniiiyyS12)(mjASj,2, 1 ,0, 0第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 判定预测模型的可靠性判定预测模型的可靠性 相关系数法相关系数法 均方误差法：均方误差法： 预测交通流量，确定置信区间：预测交通流量，确定置信区间： 将预测年的各自变量值将预测年的各自变量值 X X 代入预测模型，求出预测年的代入预测模型，

27、求出预测年的 y y模值，然后模值，然后给定一个显著水平给定一个显著水平 , ,由由 t t 分布表查得分布表查得 值，计算：值，计算： 从而得到：从而得到：niiiyynS12)(12/tniixxxxnSS122)()(11Styy2/模第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 例如：例如： 假设假设20,1 . 0,1502/Sty时取模 则：则：y=130y=130170170 含义：预测值将有含义：预测值将有90%90%的可能落在的可能落在130130，170170之内。之内。 吞吐量是港口设计的基础，吞吐量是港口设计的基础，是确定港口设施规模的

28、依据。是确定港口设施规模的依据。 预测工作的关键：预测工作的关键：实事求是、资料可靠、结果可信实事求是、资料可靠、结果可信 确定设计年的吞吐量设计值。确定设计年的吞吐量设计值。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 时间序列法预测：以时间作为自变量，是一种常规的、最常用的预测方法。 基本思想是：事物的发展具有贯性，将来的发展与历史的发展具有相同的规律。 平均增长率 第一个历史数据 最后一个历史数据 n 历史数据个数（统计年数） x 年份序号，对应于基准年的年份序号为 1。11)1 (xiyy1)(111nnyyi1yny第二章第二章 港口营运与船舶港口营

29、运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 直线模型：预测量随着时间按线性规律变化： 系数 a ，b 根据历史数据由下列方程组确定 自变量 x 可以是年份，也可以是年份的序号。 高次曲线模型： 系数 由下列方程组确定 bxaybxaxyxbxanyiiiiii2mmxaxaxaay2210), 1 , 0(miainjmnjmijnjijnjijjijaxaxaxyx1111101)()()(第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 时间序列分析法，资料年份长一些总是有利的，相关系数不应太小，一般ro.85。为了估计预测的可靠程度，可以从判别系数r2的数

30、值间接判断。r2表示回归方程中应变量的变化有多大部分可用自变量来解释，如r0.85、 r20.72，表明吞吐量的变化72是因年份变动而产生的，这是数学上的理解。而运量是与经济发展、商品市场变化紧密联系的。 总体说来，腹地经济结构不发生大的变化那么经济活动和货运量(吞吐量)的关系才会平稳地发展。此时应用时间序列法作短期和中期预测有可能得到较好结果。 相关分析法预测：相关分析法预测：自变量与预测量具有相关关系 例如：可取区域内国民生产总值、工业生产总值、农业生产总值、对外贸易额等与货流密切相关的量作为自变量。 只取一个自变量时称为一元相关分析，方法同时序法的线性模型，多个自变量进行预测时叫多元相关

31、分析，预测模型为： 其中的系数 由下列方程组确定mmxaxaay110), 1 , 0(miaijmjijmjjijjjijijjaxxaxxaxxy)()()(,1,1 ,0,第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量及其预测港口吞吐量及其预测 吞吐量预测算例 某港口货物运输量及区域内工农业总产值的调查资料如下表所示，预测2006年的货物运输量。第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量预测算例港口吞吐量预测算例第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量预测算例港口吞吐量预测算例第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港口吞吐量预测算例港口吞吐量预测算例第二章第二章 港口营运与船舶港口营运与船舶港