第25卷第4期 青岛大学学报(工程技术版)
Vol.25No.4 2010年12月JOURNAL OF QING DAO UNIVERSIT Y (E &T)
Dec.2010
文章编号:1006-9798(2010)04-0057-04
集装箱码头泊位调度问题的启发式算法研究
张海滨,张纪会,宣金钊
(青岛大学复杂性科学研究所,山东青岛266071)
摘要:为优化集装箱码头泊位的分配,提高泊位的利用率,把码头泊位的调度问题转化为带有约束条件的特殊二维装箱问题。通过建立连续泊位调度的非线性规划模型,提出了一种求解集装箱码头连续泊位分配问题启发式算法。仿真算例结果表明该算法能在实际的集装箱码头泊位调度中有效的提高泊位的利用率。关键词:泊位分配;装箱问题;启发式算法中图分类号:U692.4
文献标识码:A
收稿日期:2010-09-11
基金项目:国家自然科学基金项目(70671057);山东省自然科学基金项目(ZR2010GM006)作者简介:张海滨(1982-),男,硕士研究生,主要从事集装箱码头泊位调度的研究。
泊位作为港口运输中一种重要的资源,是影响港口发展的关键因素之一。随着港口之间的竞争越来越激烈,如何最大限度提高泊位的利用率、加快船舶的装卸速度,提高港口作业效率和服务水平,是增强港口竞争力的关键因素之一。因此,泊位调度问题成为港口运输中研究的一项重点内容之一。泊位分配问题根据泊位的特点分为离散泊位分配和连续泊位分配,根据作业特点分为静态泊位分配和动态泊位分配。泊位分配问题作为N P 难问题,可以视为指派问题或者划分问题[1];Lai 等[2]提出了以先到先服务为准则的动态泊位调度的启发式算法;Imai [3-5]提出了一种离散泊位下静态和动态泊位分配的启发式算法;Cordeau 等[6]利用禁忌搜索方法对动态泊位分配问题进行了求解;K im 等[7]建立了惩罚策略下的最小费用泊位动态分配模型,并利用模拟退火算法进行了求解;Monaco 等[8]通过考虑船舶总的在港时间,建立了一种连续泊位动态分配模型并进行求解;Hansen 等[9]基于在港时间和在港费用综合考虑建立了相应的模型,并进行了仿真求解。本文仅考虑泊位一种因素,建立了连续的动态泊位分配优化模型,提出了一种启发式算法可以求得模型的近似最优解。
1 以利用率最高为目标的泊位调度模型
泊位调度问题实际是如何安排船舶靠泊的时间和靠泊位置,使某一时间内港口泊位的利用率最高。实际上泊位的划分主要是逻辑划分而非物理划分。目前国际上的集装箱运输都是采用班轮运输方式,因此,为建立模型作如下假设:模型中的泊位是连续的,进入待泊区域的集装箱船舶都可以进入泊位作业区域进行作业;根据集装箱采取班轮运输的特点,假设船舶的作业时间由所在目的港装卸箱子的数量决定,与船舶的靠泊位置无关;假设船舶都能按照预计时间到达目的港,可以根据船舶的预计到达时间对船舶进行分配靠泊位置。
建立x -y 直角坐标系,x 轴表示作业时间,y 轴表示离散泊位长度。则连续泊位调度的模型可以描述为:
1) 某一时间段内通过合理安排船舶靠泊作业顺序和作业位置使泊位的利用率最大,其模型为
max F =
∑
j ∈V
l j t nj
/S (1)
式中,l j 表示船舶j 安全作业需要的泊位长度(其中包括船舶的长度和船舶安全作业之间的距离);t nj 表示船
青岛大学学报(工程技
术版)第25卷
舶j 作业需要的时间;S 表示二维坐标下某一时间内船舶靠泊作业所占的面积(泊位长度和时间的乘积),V 表示等待靠泊船舶的集合。
2)任意时刻所有正在作业船舶占用泊位的长度不超过连续泊位的总长度,其模型为
s.t.
∑
j ∈V
l j
X tj
≤L , Πt ∈T (2)
3)
相同位置同一时刻只能允许一艘船舶靠泊作业,也就是船舶不能重叠作业,其模型为
Z x ij +Z x ji +Z y ij +Z y
ji ≥1, Πi ,j ∈V
(3)
式(2)和(3)中,X tj ,Z x ij 和Z y
ij 为0～1决策变量。决策变量X tj =1,表示t 时刻船j 正在装卸作业,否则,
X tj =0;Z x
ij =1,表示船i 靠泊的位置在船j 靠泊位置的左边,否则,Z x
ij =0;Z y
ij =1,表示船i 比船j 的靠泊
时间早,否则,Z y ij =0。
4)
船舶到达港口后才能进入泊位作业,其模型为
t bj >t aj , Πj ∈V
(4)
式中,t aj ,t bj 分别表示船舶j 的到达及开始作业的时刻。
5)船j 的吃水要小于泊位允许最大吃水,其模型为
d j ≤D
(5)
式中,d j 表示船舶j 的吃水;D 表示泊位允许的最大吃水。
6)表示船j 等待泊位的时间不能超过C 个小时,其模型为
(b j -a j )≤C , Πj ∈V ,C >0
(6)
式中,C 为常数。
2
将泊位调度模型转化为二维装箱模型
图1 模型中的船舶作业示意图
根据船舶靠泊作业的特点,把船舶作业过程转化为特殊二维矩形装箱模型,如图1所示。目标函数就变为把待装物品转入箱子,使箱子被占用的面积最小。把连续泊位的长L 视为矩形箱子的宽W ,时间T 看做箱子的高。根据装箱模型,把待靠泊的船舶看做小矩形物品,这里船j 占用泊位的长度l i 看做小矩形物品i 的宽W i ,所需作业时间t ni 看做为矩形的高h i ;矩形箱子的宽为W ,高为H 。在装箱过程中,待装矩形物块直角放入且不能进行旋转。
3 模型求解
把靠泊船舶看作矩形物品集合P ={B 1,B 2,…,B n },将P 中的元素按照3.2中的算法描述进行排放,使矩形箱子内浪费的空间最小。3.1 约束条件
1) B i ,B j 互不重叠,i ≠j ,i ,j =1,2,…,n 。
2) B i 必须放在P 内,只能放一次,且在放置的过程中,B i 不能进行翻转,i =1,2,…,n 。
3) 排列过程利用一刀切分层[10]思想对剩余区域进行确定,对矩形物品进行分层放置。所谓“一刀切”
思想是指在工业生产中,对原料进行切割时每切一刀必须把原来的一个矩形分成两个,切割分为横切和竖切,这里采用的是横切(如图1所示),沿着B 1的上边界横切,剩余空间分成S 1和S 2两部分。
4) 在排列过程中,所有船舶的等待时间不能超过C 小时,当出现某一物品必须放在某一层时,选择高
度差最小的位置放置该物品。3.2 算法描述
1) 根据初始化相关参数,把等待和预计到达的船舶看做是装箱的物品,对已经到达和预计到达港口的
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第4期 张海滨,等:集装箱码头泊位调度问题的启发式算法研究
船舶按照到达时间先后顺序进行编号。
2) 根据船舶在港装卸货物需要时间长短进行排列,即对装矩形箱子要根据高度由高到低进行排列。
3) 从待装矩形物品集合中选择高度最大的物品(假设为B1)置于箱子的左下角(如图1所示)。
4) 沿着B1上边所在的直线横向切,把剩余的空间分成S1和S2两部分,切线下方S1作为装箱的第一层(如图1所示)。
5) 在剩余的有效集合P中扫描寻找与B1高度差最小的物品;如果高度相差最小的小物品有多个,选择排号最小的物品,假设为B2,把B2放在S1区域内,紧靠B1向右进行排列,继续扫描集合P,寻找与B2高度差最小的物块向右排列,直到无法排入为止。
6) 以上B2边所在的直线横向切,重新扫描集合P,寻找集合P中与B1和B2高度差相差最小的物品,在B2的上方靠右排列,重复以上过程,直到有效集合P中的矩形物块无法装入第一层为止。
7) 在排列下一层时,根据船舶预计到达时间看是否能排入该层更新集合P,重复2)～6)步,选择合适的矩形物品放入箱内。
上述过程中,为保证每艘船舶等待时间不超过10h,当确定了每一层的第一艘船舶后,计算所有船舶在下一排排列所需的等待时间,如果出现船舶在下一层排列的等待时间超过10h,就优先考虑把这些船舶放入该层。同时,在排列的过程中,可以根据船舶预计到达时间看是否能排入某层对集合进行更新。
4 算例分析
以青岛前港湾集装箱码头No81,No82,No83为例,泊位长度分别为340,330,330m,吃水均为17m,设计靠泊能力均为100000dwt。由于它们最大吃水和靠泊能力相同,故看为连续泊位,假设连续泊位吃水大于所有到港船舶的最大吃水。取某时刻在港待泊及预计到达的船舶数据,为满足规定的时间格式和便于计算,分配船舶靠泊时间从00:00时刻开始,每艘船舶的等待时间不能超过10h。船舶数据如表1所示。
表1 靠泊作业船舶的主要初始参数
船舶占泊长度/m作业时间/h到港时刻船舶占泊长度/m作业时间/h到港时刻
1270617∶35 2120417∶41 3300819∶26 4150320∶08 5115223∶06 6130223∶20 7250523∶24 8160223∶43 9310923∶51 10180223∶53 11120300∶40 12120402∶41 13200503∶47 14210204∶19 15150305∶58 16130206∶16 17230207∶1218190208∶10 19160611∶28 20310812∶42 21240513∶30 22150213∶35 23280614∶46 24180315∶20 25250516∶11 26150318∶28 27290619∶45 28140320∶34 29220421∶24 30200222∶35 31300822∶50 32140223∶39 33200523∶54
采用基于先到先服务规则的启发式算法和本文提出的启发式算法对本例进行求解,得到了约束条件下两种不同的泊位分配方案,如图2所示。取T=24h为界,把数据代入式(1)计算出两个利用率分别为8618%和8911%。通过多次测试表明,随着时间的延长和泊位长度的增加,采用本文提出的算法能够更加有效的提高泊位的利用率。
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图2 两种不同的泊位分配方案
5 结束语
通过把集装箱码头泊位分配问题转化为带有约束条件的特殊二维装箱问题,根据二维装箱思想和船舶靠泊作业的实际情况,提出了一种解决集装箱码头连续泊位分配问题的启发式算法。该算法在船舶时间的约束条件下按照参数标量递减排序、时间分割等优化策略来确定船舶的靠泊时间、靠泊位置。本文的不足之处是没有考虑船舶到港出现延误的情况,并且提出的算法只能得到近似最优解,但这种思想能够使船舶动态分配过程直观地反映在平面上,提出的算法在应用上具有操作简单、实用性强等优点,同时,其思想对其他类型码头和机场停机分配调度问题有一定的借鉴意义。最后应指出:本文是在假设所有船舶都能在预计的时间内到达的基础上,只考虑泊位一种因素对集装箱码头泊位调度问题进行讨论的。以后的研究包括以下几个方面:船舶延误到达的集装箱码头静态连续泊位调度研究;船舶延误到达的集装箱码头动态连续泊位调度研究;在考虑岸桥、集卡等其他因素的基础上,研究集装箱码头动(静)态离散、连续泊位的协调调度。
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(下转第70页)
Structure Analysis and Experimental Study on
Complex H eat Pipe System
DU Qi2hang,L IU Rui2jing,TIAN Xiao2liang,
WAN G Zhao2jun,L IU Chun2tao
(College of Mechanical&Electronic Engineering,Qingdao University,Qingdao266071,China)
Abstract:Complex Heat Pipe System(C HPS)is developed in order to overcome t he fault s of t raditional heat pipe and apply mechanically2p umped heat pipe’s advantages to energy t ransportation.Struct ure of CH PS is analysed t heoretically and experimental set2up for CH PS used in heat recovery is built.U nder t he drive of temperat ure differences between t he air t hrough t he heat p ump’s evaporator,heat recovered by CH PS’evaporator is transferred to heat t he air after heat p ump evaporator,which cut s down30%heat load of heat p ump.Feasibility of CH PS is t hus proved p rimarily.
K ey w ords:mechanically2p umped heat pipe;complex heat pipe;struct ure analysis;heat recovery
(从第60页转来)
A H euristic Algorithm for
B erth Scheduling Problem
in Container Ports
ZHAN G Hai2bin,ZHAN G Ji2hui,XU AN Jin2zhao
(Instit ute of Complexity Science,Qingdao University,Qingdao266071,China)
Abstract:For improving t he utilization of bert hs,in t his paper,t he bert h scheduling problem is trans2 formed into a special two2dimensional packing p roblem wit h some const raint s.A nonlinear programming model for t he p roblem is established,and a heuristic algorit hm is proposed to solve t he model.Simulation result s show t hat t he algorit hm can improve t he utilization of bert hs on bert h scheduling in t he container port.
K ey w ords:bert h scheduling;two2dimensional packing;heuristic algorit hm
节能减排典型示范项目——集装箱码头集卡全场智能调度系统 综合点评：上海港是我国沿海主要港口，也是国家集装箱运输9大干线港之一，2007年完成集装箱吞吐量2615万TEU，居世界第二位。外高桥港区和洋山港区是上海港集装箱装卸作业的主港区，共配有682辆集卡，每年消耗柴油达17600吨以上。为响应国家节能减排号召，提高港口装卸效率，减少集卡空车行驶距离，降低单位能源消耗，上海港以科学发展观为统领，积极研究探索，对传统集装箱装卸工艺进行大胆技术创新，自主开发了先进的集卡全场智能调度系统（Tractor paging subsystem，简称TPS系统）。 TPS系统是将多种信息技术应用于一体的科技创新产品，是集装箱码头改革传统装卸工艺、实行码头快装快卸、合理控制燃油消耗的成功范例。通过使用该系统，码头管理者可以合理配置水平运输机械，优化集卡调度过程，提高集卡作业效率，从而减少作业成本、降低能源消耗。 TPS系统的应用改变了集装箱码头传统的集卡管理模式，在国内港口企业中属首创。该系统经过多年的现场调试、应用和运行验证，已取得了良好的节能和经济效果，为企业节能减排工作做出了贡献。 该系统运行稳定、操作方便，其节能创新理念、系统设计原理及软件产品，在大型专业化集装箱码头具有广泛的推广价值。 上海国际港务（集团）股份有限公司 “集装箱码头集卡全场智能调度系统”推广材料 ——交通部节能减排专家工作组 一、概况 上海国际港务（集团）股份有限公司是中国大陆最大的港口集团之一，同时又是中国大陆最大的集装箱装卸运输集团，占长江三角洲地区港口集装箱吞吐量的四分之一，为中国大陆集装箱航线最多、航班最密、覆盖航区最广的港口集团。上海港经过多年的建设，将逐步形成以码头和集装箱经营为主体，辐射国内、国际市场的跨地区、跨国经营的格局。2007年，上海港货物吞吐量为56145万吨，排名世界第一位；集装箱吞吐量为2615万TEU，首次跃居世界第二，仅次于新加坡港。 随着集装箱吞吐量的快速增长，一些集装箱码头出现了硬件设施跟不上发展速度的情况，以上港集团振东分公司为例，该公司由外高桥二期和三期集装箱码头组成，位于长江入海口南岸外高桥地区，建设规模为5个大型专业化集装箱泊位，岸线长度1566m，堆场纵深875m，陆域面积165.9 万㎡。现有岸边集装箱起重机26台，轮胎式集装箱门式起重机76台，场内水平运输机械集卡119台，设计吞吐量250万TEU/a。该码头投产于2000年，当年吞吐量即达到设计能力，成为当时世界
XXX集装箱码头有限公司总结报告和计划 XXXX年度，公司以十九大精神为指引，结合《加快推进发展工作方案》的安排部署，积极配合统筹XXXX，以提高发展质量效益为中心，全力以赴推进公司各项工作开展，现将有关情况汇报如下： 一、公司生产经营状况 （一）生产完成情况 截至年底，公司共计作业集装箱船舶XXXX艘次，完成集装箱吞吐量XXXX万TEU，同比上一年箱量增长25.8%，XXXX 年码头新增航线20条，目前与我司合作的船公司达到36家，公司航线总数达到40条，其中内贸航线32条，外贸航线8条。 （二）资金情况 截止年底，公司账上货币资金为万元，公司总资产账面价值亿元，总负债账面价值亿元，净资产账面价值亿元，所有者权益亿元，全年营业收入万元，全年盈利万元。 二、2017年度主要工作 一是完善安全管理体系建设，保持稳定安全生产形势。公司完善《安全生产责任制》、《安全操作规程》等43项制度，基本满足法律法规和实际工作需要。完成Q1、Q2等5类特种作业人员资质培训、取证工作，新取作业资质230余
件，作业资质全部达标。制定综合、专项等25项预案，完成政府备案，举办了应急疏散、救援灭火演练，检验预案操作性和应急队伍实战水平。组织开展了安全生产法学习、安全基础管理培训等多方面、多层次培训活动，开展了培训考试，促进安全意识和能力提升。建立安全管理协议和安全告知书模板库，签订安全管理协议350余份。设立标牌和警示标志1715块，改善作业环境安全警示条件。完善动火、加油等危险作业审批制度，落实专人监控管理，增强风险防范能力。完成865套劳动防护服装设计、选购，完成安全帽换型。制定船舶环境设施、装卸作业、机械设备、消防等方面检查清单，多层次组织开展专项安全检查工作，积极查改问题隐患。 二是强化生产组织工作，提高作业效率和质量。公司制定并完善交接班及生产调度会制度，修改完善操作作业流程，规范船舶靠、离、移泊等规定，加强生产组织，优化资源配置，提升作业水平。经过对生产作业计划的调整和改进，下半年大幅度提升了泊位利用率和单桥作业效率。同时，公司积极走访地方海事局和引航中心，就现有航道使用的情况进行有效沟通；与各家船公司建立定期沟通机制，协调规范船舶进出口信息。 三是加强市场开发，实现吞吐量稳定性增长。公司以强化生产组织和口岸环境为保障，以货源开发为驱动，创新市场开发机制，积极调研走访铁路沿线及周边企业，努力推进海铁联运项目；加强与大客户的联系，进一步推进XXXX项
此文档下载后即可编辑 目录 一背景 (2) 二国内外研究现状 (5) 三集装箱码头AGV运输系统 (7) 3.1集装箱码头布置形式 (8) 3.2 集装箱码头装卸机械 (10) 3.3集装箱码头AGV运输系统组成及特点 (13) 3.4AGV调度系统 (16) 四集装箱AGV面临的一些问题 (19) 4.1技术 (19) 4.2工艺 (19) 4.3环境 (20) 4.4经济 (20) 五总结 (20)
集装箱码头AGV概述 随着集装箱码头吞吐量的迅速增加，自动化装卸和搬运设备的广泛应用，集装箱码头的调度作业变得日益复杂，进而影响到集装箱码头的整体作业效率。作为码头水平运输系统中自动搬运设备的自动导引小车（AGV），面临着空载时间长、重载率低等问题，目前已成为集装箱码头调度研究的热点。如何使AGV在复杂的工作环境中能保证有效的利用率，低故障率和高效率工作，需要全面分析集装箱码头工作调度原理和如何调度AGV以实现最优的动态分配。 一背景 随着全球贸易的发展，港口码头在进出口贸易中的地位越显重要。集装箱码头在集装箱运输中起着海陆货物中转、进出口货物装卸的作用，集装箱运输作为一种先进的运输方式，促进了集装箱码头的快速发展。 集装箱码头（Container Terminal）是指能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具有明确界限的地方，其中包括货运站、办公生活区域、码头前沿、堆场等陆域部分和泊位、港池、航道、锚地等水域部分。集装箱码头是货物的缓冲地和交接点（集装箱货物在集装箱码头转换运输方式），也是水运和陆运的枢纽站，集装箱码头不仅在整个集装箱运输过程中扮演重要角色，而且在国民经济和区域经济的发展中起到日益加强的作用。 随着集装箱吞吐量的不断增加，中国港口在国际海运业中的地位大幅上升，港口的发展模式已经从依靠扩大港口规模转变到注重提升港口服务质量、完善临港产业链、提升港口运营效率等建设上来。目前随着航运经济的复苏，未来数年内，我国集装箱码头的吞吐量增长速度仍然为年均8%到30%，为了满足货物装卸需求，港口作业要从优化作业方式和采用先进的自动化装卸设备等方面进行改进。 港口是集装箱的集散地,特别是大型港口,集装箱在装船前或
集装箱调度（模拟）实践实验报告 一引言 目前我国港口发展已具相当规模，但随着市场经济的深入发展和改革开放政策的进一步实施，我国的经济将日趋繁华，内外贸已经更加活跃，海上货运量也将持续增长，港口建设和规划的任务依旧十分繁重。因港口是直接影响国民经济和对外贸易发展的重要基础设施，涉及到全国、区域、地方的经济发展和总体规划，且港口建设具有投资大、周期长的特点，因此，为充分满足各个时期国民经济发展对运输的需求，必须制定科学、合理的港口规划，采用系统论、信息论、决策论等先进方法，将强对港口的布局规划和不同时期的可行性研究，有规划、分步骤地进行港口建设。这不仅有助于以港口为枢纽的综合运输网络的建设，而且有助于国家经济实力的提高。本次集装箱调度（模拟）实践实验在于通过集装箱码头营运管理实训软件切实了解集装箱调度的四大业务流程，即卸、提、集、装。基于此，本文就其中的进口提箱业务进行分析。 三进口提箱业务 3.1 提箱预约受理 货代或货主要进行提箱之前，需要进行提箱预约。“大厅受理”→“提箱预约受理”进入提箱预约界面，如图3-1-1所示。
图 3-1-1 提箱预约 如图提箱预约界面主要有三部分组成，位于上半部分的窗口用于指定提箱预约计划，下半部分的窗口显示所有已受理箱，同时具有统计总箱数和已提、未提箱数。右边列主要是操作或设定按钮。 “增加”按钮用于新增一条预约记录；“查看当日”按钮用来查询当天提箱预约记录；“预约号查询”编辑框方便用户根据预约号进行模糊查询。预约号前六位是年月日，因此查询时可以根据需要调整查询范围，如果要查询08年11月2号的预约情况，可输入“081102”，按enter键显示查询结果；如要查看08年11月整个月的预约情况，则输入“0811”等。每次新增提箱预约计划时，系统都会自动给出一个预约号，用于唯一确定该预约计划。“改工班”按钮用于工班的切换，这里分为两个工班，工班改变后，工班的起讫时间也自动改变。 本系统设计的预约方式有四种 按提单号：当想要提多个箱子且这些箱子属于同一个提单时，可以按“提单号”进行提箱。在提箱预约界面的“预约方式”下拉列表中选择“提单号”，此时“提单号”编辑框处于不可编辑状态，必须先在“船名航次”编辑框内鼠标左键单击，在弹出的进口航次选择对话框中选择所需航次，然后才能输入提单号，同时在“箱数”编辑框中输入该提单的箱数，然后输入其他信息。 按箱号：一般情况下，一次只提一个箱子，此时按箱号提箱。在“预约方式”下拉列表中选择“箱号”，“箱号”编辑框变为可编辑状态，输入箱号即可，同时输入其他信息。 按持箱人、尺寸：当未知箱号或提单号时，可以按持箱人、尺寸提箱。在“预约方式”下拉列表中选择“持箱人、尺寸”，此时“持箱人”、“尺寸”及“箱型” 编辑框变为可编辑状态，输入相应内容即可，同时输入其他信息。
一、填空 1、货物在集装箱中的固定方法主要有：支撑、塞紧和系紧。 2、集装箱的装箱作业有三种方法：全部用人力装箱、用叉式装卸车搬进箱内，再用人力堆装，全部用机械装箱。 3、装载集装箱时，超长货物的超长量有一定限制，最大不得超过306 mm。 4、集装箱货运站主要根据设置地点主要有三种：设在集装箱码头内的货运站、设在集装箱码头附近的货运站和内陆集装箱货运站。 5、集装箱码头的靠泊设施主要由码头岸线和码头岸壁组成。 6、三大集装箱航线分别是：远东—北美太平洋集装箱航线、远东—欧洲、地中海集装箱航线和北美—欧洲、地中海大西洋集装箱航线。 7、集装箱船从装卸方式来分类，主要有吊装式、滚装式和浮装式。 8、一般而言，公路集装箱的运送方法有四种：汽车货运方式、全拖车方式、半拖车方式、双拖车合并方式。 9、利用铁路平车装载集装箱，有两种方法：平车载运拖车和平车 载运集装箱。 10、发货人凭经签署的场站收据向负责集装箱运输的人或其代理人换取提单。
11、提单属于格式合同，关于货主和承运人的权利义务已事先拟定好，并印制于提单背面，称之为背面条款。 12、关于提单的国际公约有《海牙规则》、《维斯比规则》和《维斯比规则》。 13、我国《海商法》于1993年7月1日生效，是我国第一部全面调整海上运输关系、船舶关系的专门性法律。 14、集装箱提单将承运人的责任期限规定为“从收到货物开始至交付货物时止”，以代替普通海运提单下的“钩至钩”原则。 二、单选题 1、集装箱内装的纸箱货尺寸较小，规格统一，可采用哪种堆装方法（③）。 ①无间隙堆装②砌墙堆放法③交错堆放法④机械装箱 2、超高货是指货物的高度超过集装箱的箱门高度的货物，超高货可选用以下哪种集装箱（②）。 ①杂货集装箱②开顶式集装箱③罐式集装箱④散货集装箱 3、在集装箱码头，码头岸壁到集装箱编排场之间，设有岸壁集装箱起重机及其运行轨道的码头面积是（②）。 ①靠泊设施②码头前沿③集装箱货运站④集装箱堆场
目录 背景 国内外研究现状 (3) 集装箱码头AGV运输系统 (5) 3.1 集装箱码头布置形式. (6) 3.2 集装箱码头装卸机械 (7) 3.3集装箱码头AGV运输系统组成及特点 (9) 3.4AGV调度系统 (11) 四集装箱AGV面临的一些问题 (13) 4.1 技术 (13) 4.2 工艺 (14) 4.3 环境 (14) 4.4 经济 (14) 五总结 (14)
集装箱码头AGV既述 随着集装箱码头吞吐量的迅速增加，自动化装卸和搬运设备的广泛应用，集装箱码头的调度作业变得日益复杂，进而影响到集装箱码头的整体作业效率。作为码头水平运输系统中自动搬运设备的自动导引小车 (AGV，面临着空载时间长、重载率低等问题，目前已成为集装箱码头调度研究的热点。如何使AGV在复杂的工作环境中能保证有效的利用率，低故障率和高效率工作，需要全面分析集装箱码头工作调度原理和如何调度AGV以实现最优的动态分配。 背景 随着全球贸易的发展，港口码头在进出口贸易中的地位越显重要。集装箱码头在集装箱运输中起着海陆货物中转、进出口货物装卸的作用，集装箱运输作为一种先进的运输方式，促进了集装箱码头的快速发展。 集装箱码头( Container Terminal )是指能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具有明确界限的地方，其中包括货运站、办公生活区域、码头前沿、堆场等陆域部分和泊位、港池、航道、锚地等水域部分。集装箱码头是货物的缓冲地和交接点 (集装箱货物在集装箱码头转换运输方式) ，也是水运和陆运的枢纽站，集装箱码头不仅在整个集装箱运输过程中扮演重要角色，而且在国民经济和区域经济的发展中起到日益加强的作用。 随着集装箱吞吐量的不断增加，中国港口在国际海运业中的地位大幅上升，港口的发展模式已经从依靠扩大港口规模转变到注重提升港口服务质量、完善临港产业链、提升港口运营效率等建设上来。目前随着航运经济的复苏，未来数年内，我国集装箱码头的吞吐量增长速度仍然为年均8%到30%，为了满足货物装卸需求，港口作业要从优化作业方式和采用先进的自动化装卸设备等方面进行改进。 港口是集装箱的集散地, 特别是大型港口, 集装箱在装船前或卸船后都需要临时堆放在多个不同分类的暂存区(货场) 。港口集装箱每天的装卸量很大, 搬运频率很高。目前国内采用的是人工操控的机械化、半自动化作业方式,实现在船———岸桥———货场( 往往还分前方和后方2 级) ——收发货点之间的频繁装卸、往返搬运作业。往返搬运一般用牵引车带平板挂车、跨运车、吊运车、集装箱叉车等, 均为人工操作。缺点是: (1) 种类杂, 数量多, 管理成本高; (2) 除集装箱叉车外,其他设备每次搬运都需吊具重复抓持或夹持,故障率高,可靠性差, 维护成本高; (3) 集装箱叉车的平衡能力有限,大吨位的少; (4) 完全要人工操作, 准确率低,劳动强度大,工作环境差, 箱、车、人的安全性均不好； (5) 昼夜生产, 每个作业环节都离不开人, 人力成本高; (6) 机械化、自动化、电子化、信息化等技术只能在独立单元内实现, 形不成系统。能力、速度、可靠性、安全性、效率、效益的提高受制约。 为了满足集装箱船舶装载能力最大化和集装箱船舶停靠港口时间最小化的要求，集装箱码头需要不断提高集装箱码头装卸作业水平，如果配备大量人员、集卡和堆场，将会导致增加营运成本，同时也会加大管理难度。由于集装箱码头吞吐量日益增长，提高集装箱码头竞争力迫在眉睫，自动化和半自动化采用的趋势显而易见。随着计算机技术的发展和普及, 特别是条码、电子标签、光电探测、图像识别、激光扫描、网络通讯等相关技术的进步, 为集
第四章集装箱码头装卸实务
第一节集装箱码头概述 一、集装箱码头的功能 在现代集装箱运输链中，集装箱码头是一个极其重要的节点。随着现代物流的发展，集装箱码头又成为物资流、资金流、商品流和信息流的汇集地，成为现代物流的重要平合。在传统的运箱链中，集装箱码头只是供集装箱船舶停靠和装卸作业的场所，在现代物流链中，集装箱码头被赋予了更多的功能。 (1)集装箱码头是海运与陆运的连接点，是海陆多式联运的枢纽。现代运箱中，海运占有75%以上的份额，国际集装箱运输都是以海运为中心，通过码头这一连接点，将海运与两岸大陆的陆运连接起来，并通过内陆运输，实现货物从发货人直至收货人的运输过程。在集装箱多式联运中，绝大部分是海陆多式联运，集装箱码头不仅是海上运输和陆上运输的连接点，同时，与运输有关的货物、单证、信息以及集拼、分援、转运、存储等业务管理也在集装箱码头交叉、汇集，从而使集装箱码头成为多式联运的枢纽。 （2）集装箱码头是换装转运的中心。随着集装箱船舶的大型化，国际集装箱海运格局发生了根本的变化，从原来单一的港一港运输转变为干线与支线相结合、以枢纽港中转为中心的运输，形成了“中心一辐射”的新运输格局。在这一新运输格局中，集装箱码头，尤其是处于重要地位的大型国际集装箱码头成为不同区域的国际货物转运中心，通过集装箱码头的装卸转运，把干线与支线有机地结合起来，从而实现大型集装箱船舶的规模效益，实现货物从始发港到目的港的快速运输。 (3)集装箱码头是物流链中的重要环节。现代物流把运输和与运输相关的作业构成一个从生产起点到消费终点的物流链，在这个物流链中，力求在全球寻求最佳的结合点，使综合成本最低、流通时间最短、服务质量最高。由于集装箱码头不可替代的重要地位和作用，它已成为现代物流中重要的环节，并为物流的运作提供了一个良好的平台。现代国内外的大型港口均纷纷进军现代物流业，说明了现代物流已赋予了集装箱码头新的功能，也为现代集装箱码头提供了更大的发展空间。 二、集装箱码头的特点和基本要求 （一）集装箱码头的特点 1．码头作业的机械化、高效化 现代集装箱码头无论是岸边装卸、还是水平搬运和堆场堆垛等作业均已
我国港口集装箱码头建设现状分析 ２０多年来，我国专业化集装箱码头建设，经历了跨越式过程，目前已发展有２０多个集装箱枢纽港。各港腹地有较稳定的货运量和充足的适箱货；腹地内中转运输设施和场站基本形成，港口集装箱集疏运效率提高；各港充分利用水域资源和自然环境条件，合理布置集装箱码头岸线，满足了船舶作业要求；港口信息化水平有所提高，EDI网络在各大集装箱港口已经建立。我国集装箱码头建设的特点是：ｌ）我国经济和对外贸易结构调整对集装箱运输产生巨大影响。“九五”期间利用外资建港，引进先进的装卸设备，提高了集装箱码头装卸效率，加速了港口专业化和现代化进程。 ２）随着集装箱运输全球一体化和船舶大型化发展，我国众多集装箱码头建设规模、高效先进的设备和流转运输效率及科学管理水平已呈高速增长的良性循环状态。 ３）近年来，我国新建和改造的集装箱码头大多采取长顺岸、宽突堤、多泊位、大纵深的总平面布置。 ４）各港注重加强装卸设备和装卸技术的先进性。集装箱装卸设备逐年更新换代，装卸工艺机械化程度逐年提高，设备种类和系统配套逐步完善。 ５）港口信息化管理水平提高，各大港集装箱码头装卸公司与航运公司、口岸、海关等各单位实施集装箱电子数据交换，提高了作业速度，简化了联检手续。 ６）目前我国集装箱码头正向多元化功能发展，即以港口为平台和载体建设临港出口加工区、集装箱保税区、集装箱物流中心、集装箱中转站等，多方面开拓了具有集疏运功能的新领域和新市场，扩大了港口综合管理业务，提高了运营服务水平。 前景展望 面对经济全球化的发展趋势，集装箱港口的开发与建设一定要把握世纪之初的历史机遇，乘势前进，
以全新的态势实现历史性跨越。 ｌ）根据我国经济和内外贸发展总趋势，集装箱枢纽港战略将成为“十五”期间港口发展的重要举措。我国未来１０年，随着全球航线调整，将努力实施航运强国战略。根据港口经济腹地和西部大开发运输载荷中心化和干支线协调网络化的形成，在南北方将加大力度重点建设国际集装箱主干线枢纽港，增加建设１５－１７米集装箱深水泊位。主干线各港积极与国际航运公司合作，提高班轮航线密度，尽快将经营的主流船型从４０００ＴＥＵ向６０００ＴＥＵ发展，并规划和研究建设７０００－９０００ＴＥＵ集装箱的码头；各港将大力提高科学管埋水平，力争５-10年内每个集装箱泊位年吞吐量达到３０－５０万ＴＥＵ。 ２）发展外贸海上运输的同时，还将大力发展我国支线和内贸运输。重点开发长江和珠江水系港口，经营主流船型向２０００－３０００ＴＥＵ发展。码头年通过能力将达到１５－２０万ＴＥＵ，提高内河港口的经济效益。 3）提高港口集装箱装卸设备技术水平是推动港口产业发展的主要动力。集装箱装卸桥以适应第五代和第六代集装箱船装卸作业为主，装卸效率提高到单台年１５－２０万ＴＥＵ；堆场装卸设备除轮胎式龙门起重机外，将开发轨道式龙门起重机、跨运车和正面吊机等；着手研造堆输立体化和自动化等具有高科技水平的装卸存贮一体化设施；全面实施计算机网络及电子数据交换信息化。 ４）随着我国中西部地区的经济发展，大量物资需要用集装箱进行长距离、大运量、高密度集疏运。因此今后将大力发展水公联运、水铁联运和江海公铁多式联运，建立以港口为中心，以航运和陆运为依托，以现代化科学管理为手段实现“门到门”运输要求的全球一体化物流网络系统。 问题和建言 近10年，我国国际集装箱运输和专业码头建设取得举世瞩目的成绩，港口集装箱码头运营兴旺发达，但也面临着许多急待解决的问题。 ｌ）全国各港总体布局规划修编工作滞后。按照交通部发布的《港口总体布局规划编制办法》意见，
集装箱码头课程设计 集装箱码头集卡调度与数 量配置优化 姓名陈迪 学号0632100004 专业国航061班
上海海事大学二○○九年六月
摘要 随着集装箱运输和集装箱码头的迅速发展，在集装箱码头对装卸效率的要求越来越高的前提下，探讨了在集装箱码头集卡传统调度的基础上，考虑了集卡的装卸时间及运输时间等问题，提出在数字化技术环境下的集卡数量配置的优化方案，通过SPSS软件和EXCEL进行数值仿真实验。并在实验数据的基础上，提出提高集卡和桥吊配合作业效率的可行性建议。 关键字：集卡，调度优化，数量配置
1 选题背景及文献综述 随着集装箱运输的迅速发展，集装箱船舶的日趋大型化、高速化，迫切要求集装箱码头配备与之相应的集装箱码头装卸系统和运输体系，也要求集装箱码头实现作业高效化、自动化、现代化和标准化，加速车、船、箱的运转，以降低运输成本，提高集装箱码头的整体运营效益。 集卡是集装箱堆场中灵活、数量大、工况复杂的水平运输机械，因此要想完成堆场机械的高效运行必须合理解决堆场集卡调度问题。在装卸过程中，通常根据岸边装卸桥的作业顺序分配调度集卡，完成集装箱在船边和堆场间的水平运输。集卡调度就是为每台装卸桥分配集卡，并且决定为其服务顺序，其目的是降低装卸桥等待时间，提高集装箱码头装卸效率。 为了提高码头的吞吐量和客户服务水平，世界各地的集装箱码头都已经加大了新的技术投入，新型决策支持系统被广泛采用。目前针对集装箱码头内车辆调度问题，许多码头采用了AGV自动导航集卡，ASC自动场桥，GPS等技术i，以获得更精确的信息，降低人力投入成本以及资源浪费。国际上对于集卡的研究，大多是关于AGV自动导航集卡的研究，如Bish ii提出AGVs动态调动模型，采用启发式算法进行求解，减少船舶在港时间；Vis iii建立了具有时间窗约束的车辆调度模型，以最小化AGVs的需求数量等。在集卡运输方面，Kozan iv 等运用启发式算法研究集装箱码头集卡运输问题，讨论了影响集装箱码头作业效率的因素；Kim v讨论在装船时叉车和场桥取箱路径优化问题，采用了整数规划方法进行建模和求解。在中国，杨静蕾vi研究了码头物流路径的优化问题，吕显强vii等建立了集装箱码头分派车辆的整数规划模型，严政和陶德馨viii分析了基于动态优化组合的集装箱码头集卡调度问题。 本文将采用EXCEL的仿真模式对集装箱码头集卡调度系统与模型仿真研究，对集卡的运行和作业效率的数据进行比较，提出集装箱码头集卡调度的优化方案。 2 目前集卡调度研究中存在的问题 目前国际上对集卡调度的研究大都集中在AGV调度，因为AGV系统一般配有密集的传感器网络，位置信息较详细，运行也比较稳定。但是国内港口目前尚未使用AGV系统，而是采用有人驾驶的集卡，这种情况下控制室可以获得的有关集卡的信息量是有限的，同时有人驾驶的人为因素也增加了控制的码头不确定性。 目前已有的研究大多更偏重于理论方面，并且选取的验证模型的普遍性不强，过于特殊，规模也比较小，造成了验证过程偏离实际，存在着逻辑上的不完善等问题。 另外，目前的研究核心依然是同船调度问题，虽然已有学者对两船一装一卸情况下的集卡调度问题进行了研究，但研究对于实际的全场集卡调度问题还是缺乏针对性的解决办法。这是因为全场调度的规模大，不确定性强，很难建立有效的数学模型。 3 集装箱码头集卡调度的优化 我国国内的集装箱码头大多采用“作业线”生产方式进行船舶装卸作业，这是指集装箱码头为到港船舶配备装卸设备时，首先根据船舶资料和箱量情况为船舶配备装卸桥，然后再为每个工作桥吊配备固定台数的固定集卡。当某一辆集卡配备给某“作业线”后，这辆集卡只能运输此作业线上的集装箱，而不能承载其他作业线的运输任务。我国的集装箱码头一条作业线上机械的配置大约为一台岸桥对两台场桥，六至七辆集卡固定为一台岸桥服务。在这种情况下，不论岸桥多么空闲，这些集卡都不会脱离该岸桥去执行其他任务，也不论岸桥多忙碌，即使出现岸桥等待集卡的现象，也不会有新的集卡加入来加速完成任务。这样，就需
集装箱码头建设方案 1.集装箱码头概述 1.1集装箱码头在国际物流中的作用 集装箱码头是指包括港池、锚地、进港航道、泊位等水域以及货运站、堆场、码头前沿、办公生活区域等陆域围的能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具有明确界限的场所。 集装箱码头是水陆联运的枢纽站，是集装箱货物在转换运输方式时的缓冲地，也是货物的交接点，因此，集装箱码头在整个集装箱运输过程中占有重要地位。 集装箱码头与普通件杂货码头相比具有大型和深水化、机械和高效化、信息和现代化和码头投资巨大等特点。 1.2集装箱码头主要设施 集装箱码头主要设施分为集装箱码头的基本设施和集装箱码头装卸机械。 集装箱码头的基本设施 (一)泊位 这是专为停靠船舶使用的场所，应有一定的岸壁线，其长度应根据所要停靠的集装箱船舶的主要技术参数确定，并有一定的水深。一般集装箱船舶泊位长度为300米，水深在12米左右。 (二)前沿 前沿指码头岸线从码头岸壁到堆场前的一部分区域。前沿设有集装箱装卸桥，供船舶装卸集装箱之用。前沿的宽度主要根据集装箱装卸桥的跨距，以及使用的装卸机械种类而定，一般为30-50米。 (三)集装箱码头堆场 集装箱码头堆场指在集装箱船舶进港前，将准备装船的集装箱按预先制定的船舶配载图堆放的场地。 (四)集装箱货运站
集装箱货运站指出口拼箱货的接收、装箱，进口拼箱货的拆箱、交货的场所。 (五)控制塔 控制塔也叫指挥塔，是集装箱码头的指挥中心，负责指挥和督促集装箱装卸作业和集装箱码头工作计划的执竹。 (六)门卫 门卫是集装箱码头的出人口，是划分集装箱码头与其他部门责任的地方。出人集装箱码头的空、重箱，均应在大门口进行检查，办理交接手续。 （七)维修车间 维修车间主要是对码头所有的机械设备进行维修、保养，以保证集装箱码头机械化作业高效而顺利地进竹的地方。 1.3集装箱码头装卸机械 主要有三种，即岸边装卸机械、水平运输机械、场地装卸机械。 岸边装卸机械：多用途门座起重机、岸壁集装箱起重机 水平运输机械：集装箱跨运车、牵引车和挂车 场地装卸机械：轨道式龙门起重机、轮胎式龙门起重机、集装箱正面吊运机、叉车，其中叉车分为：集装箱叉车、滚上滚下集装箱叉车、箱作业叉车。 集装箱岸壁起重机多用途门座起重机
开题报告 工业工程 集装箱码头内集卡车动态调度方法 绪论 如何在现有装卸技术水平和硬件设施设备的基础上实现更高的作业效率，已成为近阶段港口企业发展所面临的重要问题。专用集装箱集卡(简称集卡)是集装箱堆场中灵活、数量大、工况复杂的机械设备，因此要想完成堆场机械的高效运行必须合理解决堆场集卡调度问题。本课题就是为了研究在多种装卸（如大船作业边装边卸、装卸协同作业）等情况下，集卡车的动态调度方法，保证集卡在装卸后可就近投入其他需要的作业路中，大大缩短集卡的空载行驶时间和距离。 1 选题的背景及意义 随着我国社会主义市场经济体制的逐步建立以及我国加入世贸组织之后国外港航企业的抢滩登陆，集装箱运输市场面临的国内外竞争十分激烈。研究我国的集装箱运输竞争力，对我国的港航运输企业而言，有着十分重要的意义。由于集装箱头吞吐量的快速增长，集装箱码头对装卸效率要求越来越高。当国内众多港口在兴建集装箱枢纽港和努力提高港口吞吐量的时候，人们往往乐于追求先进的设施设备，而忽视高效率的基础———生产组织管理，因为有形的先进硬件比无形的管理更加直观，更能让人们接受。但硬件设施设备属于一种长期的投资，投入成本高，回收慢。 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1 研究的基本内容 调研集装箱码头内集卡车动态调度方法的国内外研究形状：运用集卡车线路优化模型、NCL语言建模、数值建模集卡调度Q学习算法、作业系统仿真、基于蚁群算法的港内集装箱运输调度模式，集卡调度系统（TPS）等方法对集卡车的调度进行了深刻的研究。 总结现有集装箱码头内集卡车调度方法的优缺点：传统集卡调度模式是根据本码头的实际操作业务量，对每台岸边桥式起重机配备5~6辆集卡，配备的集卡
HG 中国港口协会推荐标准 ZGX-J OOO1-2008 港口集装箱码头分级标准 2008—12—30 发布 2009—01—30 实施 中国港口协会发布
目次 前言 (1) 1 总则 (2) 2 术语 (2) 3 集装箱专用码头分级标准 (2) 3.1 集装箱专用码头分级 (2) 3.2 A型集装箱码头设施设备的基本标准 (3) 3.3 B型装箱码头设施设备的基本标准 (3) 3.4 C型装箱码头设施设备的基本标准 (3) 3.5 D型集装箱码头设施设备的基本标准 (4) 3.6 E型集装箱码头设施设备的基本标准 (4) 4 集装箱专用码头每百米岸线年通过能力的确定 (4) 4.1集装箱专用码头每百米岸线年通过能力计算的基本依据 (4) 4.2 集装箱专用码头每百米岸线年通过能力 (4) 集装箱专用码头每百米岸线年通过能力可按下式计算： (4) 4.3集装箱专用码头每百米岸线年通过能力修正系数 (5) 5 多用途码头集装箱作业的基本标准 (6) 5.1 多用途码头作业标准 (6) 5.2 多用途码头每百米岸线集装箱通过能力的确定 (6) 附录A 本标准编制的基本原则 (7) 附录B 关于“集装箱专用码头级别标准”的确定依据 (7) 附录C 关于“集装箱专用码头每百米岸线年通过能力的确定”依据 (12) 附录D 关于“多用途码头集装箱作业的基本标准”制定依据 (12) 附录E 演算案例 (13)
前言 ZGX-J001-XXX《港口集装箱码头分级标准》的结构如下：——第1部分：集装箱专用码头分级标准； ——第2部分：集装箱专用码头百米岸线通过能力的确定；——第3部分：多用途码头集装箱作用的基本标准。 本标准的附录均为资料性附录。 本标准由中国港口协会集装箱分会提出。 本标准起草单位：上海海事大学。 本标准主要起草人：真虹，刘宇丰，程启贤。 本标准得到中国港口协会袁志耕、陈长庚、吴永康等支持。
集装箱码头操作部理货员岗位责任书 岗位责任书 岗位名称:理货员(箱管员) 任职时间:年月日至年月日 岗位任职条件: 1、熟练掌握理货(箱管)工作相关环节的业务流程，能独立开展相关的货物收、发、存及记帐、盘点工作。 2、具备一定的统计知识及操作技能。有一定的商品养护知识。 3、责任心强，对工作负责，敢于承担责任。 4、工作细致、耐心，有吃苦耐劳的精神，听从领导指挥，服从工作安排。 5、身体健康，有一定的仓储(集装箱)保管及商品养护工作经验，具备手机等通讯工具。
6、坚持原则，保密观念强。 7、执行能力较强，有团结协作精神。 岗位职责: 按公司的操作业务流程规定，负责货物(集装箱)的入库、在库、出库、装箱、拆箱、复核、盘点及记帐等工作。 岗位工作标准: 一、理货员 1、接到本部门的货物入库准备通知后，及时准备好适合商品养护毡垫用品及清扫货位。货车到仓，理货员要引导司机进入装卸地点，并根据货 物特点安排民工和机械操作人员。 2、所有卸车作业过程中，必须监督和指导装卸人员按(装)卸车作业要求开展(装)卸车作业。卸货时，要分品种、规格(花色)、分货
号、分批次堆放，以便清点验收。 3、审核正式入库凭证所列项目是否正确，印鉴是否齐全，承运人提供的运单或入库凭证、单据是否载明商品来源、收货仓库、商品名称、品种、数量、规格、制单时间、承运人、车号等内容，所载明的内容是否与合同规定的相一致。经核对单证无误后即可组织验收入库。如单证与合同规定的有出入，现场操作人员立即向负责人汇报，由负责人与客户服务中心联系处理意见后，方可按客户意见组织验收入库。 4、必须按合同的规定对货物的数量，外包装质量等进行验收。一般情况下，货物的数量及品质验收均以货物的外包装的完好程度及其数量验收。 5、验收过程中，凡货物的品名、规格、数量、包装等与入库凭证或运单所载事项不符，要相关人员(承运汽车司机及我方现场操作人员)签字确认后方可验收入库。 6、对已验收的残损货物，应单独堆码，不能与验收合格的货物一同堆码存放。货物卸车入库验收后，需对每车货物的数量进行复核。复核时应由另一个保管员(兼职复核员)相互复核，复核工作结束后，即可与承运司机或随车客户经办人员在送货凭证上签字确认实际收
目录 第1章总论 (3) 第2章自然条件 (5) 2.1 气象 (5) 2.2 水文 (7) 2.3 泥沙 (14) 2.4 地质 (14) 2.4 地震 (16) 第3章运量与船型 (16) 3.1 营运资料 (16) 3.2 设计船型 (16) 第4章总平面布置 (16) 4.1 总平面布置的原则 (16) 4.2 集装箱码头泊位数确定 (17) 4.3码头平面布置 (18) 第5章装卸工艺 (26) 5.1 装卸工艺的设计原则及一般要求 (27) 5.2工艺流程设计 (28) 5.3 集装箱泊位机械数量及工人数的确定 (28) 第6章结构方案设计 (31) 6.1 设计依据 (31) 6.2 荷载计算 (31) 6.3 码头形式确定 (42) 第7章沉箱结构计算 (67) 7.1 承载能力极限状态下的内力计算 (67) 7.2 正常使用极限状态下的内力计算 (69) 7.3 构件承载力计算 (71) 7.4构件裂缝宽度验算 (72) 参考资料 (78)
结束语 (79)
第1章总论 交通运输是社会经济的主要组成部分，是生产与消费的纽带，是商品流通人们交往的基础条件。港口是水上运输的基础设施，是水陆运输的枢纽、对外贸易的门户。港口能力的大小、管理水平的高低，标志着一个国家整个经济技术发展水平。改革开放以来，我国经济快速发展。进入21世纪，全球经济一体化趋势日益增强，我国现有港口的吞吐量已远不能跟上经济的发展步伐。为了改变泊位吨级小、泊位数量少、港口发展长期滞后于腹地经济发展与运量增长速度的现状，烟台港进行集装箱码头扩建，初步拟建10万吨级集装箱泊位两个。 本设计的主要内容有码头总平面布置，装卸工艺的确定，结构方案选型及方案的比选，工程概算，结构计算、配筋等。 码头的总平面布置包括码头水域布置和码头陆域布置两部分。码头水域布置中，根据有关规范规定，确定码头前沿设计水深为17.20m，高程3.9m，底高程-16.95m，航道通航设计水深为17.78 m，采用双向航道，其有效宽度为364.8m，回旋水域直径692m，港池宽度为519m，设计水深为18.38m；港内锚地系泊采用单浮筒系泊，其半径为236.55m。码头陆域布置包括码头前沿线的确定、泊位布置（包括不同货种的泊位相对位置的确定和岸线总长的确定）、库场布置、铁路和道路布置、辅助生产生活设施的布置等。泊位布置以不同货种的码头互不影响为原则，考虑当地风向布置各货种码头。库场设置了一线和二线，库场总面积为120600㎡。码头生产生活辅助设施包括综合楼、侯工室、材料供应站、小型机械流动库、食堂、休息室等。具体布置见“码头总平面布置图”。 装卸工艺的确定包括工艺流程的设计、机械设备选型、机械数量的确定、装卸工人数和司机人数的确定、主要技术经济指标的确定。本设计中集装箱码头的吞吐量为78.2万TEU，拟建 10万吨集装箱码头，装卸工艺采用两台装船机，既满足了泊位利用率，也满足了吞吐的要求。装卸桥轨距为30.48m。 结构方案选型中拟定了两个设计方案，重力式沉箱码头和空心方块码头。根据所给地质资料，拟建港区有较好的地基基础，根据重力式码头、高桩码头和板桩码头的工作特点和适用性，初步设计了重力式沉箱码头和空心方块码头。
集装箱港口设施 泊位，是指在港内为了进行装卸,给船舶停泊靠岸,并有一定长度岸壁(Quay)的地方。船舶靠/离泊时,所需的岸壁线的有效长度一般为船舶长度的1.2倍。泊位的长度根据停泊船的大小而不同,标准泊位长度为250米和300米。 码头前沿，是指沿码头岸壁线,从码头岸壁到堆场这一部分的码头面积。 集装箱堆场，一般有两种含义:广义的集装箱场可理解为进行装卸、交接和保管重箱、空箱的场地,包括前方堆场(MasrhailngYdar)、后方堆场(Bakc一PuYdar)和码头前沿在内;狭义的集装箱堆场是指除码头前沿以外的堆场。其中也包括存放底盘车的场地在内。 集装箱货运站，指船公司接受货主的委托进行装箱、拆箱工作,并完成货物的交接、分类和短时间保管等辅助工作的场地和仓
库。主要用于装/拆箱作业,一般建于码头后方、靠近码头外公路或铁路的区域。 控制室，一般设置在办公楼的最高层,以便于看到整个码头上各作业现场的地方。 检查口，俗称道口(检查桥、闸口、大门等),是集装箱码头的出入口。 集装箱维修车间，一般设置在不影响集装箱码头作业的后方或在保养区附近。 集装箱码头生产作业的特点 由于集装箱码头在物流运输系统中的特殊地位,决定了码头装卸生产的一些特点。 (1)生产的连续性。码头装卸生产通常是昼夜24小时连续作业的。通过码头的集装箱,其目的不是要逗留在码头内,而是要尽快地转运出去,交给货主。作为服务性行业的集装箱码头,其生产本身
就要求迅速、准确、及时,以满足船公司和货主的需要。因此,为缩短货物在码头的逗留时间,其生产必须保持连续性。 (2)组织的协作性。集装箱码头是集装箱水陆运输的枢纽,是各种运输方式的汇聚点,其本身又是一个复杂的组合体,从外部来说,其生产组织要同一关三检、边防、船公司、租箱公司、代理、外贸公司、引航、港监、船舶供应、保险、铁路、公路汽运等部门协作,因此应巧作时间与空间的安排;从内部来说,码头生产要协调作业人员、机械、堆场、理货等部门各工种的作业,使其形成一个有机的整体,一环脱节,就会严重影响整个码头的作业效率。所以,集装箱码头生产组织是多部门、多环节、多工种、内外协作的过程,具有鲜明的协作性。 (3)生产任务的不平衡性。这是运输企业遇到的一个共同问题,而在集装箱码头企业尤为突出。主要表现在:集装箱进出口箱量在时间上的不平衡性;进出口集装箱在种类箱型上的不平衡性:船舶
集装箱码头运营商的核心业务是通过对泊位、堆场、岸桥和场桥等资源的优化配置和调度，完成集装箱装船、卸船、集港和提箱等作业。这些作业环节既是价值实现的过程，也是造成能源消耗和环境污染的过程，对这些作业环节进行计划调度的科学性直接影响集装箱码头的作业效率和经济效益。如何通过优化集装箱码头现有资源配置，发挥码头物流系统的组合效率和整体优势，并在提高作业效率、管控成本与满足客户需求三者之间实现平衡，是集装箱码头在生产实践中需要解决的重要问题。本文在分析当前集装箱码头作业系统存在问题的基础上，提出创新调度模式、优化卸船作业组织思路、实施箱区整理精益管理等措施，以期提升集装箱码头的运作效能。 1 创新调度模式 集装箱码头作业过程可以被视为由多个作业环节组成的作业循环。在此作业循环中，出口箱执行集港装船作业，进口箱执行卸船提箱作业。受作业流程和机械资源的制约，各作业节点经常发生排队等待的现象。如果集装箱在某个作业节点的等待时间过长，该集装箱完成作业指令的时间将显著延长，从而形成阻碍整个作业流程顺畅运行的瓶颈，导致码头机械资源的作业负荷不平衡，即某一作业节点（岸桥或场桥）因操作缓慢而造成集卡排队等候，另一作业节点（场桥或岸桥）则因缺少集卡而空闲等待。由此可见，在改进调度工作的基础上，使集装箱按照作业循环顺畅运转，是提升集装箱码头作业系统整体效益的关键。集装箱码头应当打破各作业环节之间的边界，集成整个作业流程，运用并行工程的理论和思想，通过优化配置机械资源，将机械资源轮流分配给待装卸的集装箱，使集装箱在完成上一作业节点的作业后能够无缝进入下一作业节点，实现相邻作业节点相互重叠，从而缩短集装箱在各作业节点的等待时间，避免形成作业瓶颈，进而达到提高集装箱码头作业效率的目标。[1] 在集装箱码头生产作业实践中，创新调度模式有助于提高码头作业系统整体效益。当前，我国集装箱码头仍然沿用以粗放式为主的调度模式，生产作业的实时调控依赖调度员的经验，调度方案不够科学、合理。由于不同调度员的作业组织思路不同，调度效果往往存在较大差异。为确保集装箱码头顺畅、高效运行，应当运用科学的管理方法，充分发挥调度员的积极性，消除传统调度模式存在的主观性和随意性的弊端。在作业准备阶段，对船舶和堆场作业的历史数据进行分析，据此预测未来一定周期内可能出现的问题，并根据作业计划和要求、作业资源配置、船舶规范等，针对不同的生产作业情况制订相应预案。在作业实施阶段，基于前期多方面的充分准备，最大限度地优化作业顺序，使各作业环节合理衔接；实时跟踪作业进度，注重过程管控，使安全、效率、质量、成本等过程因素始终处于受控状态；根据实际情况或客户要求，实施有针对性和柔性化的动态调整。在事后考核阶段，利用作业监控数据比较分析调度组织方案对作业效果的影响，据此制订阶段性的整改方案，形成考核加整改的工作机制。此外，还应发挥信息系统对生产调度的决策支持作用，真正形成动态化、集成化、信息化、扁平化的新型调度模式。[2] 2 优化卸船作业组织思路 集装箱码头生产作业具有环环相扣的特点，单纯改善某一作业环节无法提高码头整体作业效率，必须综合统筹考虑。在理论研究和集装箱码头生产作业实践中，人们往往更多地关注装船作业对码头作业效率的影响，而对卸船作业的关注不够。近年来，随着集装箱吞吐量逐年递增，集装箱码头场地资源日益紧张。优化卸船作业不仅能实现集装箱在码头的合理周转，保证航陆运作业平衡，而且能更好地满足船公司对码头作业效率的要求。在卸船作业过程中，经常出现卸船场地无法满足使用需求的情况，临时新开场地不但会降低卸船作业效率，而且会影响后续提箱作业。造成这种情况的根本原因是缺乏统一、规范的卸船作业标准，导致场地计划和中控调度不合理；因此，有必要在制度上确保从场地计划到中控调度均遵循完整、统一的卸船作业组织思路，加强卸船场地策划的标准化、规范化。