集装箱港区港内最优道路长度确定的方法研究(修改稿)

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1、集装箱港区港内最优道路长度确定的方法研究（修改稿）集装箱港区港内最优道路长度确定的方法研究？史宏达1李水鱼2,2（1.屮国海洋大学工程学院，山东青岛266100；2•山东交通学院土木系，山东济南250023）摘要：通过合理布置港内道路，优化道路长度解决港区集装箱车流拥堵问题，保证港口车流的运行通畅，是提高港口运营效率及服务水平的有效途径。以港区内集装箱车流的速度■密度■流量关系为基础，并对密度函数进行了线性化、堵塞突变、堵塞推移的假设，利用几何原理解决时空积分的困难，推导岀港区集装箱车道的最优长度表达式。通过实例计算，验证该表达式的可

2、靠性，从而为原有港口道路优化改造及新建港口道路设计提供了充分的计算依据。关键词：集卡车流；港口道路；最优长度中图法分类号：P208港口在社会经济发展中起着越来越重要的作用，各个港口之间的竞争也日益激烈。集装箱港口的竞争主要表现在集疏港能力的竞争上，它是衡量港区服务水平的重要指标Z—⑴。在港口腹地竞争日益激[2]烈的今天，如何保证港口车流的畅通，提高港口效率和服务水平是当今各个港口发展亟待解决的问题。港区集疏运系统将对港口功能及其通过能力造成影响。集疏运系统是保证港内交通流畅通的基本条件，应在港口平衡分析中给予充分重视，以便在规划时为港

3、区提供充分的保障。港口要实现物流、船流和车流的畅通，必须达到任一环节均不发生堵塞的耍求。因此，集疏港均需要足够的容量能力保持交通的畅通。在某种意义上集疏运系统的能力与泊位能力同样重要［2］。港区道路属于港口作业的集疏运系统，是联系港口各部门的纽带，它使集装箱完成不同部门间的交换。冃前，港内道路的规划布置大多限于规范的硬性规定及设计人员的经验⑶，较少考虑对已建港口道路进行实地调查，并通过调查对交通参数做出分析，并以此作为港区道路规划布置的重要因素。本文研究了集卡在港内道路上的行为，进而推导出道路最优长度的计算公式，为解决道路堵塞问题及新

4、建港口道路长度确定提供理论上的依据。1港内最优道路长度应满足的要求在进行港口规划与布置时，港区内道路布置显得尤为重要。道路长度既要保证集运车流不堵塞，又耍受地域条件及经济指标的限制不能过长。本文的结论将解决这一矛港区内的集疏港道路是分离的，木文只研究集港道路，因车辆集港时,在闸口要办理相关手续，车辆需作一定吋间停留，因而易造成堵车。本文正是对港区常出现的这种现象进行研究，从而得岀保证道路畅通且投资最小的最优道路长度。将集港道路的最大流量定义为峰值流量Q,T定义为峰值延时，即保持最大流量的时间。将道路与闸口的连接处作为固定端，而将距闸口

5、最近且保持港内最大允许时速的车辆作为自由端，显然，自由端的位置是变化的，当闸口处发生堵车时，自由端将向远离闸口的方向延伸。以下就出现最大流量时港区道路的情况进行分析。集卡车流过程有一显著特征，即因需要办理及核查相关手续，在进出堆场时，将会在闸口作短暂停？基金项目：山东省自然科学基金(Y2004F13)o收稿日期:2008-11-09；修订日期：2009-01-19作者简介：史宏达，男，教授，从事海洋环境动力及海洋工程优化方面的研究。E-mail：hd_shi@ouc.edu.cn1留，此时，港口集装箱道路上的车流系统因为集卡运动状态的

6、变化而出现如下三种情况：1)无扰动状态假设一种极端情况：港区港道路无限长。道路状况良好，集卡在到达闸口前不出现堵车现象，集卡车流呈稳定的稀疏流状态。此时，无论闸口处是否堵塞，均不可能影响到港区大门，入港车辆始终保持允许的最大车速。当然，这是一种理想状态，现实中是不常岀现的，其原因是：港区道路内总有一定数量的集卡排队进出，从而相互影响，车速降低，尤其是在闸口附近。2）道路堵塞道路长度过短。集卡到达闸口时由于闸口的效率问题在此处排队等候。堵塞波向上游传播，在峰值延时T内，堵塞波自由端传播到道路尽头（即港口大门）以外，造成集装箱车流在港内的

7、堵塞并影响到港外道路的的情况。3）道路始终保持最大流量若T时间内，道路自由端能够始终保证最大通行能力，自由端车流密度为保持最大流量的密度上限，且自由端位置最远不会到达港外道路，认为此时达到流量最大且道路最短的要求。在港口的设计阶段，确定一个最优道路长度，使道路既满足港口最大通过能力的要求，又尽量减少建设资金的投入，是道路布置的宗旨所在。经过以上分析可以看出，第三种情况能够达到集疏港与投资的最优结合。2道路长度表达式的推导通过港内道路交通状态识别，得到如下结论：一条道路的通行能力是有限的，当道路中流量达到最Il?ml?j??f????j

8、4m21（?j为堵塞密度，关系时，集卡流量为道路的最大通行流量mvf?（?f为自由流密度，m为系数)jvf4大时，速度一密度关系即为定流量关系［4］。即当道路屮的密度取值满足为港内限速)。这个结论将作为本文进行道路长度确