港口集装箱物流系统装卸机械优化配置研究

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1、武汉理I：人学硕十学位论文1．1研究背景及意义第1章绪论随着世界经济全球化、～体化的发展，迅速激增的国际贸易量和运输船舶的大型化促进了集装箱运输业的快速发展。近年来，我国港口吞吐量大幅度提升，主要港口国际集装箱吞吐量年增长率高达32．9％。随着集装箱船舶的大型化、高速化和港口集装箱量的不断增长，集装箱港口现有的装卸能力和管理水平已经不能满足需求。面对日益增长的港口集装箱吞吐量，如何对港口集装箱物流系统进行合理有效的规划，最大限度地发挥其作业能力，是目前急需解决的问题，开展这方面的研究势在必行。港口作为交通运输的枢纽是一个庞大而复杂的随机服务系统，其设施规模的大小

2、直接影响港口的经济效益和服务水平。而港口的投资是以亿为单位的，决策的优良对港口具有一定的风险性。对很多大型港口来说，随着深水航道、码头扩建和改造，港口是否具有足够的装卸能力是很重要的。集装箱港口竞争的焦点在于减少船舶在港的时间(含中转时间)和降低不产生效益的装卸作业比率(如翻箱操作)。谁能减少集装箱船在港时间和装卸费用，加速集装箱的周转，谁就具备竞争的优势。于是，如何利用集装箱码头资源，满足日益增长的集装箱吞吐量成为港口噬待解决的问题。港口生产设备，尤其是港口装卸机械设备，是港口固定资产的重要组成部分，是港口生产的重要物质技术基础。港口企业是以装卸作业为主的企业

3、，装卸总成本是企业的主要生产成本。而在装卸总成本中，装卸机械成本所占的比重将近装卸总成本的一半。所以，只要设法减少港口机械成本，就可以大幅度降低装卸总成本，从而使港口企业的利润增加，经济效益提高。因此，既要降低装卸机械的投资，又要保证生产任务的完成，这就要求港口企业能够合理地确定港口装卸机械的拥有量，同时通过科学合理的港机管理体制严格具体的管理措施，努力保证港机的完好率，提高港机的利用率，以最合理的成本换取最大的效益。因此，选择适合的装卸工艺系统，科学地确定港机设备拥有量，经济、合武汉理．r火学硕十学位论文理地管理和使用港口装卸机械，对于充分发挥港口的生产潜力，

4、提高设备利用率，降低装卸成本，提高企业经济效益，适应市场竞争的要求，在效率和规模中提升竞争能力具有非常现实的意义。1．2国内外研究现状船到港并被安排靠泊泊位后，需要对该船上进口集装箱进行卸船，并将出口集装箱进行装船。进行装卸所需的港口设备为岸边集装箱装卸桥(简称为岸桥)，它是港口用于装卸集装箱的工具，由专门司机进行现场操作。对于港口企业来说，由于岸桥是其最昂贵的设备之一，而且岸桥的作业效率直接影响到集装箱船在港口的逗留时间，因此在港口物流作业过程中，匹配岸桥作业的整个系统资源优化是提高港口物流过程效率的关键所在。目前，从港口企业实际经营的角度来说，港口装卸工艺中

5、的港机配置与管理方面的研究与应用还处于滞后的状态。尽管很多集装箱码头经营人在码头投资规划初期，就按照相关的集装箱码头设备配置标准和规范，同时结合港口自然条件，周边腹地的情况，预测吞吐量以及码头装卸工艺类型，来确定港机的类型和投资规模，但是总体来说，目前常规的港机配备基本上还按照老一套的配备标准，即：一个泊位均配备固定台数的集装箱装卸桥，一台装卸桥也相应配备固定台数的龙门起重机，忽视了港口自身的特殊情况和装卸工艺的不同。这种港机配备造成的结果是码头的真实能力没有得到反映，以致各类设备的配置不和谐，不成比例，无谓地对未来的发展形成瓶颈，导致资源的浪费，生产能力不能得

6、到充分的释放，码头经常处于修改规划、改造基础设施和更新设备这样一个循环之中，给生产带来了不利。对港口装卸机械优化配置的研究，主要包含以下几方面：1、岸桥配置研究岸桥在集装箱船舶装卸工艺中属“龙头”装卸设备，是决定集装箱码头装卸能力的主要因素。因此，岸桥的合理配置成为研究的重点之一。Daganzo(1989)采用了混合整数规划模型对其进行模拟求解，分析岸桥的作业效率，计算在高峰期泊位的最大吞吐量，解决静态岸桥调配问题，达到了减少船舶待泊费用的目的lUl】。此后，Peterkofskyeta1．(1990)在Daganzo(1989)所提模型的基础上，针对多艘船作业

7、的情况，以船离港时间及最小延误惩罚最2武汉理J：人学硕十学位论文小化为目标，进一步发展模型，将作业中的桥吊视为平行作业的同种机械，把岸桥配置问题转化为“openshopschedulingproblem”，建立了整数规划模型，采用分支定界法求解1021。这两篇文章都将一个船的倍位看作一个需要占用桥吊一定工作时间的工作，并不考虑各相邻工作间的影响。Avrieleta1．(1993)以最小化吊箱作业的数量为目标，不考虑稳定性目标并且假设每个港口所需的集装箱数量及信息均己预知，在此前提下，为单个bay位建立了一个0．1线性规划模型，文章采用了启发式过程进行求解l031

8、。Avrieleta1．