码头及码头平面设计
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码头规模
最大幅度
约20m 3
22 10.5
7~10 4~5
40~50m
24~60m 7m
码头规模确定
码头规模决定了港口规模，港口规模一般包括：
码头建筑物长度(各类泊位的数量)； 水域面积(调头水域、航道、港池、锚地等)； 防波堤长度； 仓库、堆场、停车场等面积； 办公楼、机修间、机械库等生产辅助建筑物规模； 铁路、道路的数量和等级； 港区供水、供电、供油等； 生活辅助设施规模； …….
Q RN
nb.s
排队理论的应用(先介绍M/M/S/ 排队模型的结果) M/M/S/ 排队条件： 第一，船舶按泊松流到达港口； 第二，船在港装卸占泊时间服从负指数分布； 第三，船一到港，只要有空闲泊位就必须停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队，
不得插队； 第四，当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不得中途离港。
P N t
——泊位系数1.2~1.5； t ——船舶平均占泊时间（日/艘）； N ——考虑时段的天数； ——船舶平均装卸量（吨/艘）。
▲泊位数优化 S 太多→港口设施经常出现闲置，造成投资浪费 S 太少→许多船舶、旅客排长队等待，给船、客带来损失
港口泊位数优化：考虑港、船、客货各方面的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。
S优应满足的条件(只考虑港、船因素) 以cb表示每泊位每天的营运费用（元/泊·日） cs 表示每船在港一天所需费用（元/艘·日） 在时段N天内船舶总费用为（港口有S个泊位）
C scbN ScsN ns
n s ——港口有 S 个泊位时平均在港口的船舶数
▲泊位数 S 不同就导致 Cs 的变化，泊位数优化就是取 S 值使得 Cs 最小，即
船型预测 来港船舶不可能一样大，以多大的船作为设计依据是一个复杂的问题，它与技术、经济的发展水平和速 度、国际贸易、乃至政治形势都有关系。
第四章 码头及码头平面设计——码头规模确定
▲港口泊位数估算 现行规范建议粗略地用下式估计港口的泊位数 S ：
Q ——港口吞吐量 P ——泊位通过能力
SQ P
– 泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天数与泊位总天数的比值。 设有n艘船在港则： n≤S 时，泊位利用的天数即为船天数 n Fn,有空泊位,无船待泊 n＞S 时，泊位全部被占用，泊位利用天数为S Fn，有船待泊
s
(D,0)s 泊 泊位 位被 的利 全用 部的 天天 数 n0数 n之 F n之 和 ns和 1sFn sFn
• 增建泊位： = 0.35，S = 4， Tb = 4， (D,0)S = /μS=0.35， TW =0.092 → T在港 =4.092天
n0
s
Nn0nNnP sN Pnnss1Pn1 s(n s0nnP sn s1Pn)
n0
平均装卸船数
所考虑时段内装卸 的船 总舶 船天数
nb
时段的总天数
s
nFn sFn
n0
ns1
N
平均等待船数
s
nnP s P nS(D ,0)s
n0
ns 1
(ns)Fn
nwns1 N
(ns)Pn ns1
Cs1 Cs
将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：
Cs1 Cs
ns1ns
cb cs
ns
ns1
方法：调整 S 值使上式得到满足——试算 关键：给定 S 后如何计算平均在港船舶数
有关泊位参数的概率表达 设：S ——港口泊位数 Pn——有 n 艘船在港口的概率 Fn——N 天内有 n 艘船在港的天数，Fn=NPn
有了Pn,s 就很容易求得
nw,s
as1
(s1)!(sa)2
P0,s
n s n b .s n w .s a n w .s
nw ,s1nw ,sc cb snw ,snw ,s1
在上述公式的推导过程中利用了级数求和公式
(a)i 1 和i(a)i1 1
S
i0
1a
S
i1
(1a)2
S
Leabharlann Baidu
S
因此在计算中必须保证 S > a 的条件。
注意：各排队模型的差别很大，选取的模型必须符合港 口实际。
减少船舶在港时间的措施
泊位组 把可以统一进行装卸的一些泊位组织在一起统一调度管理，称为泊位组。
例：设某港有相同的两个区，A、B，各有4个泊位，装卸能力为μ=0.25艘/泊-天（Tb=4天），每区的船舶平均到 港率 =0.7艘/日，用M/M/S模型计算时有：
码头是港口营运的中心，港口其它设施必须与码头相适应，也就是说，港口规模取决于码头规模即各类 泊位数的多少。
▲ 影响泊位数 S 的主要因素 港口吞吐量Q （ 旅客、货物） 船型及其周转量 装卸效率的高低
确定港口规模主要解决泊位的大小和多少两方面的问题 泊位的大小——来港船型 泊位的多少——吞吐量、船舶数量、装卸效率等
• 两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.357 → TW =1.428天
•两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.113 → TW =0.452天
提高装卸效率 增加港口装卸设备，提高泊位装卸效率可有效地减少船舶的在港时间。
港口吞吐量 Q 设：平均一个泊位的日装卸量为 R(吨/泊·日）
Q =R ·s·泊位被利用的天数
s
RN (D ,s0)sR(NnnP sn P )
n0
ns 1
不难看出以上各量有如下关系：
nb.s
s(D,0)s
Qa, RN
注意到(D, 0)s≤1恒成立，得港口最少泊位数为：
a称为船流
Smin
船舶的平均等待时间是人们极为关注的港口参数，可根据平均等待的船舶数求得。
nw ,sTw ,s
Tw,s 1(s1)as!( s1a)2P0,s
其它排队模型 M/E2/S/ 排队模型 ——船舶到港为泊松分布 占泊时间为二阶爱尔兰分布
E2/E2/S/ 排队模型 ——船舶到港和占泊时间为二阶爱尔兰分布
例：设某港口原有泊位S=2， =0.35艘/天， Tb =1/μ= 4天，根据计算： TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以接 受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方案比选。
①增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍）
②改进装卸工艺，装卸能力提高一倍， Tb =2天 用M/M/S模型计算：
最大幅度
约20m 3
22 10.5
7~10 4~5
40~50m
24~60m 7m
码头规模确定
码头规模决定了港口规模，港口规模一般包括：
码头建筑物长度(各类泊位的数量)； 水域面积(调头水域、航道、港池、锚地等)； 防波堤长度； 仓库、堆场、停车场等面积； 办公楼、机修间、机械库等生产辅助建筑物规模； 铁路、道路的数量和等级； 港区供水、供电、供油等； 生活辅助设施规模； …….
Q RN
nb.s
排队理论的应用(先介绍M/M/S/ 排队模型的结果) M/M/S/ 排队条件： 第一，船舶按泊松流到达港口； 第二，船在港装卸占泊时间服从负指数分布； 第三，船一到港，只要有空闲泊位就必须停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队，
不得插队； 第四，当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不得中途离港。
P N t
——泊位系数1.2~1.5； t ——船舶平均占泊时间（日/艘）； N ——考虑时段的天数； ——船舶平均装卸量（吨/艘）。
▲泊位数优化 S 太多→港口设施经常出现闲置，造成投资浪费 S 太少→许多船舶、旅客排长队等待，给船、客带来损失
港口泊位数优化：考虑港、船、客货各方面的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。
S优应满足的条件(只考虑港、船因素) 以cb表示每泊位每天的营运费用（元/泊·日） cs 表示每船在港一天所需费用（元/艘·日） 在时段N天内船舶总费用为（港口有S个泊位）
C scbN ScsN ns
n s ——港口有 S 个泊位时平均在港口的船舶数
▲泊位数 S 不同就导致 Cs 的变化，泊位数优化就是取 S 值使得 Cs 最小，即
船型预测 来港船舶不可能一样大，以多大的船作为设计依据是一个复杂的问题，它与技术、经济的发展水平和速 度、国际贸易、乃至政治形势都有关系。
第四章 码头及码头平面设计——码头规模确定
▲港口泊位数估算 现行规范建议粗略地用下式估计港口的泊位数 S ：
Q ——港口吞吐量 P ——泊位通过能力
SQ P
– 泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天数与泊位总天数的比值。 设有n艘船在港则： n≤S 时，泊位利用的天数即为船天数 n Fn,有空泊位,无船待泊 n＞S 时，泊位全部被占用，泊位利用天数为S Fn，有船待泊
s
(D,0)s 泊 泊位 位被 的利 全用 部的 天天 数 n0数 n之 F n之 和 ns和 1sFn sFn
• 增建泊位： = 0.35，S = 4， Tb = 4， (D,0)S = /μS=0.35， TW =0.092 → T在港 =4.092天
n0
s
Nn0nNnP sN Pnnss1Pn1 s(n s0nnP sn s1Pn)
n0
平均装卸船数
所考虑时段内装卸 的船 总舶 船天数
nb
时段的总天数
s
nFn sFn
n0
ns1
N
平均等待船数
s
nnP s P nS(D ,0)s
n0
ns 1
(ns)Fn
nwns1 N
(ns)Pn ns1
Cs1 Cs
将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：
Cs1 Cs
ns1ns
cb cs
ns
ns1
方法：调整 S 值使上式得到满足——试算 关键：给定 S 后如何计算平均在港船舶数
有关泊位参数的概率表达 设：S ——港口泊位数 Pn——有 n 艘船在港口的概率 Fn——N 天内有 n 艘船在港的天数，Fn=NPn
有了Pn,s 就很容易求得
nw,s
as1
(s1)!(sa)2
P0,s
n s n b .s n w .s a n w .s
nw ,s1nw ,sc cb snw ,snw ,s1
在上述公式的推导过程中利用了级数求和公式
(a)i 1 和i(a)i1 1
S
i0
1a
S
i1
(1a)2
S
Leabharlann Baidu
S
因此在计算中必须保证 S > a 的条件。
注意：各排队模型的差别很大，选取的模型必须符合港 口实际。
减少船舶在港时间的措施
泊位组 把可以统一进行装卸的一些泊位组织在一起统一调度管理，称为泊位组。
例：设某港有相同的两个区，A、B，各有4个泊位，装卸能力为μ=0.25艘/泊-天（Tb=4天），每区的船舶平均到 港率 =0.7艘/日，用M/M/S模型计算时有：
码头是港口营运的中心，港口其它设施必须与码头相适应，也就是说，港口规模取决于码头规模即各类 泊位数的多少。
▲ 影响泊位数 S 的主要因素 港口吞吐量Q （ 旅客、货物） 船型及其周转量 装卸效率的高低
确定港口规模主要解决泊位的大小和多少两方面的问题 泊位的大小——来港船型 泊位的多少——吞吐量、船舶数量、装卸效率等
• 两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.357 → TW =1.428天
•两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.113 → TW =0.452天
提高装卸效率 增加港口装卸设备，提高泊位装卸效率可有效地减少船舶的在港时间。
港口吞吐量 Q 设：平均一个泊位的日装卸量为 R(吨/泊·日）
Q =R ·s·泊位被利用的天数
s
RN (D ,s0)sR(NnnP sn P )
n0
ns 1
不难看出以上各量有如下关系：
nb.s
s(D,0)s
Qa, RN
注意到(D, 0)s≤1恒成立，得港口最少泊位数为：
a称为船流
Smin
船舶的平均等待时间是人们极为关注的港口参数，可根据平均等待的船舶数求得。
nw ,sTw ,s
Tw,s 1(s1)as!( s1a)2P0,s
其它排队模型 M/E2/S/ 排队模型 ——船舶到港为泊松分布 占泊时间为二阶爱尔兰分布
E2/E2/S/ 排队模型 ——船舶到港和占泊时间为二阶爱尔兰分布
例：设某港口原有泊位S=2， =0.35艘/天， Tb =1/μ= 4天，根据计算： TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以接 受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方案比选。
①增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍）
②改进装卸工艺，装卸能力提高一倍， Tb =2天 用M/M/S模型计算：