码头及码头平面设计ppt

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。
▲ 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：
SQ P
Q ——港口吞吐量 P ——泊位通过能力
nb
时段的总天数
s

nFn sFn
n0
n s 1
N
s

nPn s Pn S (D,0)s
n0
n s 1
平均等待船数

(n s)Fn
nw ns1 N
(n s)Pn n s 1
港口吞吐量 Q
设：平均一个泊位的日装卸量为 R(吨/泊·日）
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
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。
有了Pn,s 就很容易求得
a s1 nw,s (s 1)!(s a)2 P0,s

ns nb.s nw.s a nw.s

nw,s1 nw,s

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cb cs
nw,s nw,s1
在上述公式的推导过程中利用了级数求和公式
( a )i 1
i0 S
1 a
两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.113 → TW
=0.452天
就是取 S 值使得 Cs 最小，即
Cs1 Cs
Cs1 Cs
将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：
ns1 ns

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
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）
Cs cb N S cs N ns
ns ——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
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
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
– 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
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。
Q =R ·s·泊位被利用的天数
s

RNs (D,0)s RN ( nPn sPn )
n0
n s 1
不难看出以上各量有如下关系：
nb.s

s (D,0)s

Q RN

a,
a称为船流密度
注意到(D, 0)s≤1恒成立，得港口最少泊位数为：
S m in

Q RN

nb.s
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：
两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.357 → TW
=1.428天
s

(D,0)s
泊位被利用的天数之和 泊位的全部天数之和

nFn sFn
n0
n s 1

sFn
n0
s


N nPn Ns Pn
n0
n s 1

Ns Pn

1 s
s
(
n0
nPn

s Pn )
n s 1
n0
平均装卸船数
所考虑时段内装卸船舶 的总船天数
S
和 i ( a )i1 1
i1 S
(1 a )2
S
因此在计算中必须保证 S > a 的条件。
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,s Tw,s
1
a s1
Tw,s (s 1)!(s a)2 P0,s
码头规模
最大幅度
约20m 3
2
2
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； …….