基于港口服务水平的沿海港口通过能力研究

杨文芳

（南京市航道管理处，江苏 南京 210009）

基于港口服务水平的沿海港口通过能力研究

杨文芳

（南京市航道管理处，江苏 南京 210009）

港口通过能力是港口运营的基础数据，对其进行研究具有重要意义。首先，对沿海港口航道通过能力的定义进行了讨论，并提出了港口服务水平的计算方式。接着，构建了沿海港口通过能力的仿真模型。最后，以某海港航道为例，计算了其通过能力，并验证了港口服务水平与港口通过能力之间的关系。

港口管理 海港港口服务水平 海港港口通过能力

作为港口服务能力的重要指标，港口航道通过能力的计算、规划和评价对于巷道使用、维护以及扩建十分重要。对内河航运和海上航运而言，二者的港口通过能力受到的影响因素差异很大，因而二者通过能力的计算方法也相应地存在较大差异。对沿海港口而言，其通过能力会受到天气、通航尺度、航行规则、泊位条件、港口运营安排以及港口服务方案等影响，计算过程较为复杂。本文将对沿海港口航道通过能力的定义进行阐述；就通过能力的计算提出仿真模型，并通过具体算例说明通过能力的计算方法。希望本研究能够对深入研究海港的通过能力有理论价值，并进而促进海港建设和运营水平的提升[1]。

1. 沿海港口航道通过能力的定义

关于海港通过能力，目前学术界并没有统一而标准的定义。通过能力这一概念首先被应用在道路工程学的研究和实践中，其初始含义是指某一路段或者路口在单位时间内通过的最大车辆数量。后来，该概念延伸到内盒航道的研究中，其含义是指某一航段在单位时间内通过的最大船舶吨位或者船舶数量。结合海上交通的特点，本文将海港航道通过能力作如下定义：在正常作业条件下，基于常态的服务水平，某一航道在一定时期（通常是一年）内所通过的船舶总吨位。可见，本文所讨论的海港航道通过能力与通常议一下河港通过能力不同，它除了受一般硬件条件影响外，还会受到服务水平的限制[2]。

2 .海港航道通过能力仿真模型的构建

与某航道过去一定时期内通过的船舶吨位或者数量不同，航道通过能力是一种潜在的、未得到完全验证的能力。加之港口作业系统较为复杂，因而，要对其进行计算就需要借助计算机技术进行仿真，以便为计算过程本身提供更加可视化、更具操作性的模型和方法。

2.1 沿海港口船舶航行作业系统分析

如表1所示，船舶航行作业系统会受到航道、泊位、船舶吨级、船舶到港/离港时刻、船舶等待航道时间、船舶作业状态、船舶锚地以及港口服务规则等因素的影响。因此，它是一个动态的、带有一定随机性的行为。

2.2 构建仿真模型

结合海港实际，本文对仿真模型作如下假设：（1）港口处于正常运行状态，无突发事件；（2）港口的气象和水文条件正常，不影响船舶进港/离港；（3）港口锚位足够，能够为船舶提供正常服务；（4）航道宽度不成为船舶进入障碍；（5）各船舶港口内的运行相互不非正常干扰。

基于这些假设，构建了船舶航行作业系统仿真模型。如图1所示，该模型包含锚地待泊、起锚进港、靠泊作业、解缆离港四个部分。

3 .算例分析

在本算例中，数据来自于沿海某集装箱港区。该港区的航道为单向进出，通过航道所需时间为1小时。该港区服务船舶按照吨位属性分为8种（分布在5000吨至120000吨之间），均可以随时进出港口，不需要等待潮位[3]。

通过仿真模型，能够得到港口通过能力与服务水平之间的关系。拟合关系式为：

在上式中，Q——港口通过能力，单位为万吨/年；S——服务水平。

仿真曲线拟合如图2所示，显示港口通过能力与服务水平的拟合度较高，仿真结果可信。在本研究中，S的值位于区间[0.15,1.4]上，如果S＜0.15，说明船舶等待时间很短，港口服务水平极高，不会受到航道其他属性的限制；如果S＞1.4，说明等待时间过多，港口存在严重的堵塞情况，航道不能正常使用。

对港区内的特定航道而言，如果对港口服务水平提出越高的要求，那么其通过能力就会相应地降低。如果要服务水平在0.5，那么港口通过能力为28200万吨/年。这种情况（服务水平在0.5）是合理上限，它表明等待时间可以容忍。如果服务水平在0.5以上，那么就需要考虑对港口航道采取扩建或者其他改善措施。

4结论

港口通航能力对一个国家乃至一个地区的经济发展、社会服务、国际交流以及救援工作等十分重要。港口通过能力受到气象、水文等诸多外在因素的影响，同时也受到服务水平等内在因素的影响。本文基于港口服务水平对其通航能力进行研究。结果表明，二者之间呈负相关关系。即，对特定条件下港口服务水平提出越高的要求，那么其通过能力就越低。为此，可以在服务水平特定的前提下，可以通过扩建航道、改善装卸设施、优化进港/离港程序等措施来对通过能力加以改进。

[1]陈琦. 船舶进出港安全间距对沿海港口航道通过能力的影响[D].大连理工大学,2011.

[2]陈琦,郭子坚,宋向群,唐国磊. 船舶进出港的安全时距对散货港口服务水平的影响[J]. 港工技术,2011,06:19-22.

[3]李树兵. 沿海港口e-航海顶层设计[J]. 大连海事大学学报(社会科学版),2015,01:20-26.

G322

B

1007-6344（2015）10-0023-01