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港口交通资源承载力预测预警模型

焦宇 康与涛 尹小贝 汪金辉 许乐平

焦宇, 康与涛, 尹小贝, 汪金辉, 许乐平. 港口交通资源承载力预测预警模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(2): 84-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.02.012
引用本文: 焦宇, 康与涛, 尹小贝, 汪金辉, 许乐平. 港口交通资源承载力预测预警模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(2): 84-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.02.012
JIAO Yu, KANG Yu-tao, YIN Xiao-bei, WANG Jin-hui, XU Le-ping. Forecasting and early-warning model of port traffic resource carrying capacity[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(2): 84-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.02.012
Citation: JIAO Yu, KANG Yu-tao, YIN Xiao-bei, WANG Jin-hui, XU Le-ping. Forecasting and early-warning model of port traffic resource carrying capacity[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(2): 84-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.02.012

港口交通资源承载力预测预警模型

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.02.012
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51109127

上海海事大学科研基金项目 20100077

详细信息
    作者简介:

    焦宇(1981-), 男, 河南汝州人, 上海海事大学讲师, 工学博士, 从事水运安全研究

  • 中图分类号: U651.3

Forecasting and early-warning model of port traffic resource carrying capacity

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  • 摘要: 根据航道交通容量计算方法, 建立了航道资源静态承载力模型, 基于锚地规模计算方法和基准判定参数, 建立了锚地资源承载力分级模型。应用排队理论, 将港口码头泊位的服务强度与航道资源、锚地资源的承载力模型相融合, 构建了港口交通资源承载力综合预测预警模型, 并以中国南方某港口进行实例验证。计算结果表明: 应用预测预警模型, 2008年与2010年的航道资源承载力指数分别为0.405与0.608, 锚地资源承载力综合指数分别为1.489与0.600, 2008年的港口码头服务强度为0.565, 计算结果与事实相符; 按照货物吞吐量的增长速度, 预计到2015年, 最小、最大航道资源承载力指数分别为0.593与0.796, 预计到2020年, 最小、最大航道资源承载力指数分别为0.685与0.944;基于现有锚地资源, 预计到2015年, 水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.177, 水深在5~10m的最大锚地资源承载力指数为1.037, 水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.294, 预计到2020年, 水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.210, 水深在5~10m的最大锚地资源承载力指数为1.231, 水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.535;预计到2015年, 港口码头的最小泊位服务强度为0.858, 预计到2020年, 港口码头的最小泊位服务强度为0.994。

     

  • 图  1  模型结构

    Figure  1.  Model structure

    图  2  警戒区航道容量

    Figure  2.  Channel capacity of warning area

    图  3  警戒区

    Figure  3.  Warning zones

    图  4  航道资源承载力指数对比

    Figure  4.  Comparison of channel resource carrying capacity indexes

    图  5  不同水深锚地资源承载力指数

    Figure  5.  Anchorage resource carrying capacity indexes with different water depths

    图  6  锚地资源综合承载力指数对比

    Figure  6.  Comparison of comprehensive anchorage resource carrying capacity indexes

    图  7  扩充后的锚地资源综合承载力指数

    Figure  7.  Comprehensive anchorage resource carrying capacity indexes after extending

    表  1  航道资源承载力预警标准

    Table  1.   Early-warning standard of channel resource carrying capacity

    指数范围 等级 承载状态 状态描述
    Ih≤0.600 绿色 弱载 航道通行畅通, 服务水平很高
    0.600 < Ih≤0.800 蓝色 适载 航道忙碌, 但通行畅通, 服务水平较高
    0.800 < Ih≤0.900 黄色 高载 航道交通繁忙, 出现船舶等待进港现象, 服务水平较差
    Ih > 0.900 红色 超载 航道严重拥堵, 造成船舶等待时间长, 服务水平极差
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    表  2  锚地资源承载力预警标准

    Table  2.   Early-warning standard of anchorage resource carrying capacity

    指数范围 等级 承载状态 状态描述
    Im≤0.750 绿色 弱载 锚地面积完全满足船舶的锚泊要求, 锚地富余面积大
    0.750 < Im≤0.850 蓝色 适载 锚地面积满足锚泊船舶的需求, 有一定的锚地富余面积
    0.850 < Im≤0.950 黄色 高载 锚地锚泊船舶密度大, 出现拥挤现象
    Im > 0.950 红色 超载 锚泊船舶严重拥挤, 出现船舶无处锚泊现象
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    表  3  综合预警标准

    Table  3.   Comprehensive early-warning standard

    指数范围 等级 承载状态 状态描述
    ρ < 1.000且I≤0.750 绿色 弱载 排队等待船舶数量很少, 锚地面积完全满足船舶的锚泊要求, 锚地富余面积大
    ρ < 1.000且0.750 < I≤0.850 蓝色 适载 排队等待船舶少, 锚地面积满足排队船舶的需求, 有一定的锚地富余面积
    ρ < 1.000且0.850 < I≤0.950 黄色 高载 锚地锚泊排队等待船舶密度大, 出现拥挤现象
    ρ≥1.000或I > 0.950 红色 超载 产生无限排队现象或排队等待船舶数量较大, 出现锚地面积不足与船舶无处锚泊现象
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    表  4  锚地资源承载力指数

    Table  4.   Anchorage resource carrying capacity indexes

    年份 工况 T0/108 t Ij Im
    水深小于5 m 水深5~10 m 水深大于10 m
    2008 2.110 0.141 0.686 3.586 1.489
    2010 2.800 0.139 0.647 0.793 0.600
    2015 1 4.300 0.177 1.037 1.294 0.961
    2 3.700 0.152 0.893 1.114 0.827
    3 3.200 0.132 0.772 0.963 0.715
    2020 1 5.100 0.210 1.231 1.535 1.140
    2 4.400 0.181 1.062 1.324 0.984
    3 3.700 0.152 0.893 1.113 0.827
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    表  5  码头泊位服务强度

    Table  5.   Service strengths of berths

    年份 工况 T0/108t ρ M/艘 W/d I
    2008 2.110 0.565
    2015 1 4.300 > 1.000
    2 3.700 0.994 155.000 1.012 0.899
    3 3.200 0.858 0.867 0.007
    2020 1 5.100 > 1.000
    2 4.400 > 1.000
    3 3.700 0.994 155.000 1.012 0.899
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  • 收稿日期:  2011-11-29
  • 刊出日期:  2012-04-25

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