【正文】 LNG接受站年接卸300萬(wàn)噸LNG的規(guī)模考慮2022年進(jìn)出港航道通過(guò)能力計(jì)算LNG 接收站年接卸 300萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模前LNG 接收站年接卸 300 萬(wàn)噸LNG 的規(guī)模后LNG 接收站建成后與建成前通過(guò)能力相當(dāng)?shù)拇暗竭_(dá)率計(jì)算到達(dá)率（艘/天） 7平均服務(wù)時(shí)間（天/艘） 輸入?yún)?shù)服務(wù)臺(tái)數(shù)量（個(gè)） 9 10 10服務(wù)強(qiáng)度 排隊(duì)船舶數(shù)（艘） 輸出參數(shù)隊(duì)列中平均等待時(shí)間(分) 2）若 LNG 接受站按照每年接卸 600 萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模考慮，2022 年進(jìn)出港航道通過(guò)能力計(jì)算結(jié)果如下（見表 ）：表 LNG 接受站年接卸 600 萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模考慮 2022 年進(jìn)出港航道通過(guò)能力計(jì)算LNG 接收站年接卸 600萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模前LNG 接收站年接卸 600 萬(wàn)噸LNG 的規(guī)模后LNG 接收站建成后與建成前通過(guò)能力相當(dāng)?shù)拇暗竭_(dá)率計(jì)算到達(dá)率（艘/天） 6平均服務(wù)時(shí)間（天/艘） 輸入?yún)?shù)服務(wù)臺(tái)數(shù)量（個(gè)） 9 10 10服務(wù)強(qiáng)度 排隊(duì)船舶數(shù)（艘） 輸出參數(shù)隊(duì)列中平均等待時(shí)間(分) （1）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，在 LNG 接受站建成前船舶排隊(duì)數(shù)為 艘，平均等待時(shí)間為 分鐘,平均等待時(shí)間只有 分鐘表明集裝箱船不需要排隊(duì)就可進(jìn)入港區(qū)，并進(jìn)一步說(shuō)明大鏟灣港區(qū)航道泊位系統(tǒng)不存在壓港現(xiàn)象,航道中船舶流量未達(dá)到上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析27航道通過(guò)能力的飽和值。 2022 年進(jìn)出港航道通過(guò)能力計(jì)算1）若 LNG 接受站按照每年接卸 300 萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)?？紤]，2022 年進(jìn)出港航道通過(guò)能力計(jì)算結(jié)果如下（見表 ）：（1）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，在 LNG 接受站建成前船舶排隊(duì)數(shù)極少為 艘，平均等待時(shí)間為 分鐘, 平均等待時(shí)間只有 分鐘表明集裝箱船不需要排隊(duì)就可進(jìn)入港區(qū)，并進(jìn)一步說(shuō)明大鏟灣港區(qū)航道泊位系統(tǒng)壓港現(xiàn)象不明顯,航道中船舶流量未達(dá)到航道通過(guò)能力的飽和值。雖然年接卸 300 萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模到港裝卸的船舶中大船數(shù)量相對(duì) 600 萬(wàn)噸規(guī)模少，但 LNG 接受站的裝卸效率并不隨吞吐量的變化而變化，那么對(duì) LNG 接受站航道泊位子系統(tǒng)的平均服務(wù)時(shí)間估算仍為 小時(shí)/艘。并考慮各單項(xiàng)作業(yè)時(shí)間：聯(lián)檢 小時(shí)、接駁卸料臂 小時(shí)、應(yīng)急系統(tǒng)測(cè)試 小時(shí)、冷卻 小時(shí)、應(yīng)急系統(tǒng)測(cè)試 小時(shí)、吹掃和脫開卸料臂 小時(shí)、離開的時(shí)的聯(lián)檢和辦理手續(xù) 小時(shí)，共 小時(shí)。我們估計(jì)出平均延誤時(shí)間為 4 小時(shí)/艘。（2）LNG 接受站建成年接卸 600 萬(wàn)噸 LNG 的規(guī)模后大鏟灣港區(qū)航道泊位子系統(tǒng)的平均服務(wù)時(shí)間會(huì)受到 LNG 船舶的航行、靠離泊作業(yè)的影響。 航道泊位系統(tǒng)平均服務(wù)時(shí)間（1）LNG 接收站建成前大鏟灣港區(qū)航道泊位子系統(tǒng)平均服務(wù)時(shí)間為船舶進(jìn)入航道到離開泊位離開港區(qū)所需時(shí)間，即船舶在進(jìn)港航道的航行時(shí)間+船舶裝卸時(shí)間+船舶離泊時(shí)間和離港時(shí)間（包括裝卸完成后但由于其他原因無(wú)法馬上離泊的時(shí)間） 。根據(jù) LNG 船舶對(duì)進(jìn)出港航道的要求實(shí)行航行管制措施，那么，結(jié)合深圳大鏟灣港區(qū)航道寬度有限這個(gè)實(shí)際情況，其進(jìn)出港航道為有條件雙向通航航道，正常情況下為雙向通航，在航道內(nèi)有 LNG 船航行時(shí)須進(jìn)行單向通航，以保證 LNG 船的安全航行。29.367N, 113176。（2）北航道北航道南接西部警戒區(qū),北接大鏟水道南端。 （6） 進(jìn)出港航速受到限制。d、管線及配套設(shè)施。上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析20圖 深圳大鏟島 LNG 接收站示意圖（2）建設(shè)方案概要擬建 LNG 接收站的平面布置見圖 。2030 年大鏟灣港區(qū)將建成 19 個(gè)集裝箱泊位，其中 10 萬(wàn)噸級(jí)泊位 15 個(gè)，7 萬(wàn)噸級(jí)泊位 4 個(gè)。 1）深圳大鏟灣港區(qū)集裝箱碼頭（1）地理位置大鏟灣港區(qū) 大鏟灣港區(qū)集裝箱碼頭大鏟島小鏟島圖 深圳大鏟灣港區(qū)集裝箱碼頭位置示意圖深圳港大鏟灣港區(qū)位于深圳西部大鏟灣內(nèi),是以集裝箱干線運(yùn)輸為主的深水港區(qū)，依托集裝箱運(yùn)輸，發(fā)展現(xiàn)代物流。該航道泊位系統(tǒng)可以被看作一個(gè) 排隊(duì)模型，?//KM設(shè)各個(gè)服務(wù)臺(tái)相互獨(dú)立，其平均服務(wù)率為 （航道中航行時(shí)間加泊位上作業(yè)時(shí)間） ，?服務(wù)臺(tái)個(gè)數(shù)為 NS，船舶到達(dá)率為 。上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析18第三章 LNG 接受站的建設(shè)對(duì)港口通過(guò)能力的影響目前，國(guó)內(nèi)各大港口裝卸貨物的種類日趨多樣，進(jìn)出港船舶船型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這使得進(jìn)出港航道的交通管理的難度日漸復(fù)雜。（3）可利用 VTS（vessel traffic services，船舶交通服務(wù)系統(tǒng)）擴(kuò)大監(jiān)控范圍，對(duì)船舶流量進(jìn)行預(yù)判，盡早通知船舶可在什么時(shí)段通過(guò)大橋，并且可在橋區(qū)水域?qū)Υ昂叫邪踩M(jìn)行監(jiān)管，減少事故的發(fā)生，更好的為船舶服務(wù)。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是系統(tǒng)具有兩個(gè)瓶頸：（1）復(fù)線布置橋梁通航系統(tǒng)中，由于駕駛員考慮操船安全因素導(dǎo)致降低通過(guò)第二座橋的航速形成瓶頸效應(yīng)，使通航效率降低。由圖 可見，復(fù)線布置橋梁通航系統(tǒng)的通航效率低于單橋系統(tǒng)，上行時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)的通過(guò)時(shí)間之差略大，船舶排隊(duì)數(shù)之差還在合理的范圍之內(nèi)，下行時(shí)，兩系統(tǒng)之間的指標(biāo)數(shù)據(jù)相差不大。表 日常時(shí)段主通航孔通航效率比對(duì)表主通航孔（日常時(shí)段） 上行(兩橋) 上行(單橋) 下行(兩橋) 下行(單橋)船舶排隊(duì)總數(shù)(艘) 11 船舶在第一座橋前排隊(duì)數(shù)(艘) 9 0 船舶在第二座橋前排隊(duì)數(shù)(艘) 2 兩橋間航行時(shí)間(分) 12 系統(tǒng)中總時(shí)間(分) 船舶過(guò)橋總時(shí)間(分) 圖 日常時(shí)段主通航孔上行、下行方向通航效率比對(duì)圖 主通航孔高峰時(shí)段通航數(shù)據(jù)計(jì)算與分析通過(guò)對(duì)主通航孔高峰情況下，復(fù)線布置橋梁通航情況的模擬及單橋通航情況的數(shù)值計(jì)算，得出以下數(shù)據(jù)（表 ） 。上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析14051015202530354045上 行 (兩 橋 ) 上 行 (單 橋 )船 舶 排 隊(duì) 總 數(shù) (艘 ) 系 統(tǒng) 中 總 時(shí) 間 (分 ) 船 舶 過(guò) 橋 總 時(shí) 間 (分 ) 024681012141618下 行 (兩 橋 ) 下 行 (單 橋 )船 舶 排 隊(duì) 總 數(shù) (艘 ) 系 統(tǒng) 中 總 時(shí) 間 (分 ) 船 舶 過(guò) 橋 總 時(shí) 間 (分 ) 橋梁通航效率系統(tǒng)模型計(jì)算與分析 主通航孔日常通航數(shù)據(jù)計(jì)算與分析通過(guò)對(duì)主通航孔日常情況下，復(fù)線布置橋梁通航情況的模擬及單橋通航情況的數(shù)值計(jì)算，得出以下數(shù)據(jù)（表 ） 。做出如此估計(jì)的原因是：（1）駕駛員在連續(xù)通過(guò)相距較近的大橋時(shí)，在心理上的壓力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)分別、單獨(dú)的通過(guò)兩座大橋，駕駛員的行為可能因此而受到影響，易發(fā)生失誤，尤其是對(duì)大型船舶駕駛員的影響更大，通常會(huì)減慢航行速度來(lái)保證操船安全；（2）兩橋距離較近，兩橋橋下流場(chǎng)相互影響，上游橋墩尾渦中尚未消散的紊動(dòng)與下游墩前、墩側(cè)紊動(dòng)疊加，使其增強(qiáng)，使通航環(huán)境更加復(fù)雜，對(duì)保持原有航速航行更加不利；（3）船舶進(jìn)入橋區(qū)水域時(shí)，必須保持適于實(shí)際的航向、船位，船舶操縱的難度增大,甚至難以采取安全過(guò)橋的措施，這也迫使駕駛員降低航速。 （如圖 所示）滬通大橋蘇通大橋圖 蘇通大橋和滬通大橋位置及航道示意圖上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析11 蘇通大橋和滬通大橋附近水域船舶流量觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 船舶領(lǐng)域縱長(zhǎng)的確定本文根據(jù)《上海至南通鐵路滬通大橋評(píng)估報(bào)告》中橋區(qū)水域船舶通航能力預(yù)測(cè)參數(shù)（如表 ） ，統(tǒng)計(jì)計(jì)算通過(guò)主、副通航孔船舶的船舶領(lǐng)域縱長(zhǎng)（如表 ） 。V5）當(dāng)航路上第二座橋的隊(duì)長(zhǎng)小于 （最大通航容量）時(shí),前座橋可以通航,一2K旦駛過(guò)第一座橋的船舶進(jìn)入兩橋中間水域使第二座橋的隊(duì)長(zhǎng)到達(dá) 時(shí),第一座橋便2K停止通航,直到第二座橋通過(guò)一艘船舶后使船舶隊(duì)長(zhǎng)小于 時(shí),第一座橋才恢復(fù)通航。2）船舶按 POSSION 流到達(dá)，均值為 （艘/小時(shí)） 。通常航行條件下被追越船舶的領(lǐng)域尺寸為 8L( L 即船長(zhǎng) )/()。目前，應(yīng)用較多的模型有：（1）藤井模型：通過(guò)在日本沿海水域海上交通調(diào)查并對(duì)船舶相對(duì)位置的二維頻率分布分析研究，藤井提出了船舶領(lǐng)域的模型，即以船舶(被避讓船舶)為中心，長(zhǎng)半軸沿船舶首尾方向。當(dāng)航道達(dá)到最大交通密度時(shí)，船舶之間保持一定的安全距離航行以避免發(fā)生碰撞，其中安全距離就是船舶安全行駛的最小距離，也就是船舶避碰領(lǐng)域（簡(jiǎn)稱船舶領(lǐng)域） 。其各項(xiàng)指標(biāo)可由 M/M/1 型排隊(duì)系統(tǒng)中經(jīng)典公式得出：1平均排隊(duì)數(shù)(艘) ： ??102???sL系統(tǒng)中總時(shí)間： 10qW 復(fù)線布置橋梁通航效率系統(tǒng)模型將復(fù)線布置橋梁的兩個(gè)通航孔看成兩個(gè)串聯(lián)的服務(wù)臺(tái)，船舶到達(dá)服從隨機(jī)分布，船舶可在橋前進(jìn)行排隊(duì)但排隊(duì)容量有限制，因此運(yùn)用串聯(lián)開排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬大橋通航系統(tǒng)的通航情況。船舶流的集結(jié)現(xiàn)象會(huì)對(duì)橋區(qū)水域通航效率有一定的影響，會(huì)增加通航管理的難度，因此，在橋梁規(guī)劃布置時(shí)應(yīng)考慮橋梁布置方式對(duì)船舶通航的影響，進(jìn)行橋梁通航效率系統(tǒng)的定量計(jì)算。2） 研究有 LNG 接受站的港區(qū)的通過(guò)能力，將航道與泊位考慮為服務(wù)臺(tái)，計(jì)上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析6算港區(qū)的通過(guò)能力，將計(jì)算結(jié)果與無(wú)航行管制情況下的通過(guò)能力相比較，并分析在 LNG 接受站建成后港區(qū)內(nèi)其他泊位的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)對(duì)港區(qū)在規(guī)劃年的船舶流量的預(yù)測(cè)、船舶進(jìn)出港和靠離泊時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，對(duì)建成 LNG 接受站和未建成 LNG 接受站兩種情況下的港區(qū)通過(guò)能力進(jìn)行計(jì)算與對(duì)比，并計(jì)算出 LNG 接受站建成后港區(qū)內(nèi)其他泊位的經(jīng)濟(jì)損失。 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 研究?jī)?nèi)容本文從對(duì)船舶通航現(xiàn)狀的實(shí)地調(diào)查入手，首先通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江定線制航道蘇通大橋和擬建滬通大橋航段的船舶流量觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)此航段船舶流量較大，在漲潮和落潮時(shí)上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析4易引起交通擁擠，在滬通大橋建成后發(fā)生交通擁擠的可能性將加大；其次通過(guò)對(duì)深圳大鏟灣港區(qū)船舶通航現(xiàn)狀的調(diào)查和船舶流量的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)易引起通航延誤和通過(guò)能力下降的問(wèn)題：（1）大鏟灣港區(qū)集裝箱碼頭的回旋水域與港區(qū)主航道重合，引起離港船舶不能及時(shí)使用回旋水域進(jìn)行離泊作業(yè)而滯留碼頭， （2）在擬建LNG（液化天然氣船）接受站建成后，LNG 船進(jìn)出港區(qū)時(shí)需實(shí)行航行管制措施以保安全，這會(huì)對(duì)大鏟灣港區(qū)的通過(guò)能力有較大影響；最后，對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，運(yùn)用觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的數(shù)值計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果并給出改善現(xiàn)狀的建議。他們建立的模型在天津港主航道規(guī)劃設(shè)計(jì)和擴(kuò)建工程中的應(yīng)用結(jié)果表明,該方法能較好的對(duì)受限航道的飽和程度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。劉明俊，艾萬(wàn)政，程志友 [16]（2022）結(jié)合實(shí)測(cè)得到的蘇通大橋的橋區(qū)水域的船舶流量數(shù)據(jù)，運(yùn)用船舶領(lǐng)域理論,對(duì)蘇通大橋施工期主通航孔上、下行全天主通航孔大型船舶航路和小型船舶航路的通航能力進(jìn)行分析論證。Wilson, Hoyt G.[3]研究了美國(guó)內(nèi)河航道特別是船閘所在航道的擁擠后，并用 M/M/1與 M/G/1 排隊(duì)模型模擬航道通航情況，并將結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn) M/G/1 模型更加適合模擬船閘航道的通航特性。本文對(duì)通航效率進(jìn)行建模分析，定量計(jì)算出各案例的通航效率并進(jìn)行比較，找出問(wèn)題的根源， 并為 LNG 接受站等危險(xiǎn)品碼頭、復(fù)線布置橋梁的選址提供參考；為通航管理部門對(duì)受限水域和需施行航行管制的水域的管理提供依據(jù)。 （3）在狹窄水域規(guī)劃建設(shè)水工建筑時(shí)，為充分利用當(dāng)?shù)亓己玫淖匀粭l件，將同一片水域可賦予兩種不同的功能。通過(guò)對(duì)航道、碼頭、橋梁的船舶通航情況的大量觀測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)船舶通航的三個(gè)典型現(xiàn)象：（1）在船舶流量較大的定線制航道上，橋梁通航孔形成的船舶流的集結(jié)現(xiàn)象不能在短距離之內(nèi)消散，一旦形成相對(duì)船舶擁擠和延誤，其船舶流消散過(guò)程會(huì)很長(zhǎng)。3）針對(duì)回旋水域與主航道重合時(shí)的通航延誤問(wèn)題進(jìn)行建模分析，用移位負(fù)指數(shù)分布擬合單向通航主航道交通流,并將回旋水域視為一個(gè) M/G/1 排隊(duì)系統(tǒng)，將主航道與回旋水域作為整體計(jì)算船舶離泊時(shí)間延誤，建立船舶在離泊作業(yè)時(shí)切入主航道的經(jīng)濟(jì)角度模型。本文在對(duì)航道、碼頭、橋梁的船舶通航情況的大量觀測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果分析各種通航問(wèn)題的特點(diǎn)，并根據(jù)不同通航特征，將研究?jī)?nèi)容分為三部分：1）以復(fù)線布置橋梁的橋區(qū)水域作為研究對(duì)象，將復(fù)線布置橋梁的橋區(qū)水域考慮為一個(gè)串聯(lián)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)兩橋通航系統(tǒng)的通航效率進(jìn)行研究。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明