港口拖轮优化配置研究

港口拖轮优化配置研究

柳彬

辽宁港口集团有限公司， 辽宁 大连 116001

摘要：在港口，船舶进出港需要拖轮拖引，由于船舶的进出是一个离散随机事件(船舶大小、载重吨及进出港时间均是随机的)，因此为拖轮船队的合理配置带来一定的难度｡一方面可能造成港口船舶等待拖引时间加长，另一方面可能造成拖轮利用率低，造成港口资源的浪费｡因此，对拖轮配置进行优化研究，提出拖轮数量及马力分配的合理方案，以适应港口的发展，具有重要的现实意义｡该文在对秦皇岛港拖轮配置及作业状况分析的基础上，应用统计资料，对拖轮工作过程进行仿真，得出适合现状的拖轮配置方案，为决策提供参考。

关键词：港口拖轮；配置

1、前言

腹地经济发展的滞后严重影响了辽宁沿海港口群长远发展，辽宁沿海港口群吞吐量远远低于其他环勸海港口群，集装箱生成量远远不能满足港口航运的需求｡加之辽宁沿海港口群内部无序竞争，码头泊位同质建设，使其竞争尤为激烈｡在这样的情况下，辽宁半岛港口群资源整合显得尤为迫切和重要。

2、影响拖轮配备的因素

一般拖轮配备还会受到其他因素的影响：

(1)船长、吃水对拖轮配备的要求：例如装箱船的拖轮配备标准，当船长LOAS80米：靠离泊均配备1艘小马力拖轮，其中LOAS50米的船舶或装有侧推器的船舶不使用拖轮等。(2)水文气象对拖轮配备的影响：如风速22米/秒时，靠离泊均最少配备1艘单船马力24200的拖轮，当风速>12米/秒时，与被引船船长另行商议增加拖轮配备。(3)法律法规及行业规章的要求：为确保船舶和港口设施安全，提高引航工作效率，规范引航拖轮的配备使用，在交通运输部《船舶引航管理规定》基础上，对现行引航作业中使用拖轮的有关规定进行了修订完善，制定《大连港船舶引航作业拖轮配备标准》，对于拖轮的配备情况作了基本的规定。(4)特定因素对配备的影响：例如，由于福佳大化2区(小码头)附近水域狭窄，逸盛大化4区航道受横流影响较大，且制动距离较短，为保障船舶和码头安全，会对拖轮配备作特别安排。

3、大连港拖轮作业分析

大连港到港船舶主要分为集装箱船、滚装船、客船、化学品船、液化气体船、油船、散装船和杂货船等八种主要的类型｡船舶在进去港区前时常需要在抛锚的地点等待相应的拖轮提供服务｡不同类型的船舶需要在不同的锚地等待，把油轮、液化气体船和化学品船等危险品运输船集中在邮轮锚地进行抛锚，其他的杂货船、散装船以及集装箱船等集中在一个普通的锚地进行抛锚｡若需要抛锚，各船舶需在锚地等待直至港口内派遣出拖轮来帮助船舶进行靠泊作业，靠泊作业完成后，船舶在靠泊码头进行装卸作业，然后根据船舶是否需要进行移泊作业分别在拖轮协助下进行移泊作业或出港作业，如果货船需要进行移泊作业则到达另一码头进行装卸作业后再进行出港作业，出港作业完成后船舶自行航行离开港口。拖轮作业主要包括协助到港船舶完成进港、移泊、离泊三个环节｡到港船舶抵港前或根据自身的类型已经到达相应的锚地后进行抛锚等待后，有明确靠泊计划时由船舶或船舶代理向拖轮调度中心发出服务请求，港内的拖轮调度中心则根据现有的拖轮资源安排出相应的拖轮，如果现有拖轮资源满足要求，则派遣相应的拖轮进行作业服务；如果现有的拖轮资源不能满足到港船舶的拖轮配备要求，则反馈到相应的船舶或船舶代理，船舶需要在锚地排队等待直至有满足要求的拖轮资源为其提供所需服务｡移泊作业和离泊作业的拖轮作业机制与靠泊(进港)的拖轮作业机制相同｡除协助到港的运输船舶靠离泊外，港作拖轮还需要完成协助港区内船舶修造企业的船舶的试航协助任务等。在有多个停泊基地下，大连港时常有不同基地的拖轮进行交叉作业的情况｡若不允许交叉作业，则导致每个拖轮停泊基地的拖轮的作业范围会变小，每个停泊基地只能接受服务范围内的作业区的服务请求并为其提供服务｡对于两个及两个以上拖轮停泊基地允许交叉作业的情况下，拖轮基地也划分相应的服务范围，但是当一个停泊基地不能满足所属范围的作业区的服务请求时，可以将服务请求传递给另一个停泊基地，如果另一个停泊地有满足要求的拖轮资源时则为其提供服务。

4、实例分析

4.1数据获取

(1)拖轮使用费用

船舶靠离泊使用拖轮和引航或移泊使用拖轮，提供拖轮服务的单位向船方或其代理人计收拖轮费｡表1是航行国内沿海航线船舶拖轮费基准费率表。

表1航行国内沿海航线船舶拖轮费基准费率表单位：元/拖轮艘次

(2)到港船舶数据

表2是收集到的大连港到港船舶的船舶类型、船舶重量、船舶长度、作业性质以及作业开始和结束的地点，本文采用了大连港轮驳公司2017年12月份的到港船舶的相关数据进行拖轮配置优化，如表2所示。

表2到港船舶的相关数据

由于12月份到港船舶数据较多，不能所有数据全部列于表格中，所以只列出一部分作为参考。船舶作业的开始地点与结束地点均采用数字代表：1-大港停泊基地、2-大窑湾停泊基地、3-大连湾停泊基地、4-新港停泊基地、5-长兴岛停泊基地、6-旅顺停泊基地、7-大港区公共泊位、8-大港区造船重工、9-大港区石油七厂、10-中远船务、11-大窑湾泊位、12-大窑湾汽车码头、13-大连湾泊位、14-北良泊位、15-福佳逸盛泊位、16-新港区泊位、17-新港区30万泊位、18-长兴岛公共泊位、19-长兴岛恒力石化、20-长兴岛30万泊位、21-旅顺泊位、22-大港1锚地、23-大港2锚地、24-大港油轮锚地、25-大窑湾锚地、26-新港油轮锚地、27-长兴岛锚地、28-长兴岛油轮锚地、29-旅顺锚地、30-新港区锚地。

4.2优化结果分析

根据遗传算法和输入的数据，得出进化迭代图，选址及配置计算结果如下。10次运算最优结果均高于大连港的实际利益｡(利益单位：万元)：运行结果如下：大港区基地：总共配置5艘拖轮，分别为连港9、连港27、连港33、连港32、连港43。大窑湾基地：总共配置6艘拖轮，连港31、连港45、连港29、连港30、连港50、连港51。大连湾基地：总共配置5艘拖轮，包括连港11、连港6、连港28、连港41、连港35。新港区基地：总共配置6艘拖轮，连港40、连港36、连港52、连港8、连港47、连港44。长兴岛基地：总共配置8艘拖轮，包括连港37、连港46、连港23、连港4、连港48、连港42、连港49、旅港拖一。大港区基地：大港区虽然很多业务在转向大窑湾地区，但是依然还有很多到港船舶需要拖轮作业｡另外由于大港区存在三个设置的正式锚地，而且服务范围广泛，所以依然需要设置停泊基地。大窑湾基地：大窑湾港区处于上升发展期，停泊基地的设置已经基本可以满足大窑湾港区的需要，所以需要保留大窑湾基地。大连湾基地：由于大港区存在三个设置的正式锚地，而且服务范围广泛，为了避免拖轮的空驶增加，所以在大连湾港区设置基地，可以有效的服务中远船舶、北良泊位等港区内的船只。新港区基地：新港区的作业量较大，而且多为30万吨级的大型船舶，每艘大型船舶需要多艘拖轮协助作业，为了避免船舶在锚地等待时间过长，所以设置新港基地。长兴岛基地：2018年起恒力石化公司不再租用拖轮，改由轮驳公司直接营运｡另外，《辽宁沿海经济带发展规划》明确要求，加快大连长兴岛临港工业区建设，配套发展航运、物流、商贸等现代服务业｡由于国家的支持鼓励发展长兴岛地区，并且长兴岛要有几个码头泊位投产，会有船舶靠离用到拖轮｡建设长兴岛基地符合大连港的生产需求｡所以考虑到现在及未来的需要，在长兴岛设置基地。

参考文献

[1]杨志华.港口拖轮优化配置研究[J].系统仿真技术，2012(2)：169-174.

[2]杨志华.港口拖轮总体配置的仿真研究及应用[D].武汉理工大学，2003.