（交通运输工程专业论文）宁波港拖轮船队优化配置研究.pdf

摘要 随着科学技术的进步和国际海运业的快速发展，给港口行业带来了新的机遇与挑 战。作为宁波港港作拖轮的经营管理企业，宁波港油港轮驳公司未来几年内应如何 合理配置港作拖轮队伍的规模和结构，在确保港口生产发展需要的前提下，保持企 业的强大生命力和持续发展能力，是本文研究的主要内容。 本文通过搜集大量的统计资料，在对宁波港港口生产情况和现有拖轮配置情 况分析的基础上，对影响港作拖轮总体配置的港口生产要素进行了全面的统计和 分析，特别是在对进出港船舶相关统计数据进行科学归纳、整理、计算的前提下， 探索港作拖轮船队的配置与港口生产的吞吐量、到港船舶类型和艘次数等港口生 产要素间内在的关联规律，建立了各自的关联模型，并结合港口生产未来几年内 的预测规模，推算出2 0 0 8 年宁波港拖轮船队的总体配置方案。本文期望能通过 相关分析，为港口科学合理地配置港作拖轮、减少配置港作拖轮中的盲目性提出 较为严谨的计算方法，使港作拖轮船队的配置规模和结构日趋科学、合理，从而 满足港口生产经营及未来发展的需要。 关键词：经营管理，港作拖轮，预测，总体配置 a b s t r a c t w n ht h ea d v a n c e m e n to fs c i e n c et h e c h n o l o g ya n dt h er a p i dd e v e l o p m e n t o fi n t e m a t i o n a lm a d n e ，i tb r i n g sn e wo p p o r t u n i t ya n dc h a l l e n g ef o rh a r b o u r i n d u s t r y a sam a n a g e m e n tc o n t r o le n t e r p r i s er e f e r st op o r t - w o r k i n gt u g si n n i n g b op o r t ，n i n g b op o r to i lh a n d i n g & t u g ( b a r g e ) c o l t db yw h i c h t os e ta s e n s i b l ed i s t r i b u t i o nf o rt h ed i m e n s i o n sa n ds t r u c t u r eo fp o r t - w o r k i n gt u g sj n t h ec o m i n gf e wy e a r so nt h ep u r p o s eo fk e e p i n gi t ss t r o n ge n e r g ya n d s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tc a p a c i t y , w h i c hi st h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e r , t h i sp a p e rv i ac o l l e c t i n gal a r g en u m b e ro fs t a t i s t i cd a t a s 。b a s i so n a n a t y z i n gi n d u s t r yc o n d i t i o n sa n dt u g s d i s t r i b u t i o n t h e nt a k es o m ep r o c e s s u r e s u c ha sc o n c l u s i o n ，a d j u s t m e n t 。c a c u l a t i o nw i t hh a r b o u rp r o d u c t i o nf a c t o rt h a t e f f e c tt h es t r u c t u r eo fp o r t - w o r k i n gt u g s ，e s p e c i a l l yo nt h ep r e m i s eo fs t a t i s t i c a l a n a l y s i sb yt h eb e r t h i n gv e s s e l s u n d e rt h ea n a l y s i sb e t w e e nt h es t r u c t u r eo f p o r t - w o r k i n gt u g sa n dp o r tm a n a g e m e n tc o n d i t i o n ，b yw h i c hr e s e a r c h i n gt h e r u l eo fh a r b o u rp r o d u c t i o nf a c t o rb e t w e e nt h es t r u c t u r eo fp o r t - w o r k i n gt u g s a n dp o r t st o t a lt h r o u g h p u t ，t h et y p e so fb e r t h i n gv e s s e l sa n ds h i pt i m e se t c m e a n w i l e ，f o r e c a s t i n gt h et h ec h a n g e si nt h eh a r b o u rp r o d u c t i o nf a c t o ro v e r t h ec o m i n gy e a ra d o p t i n gt h eg l o b a lo b j e c to fn i n g b op o r td e v e l o p m e n t p l a n n i n g 。o nt h ep u r p o s eo fp u t i n gf o r w a r d n e w e ra l g o r i t h m i cm e t h o df o r s e t t i n gs e n s i b l ed i s t r i b u t i o no fp o r t - w o r k i n gt u g s d i m e n s i o n sa n ds t r u c t u r e ， a v o i d i n gr e s o u r c e sw a s t i n g s oa st om a k e t h ep o r t - w o r k i n gt u g s d i s p o s i t i o n t ob em o l es c i e n t i f i c & r a t i o n a l ，w h i l ek e e p i n gu pw i t ht h er e q u i r e m e n to fp o r t m a n a g e m e n t a n dd e v e l o p m e n ti nt h ef u t u r e l u h a lb o ( m t e ) d i r e c t e db y p r o f e s s o r w u x i a n q h a o k e yw o r d s ：m a n a g e m e n tc o n t r o l ，p o r t - w o r k i n gt u g ，d e v e l o p m e n tp l a n n i n g f o r e c a s t ，d e p l o y 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不 包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他 同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确 的声明并表示了谢意。 作者签名：叠选遮日期：! ：墨r 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和 借阅；学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用 影印、缩印或者其他复制手段保存论文。保密的论文在解密 后遵守此规定。 作者签名蓬鱼盛导师签名：兰垄! 孟羔日期：幽：墨竺 交通运输工程硕士论文 刖茜 一定吨位和长度的船舶需要相应数量和匹配马力的拖轮拖曳。拖轮船队规模和结 构的配置不当，直接影响着港口的生产和管理。一方面，如果拖轮数量配置较少，进港 船舶就不能及时靠上泊位进行货物的装卸，船舶等待时间过长，长此以往就无法吸引 更多的船舶挂靠，直接影响着港口的生产和经济效益；另一方面，如果拖轮数量配置过 多，可能造成拖轮利用率较低，甚至部分拖轮闲置，由于拖轮的购置费用巨大。因此可 能造成设备资金的浪费。另外，如果拖轮的马力配置不当，可能造成一些大吨位的船 舶不能及时安全靠、离码头，也无法适应港口未来的发展。因此，港口生产中拖轮的配 置就显得相当重要。 因此，为适应港口生产的需要，必须营造一支规模恰当且结构合理的拖轮队伍， 也就是说拖轮队伍从拖轮数量上能适应港i z l 生产的需要，而拖轮马力上又大、中、小 马力相配套。从而尽量避免产生“大马拉小车”或者“小马拉大车”的现象，在合理 降低拖轮运营成本的同时，又间接地降低船公司在拖轮助泊费用上的投入，从而迸一 步提高拖轮公司的市场竞争力。通过宁波港今后几年拖轮队伍在数量上、结构上的分 析预测，对宁波港拖轮队伍进行合理的规划和建设是十分必要的。 交通运输工程硕士论文 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 港作拖轮的作用和特点 港作拖轮在港内的主要功能是：协助到港船舶在靠、离码头时的引航、助航任务 以及安全消防、海上交通、疏浚航道、筑港工程等。虽然港口的主业是装卸生产，但 只有到港船舶能够安全地靠、离码头，港i d 的装卸生产才能正常地进行。因此，港作 拖轮在港口生产中有着先导和保障的重要作用。 港作拖轮是一个港口非常重要的配套设施，大型船舶必须在拖轮的密切配合下才 能安全地靠泊和离开码头，在港内大型船舶靠离码头时，拖轮已不仅用作为大船推进 器和舵的辅助工具，而是在大船推进器完全不起作用的横向靠离码头操作中，充当为 主要的动力，并成为必要的操纵手段。另外，有些特殊船舶进出港需要拖轮护航，危 险品船舶或操纵性能不良的船舶装卸货物时需要拖轮监护，必要时拖轮也可以作为港 内的交通工具，同时港作拖轮在消防、搜救等抢险救灾中也发挥着重要作用。 拖轮作业过程有着其自身的特点： ( 1 ) 拖轮作业过程是一个由船舶和拖轮组成的离散事件系统； ( 2 ) 拖轮作业过程中，引起系统状态发生变化的事件则包括：船舶到达港口事件、 船舶离开港口事件、船舶移泊事件和拖轮结束服务事件；利用排队模型处理分析拖轮 作业。整个拖轮作业过程可以看作为一个多服务台排队系统； ( 3 ) 虽然在整个拖轮作业过程中，拖轮总的数量和类型不发生变化，是固定的， 但对于到达的每艘船舶，能够提供服务的拖轮的数量和类型可能都发生变化，这也就 是说服务台在发生变化。例如有些船舶只需要一艘拖轮拖曳即可，有些船舶船长或吨 位过大，则需要两或三艘拖轮拖曳；另外，如果在船舶到达的时候，本来只需一艘拖 轮拖曳，但此时又没有相匹配的拖轮，为了尽可能将船舶拖入泊位，避免造成船舶的 长期等待，就需要在现有的空闲拖轮中进行组合，从而将船舶拖曳进洎位。因此拖轮 作业过程是一个变服务台排队系统； ( 4 ) 拖轮作业系统还存在着动态的拖轮配置优化和总体优化问题。 2 交通运输工程硕士论文 1 1 2 拖轮配置与港口营运的关系 一定规模的港口，需要相应规模和结构的拖轮队伍与之配套，从另一个角度来说， 拖轮公司的生产经营也要符合本港口的实际需要，要根据本港码头设置状况和进出港 船舶的情况形成拖轮队伍的规模和结构，根据港口的生产发展趋势来制定自身的战略 发展规划。 随着经济全球化和技术经济的发展，现代港口已从不同运输方式的换装功能向现 代化物流重要节点和商贸组织功能转化。港口功能的多元化使港口对城市、地区和国 家经济发展的促进作用越来越明显。比如，我国沿海距离可通航2 万吨级船舶港口 2 0 0 公里内的6 0 个城市，进出口总额占全国的8 5 ；上海港每万吨货物吞吐量创造的 g d p 贡献约为9 7 万元，每万吨吞吐量提供的就业岗位约1 4 人( 不包括临港工业) 。可 以说，港口已成为我国国民经济的一个重要基础产业。在国际贸易中，9 0 以上的货 物运输是通过海洋运输方式实现的。 从港口发展的趋势来看，改革开放以来，特别是我国加入w t o 以后，随着国际间 经济交往的加深、国际贸易的增长以及航运技术的不断发展，也必然地带来国内各港 口( 特别是沿海大型港口) 吞吐量的大幅度增长及往来船舶数量的大量增加。从宁波 港近年来生产情况来看，港口吞吐量持续高位增长。进出港船舶数量更以每年1 5 以 上的比例上升。同时船舶大型化的发展趋势也日益明显，国际上各集装箱班轮公司相 继投入9 0 0 0 t e u 以上的集装箱船舶，大型油船以3 0 万吨级v l c c 船舶为主要发展方向， 2 0 0 5 年宁波港甚至接卸了4 4 万载重吨的u l c c 船舶，其它的大宗散货船吨位也日益 增大。 随着港口市场的不断发展，对港口的要求也更高，港口间的竞争更加激烈，由于 运输船只及港口相关设备价格昂贵，运输船舶在港口停留时间的长短直接影响到港口 的经济效益和社会效益。对宁波港来说，随着深水航道、码头扩建和改造，面对到港 船舶的大型化和数量的不断增加，港口是否具备相应数量和能力的港作拖轮与之适 应，是否能够满足进出港船舶安全和效率的需求，直接影响到港口的竞争力、经济效 益和社会效益。 港作拖轮船队规模和结构的配置，直接影响着港口的生产和管理。一方面，如果 拖轮数量配置较少，进港船舶就不能及时靠上泊位进行货物的装卸，船舶等待时间过 长，长此以往就无法吸引更多的船舶挂靠，直接影响着港口的生产和经济效益；另一 3 交通运输工程硕士论文 方面，如果拖轮数量配置过多，可能造成拖轮利用率较低，甚至部分拖轮闲置，由于 拖轮的购置费用巨大，因此可能造成设备资金的浪费。另外，如果拖轮的马力配置不 当，可能造成一些大吨位的船舶不能及时安全靠、离码头，也无法适应港口未来的发 展。因此，港作拖轮船队数量和马力结构的合理配置就显得相当重要。 1 1 3 研究拖轮配置的意义 作为一个整体来说，港作拖轮船队不同于其它码头设备仅仅为某一码头专门配置 使用，它可以集中调度为全港服务。宁波港目前在镇海港区和北仑港区各设立了一个 拖轮基地，根据各自港区内的助泊任务整体调度拖轮的作业计划。一般情况下，对船 舶靠离泊具体使用拖轮的选派主要应该考虑的是拖轮马力与船舶吨位及性能的匹配。 但是实际操作中又不可能完全按照匹配的原则选派拖轮，这主要由于港口生产的 不均衡性。首先是在港船舶对生产能力需求的不平衡，使港口忙闲不均。当需求超过 生产能力时，就会出现船舶排队的现象。不平衡的另一种表现是货物进港和出港的不 平衡，这种不平衡以及车、船载重量的悬殊差别，还有气象因素的影响，更加剧了港 口企业生产的不平衡性，更加延长了船舶的排队时间。不仅服务对象的状态受随机因 素的影响，而且港口的作业能力也受随机因素的影响，例如装卸设备的故障和修理等 等。再加上由于船舶到港的不均衡性、船舶靠离泊对潮流情况的要求、作业点的分散， 都可能造成在某个时问段某个区域内的拖轮特别紧张，这样就导致助泊拖轮不能完全 按照匹配原则来选派的现象。 从另一方面来看，宁波港港口建设现在已形成一定规模，2 0 万吨级以上船舶和 第六代集装箱船舶数量增长迅速，大型船舶的靠离需要大马力拖轮的协助，到港船舶 数量的不断增加又需要拖轮数量的增加。船舶大型化带动了对大马力拖轮的需求，而 港口生产的不均衡性及到港船舶的多样性，又说明不能全部配置大马力港作拖轮。如 何科学地配置不同马力港作拖轮、保障港作船队结构的合理性，使其既能满足港口未 来生产发展的需要，又不会造成船舶资产的闲置与浪费，是各港口轮驳公司目前面临 的重要课题。 因此，要营造一支规模恰当并且结构合理的拖轮队伍，也就是说拖轮队伍从拖轮 数量上能适应港口生产的需要，而拖轮马力上又大、中、小马力相配套，从而尽量避 免产生“大马拉小车”或者“小马拉大车”的现象，在确保船舶靠泊安全、港口生产 4 交通运输工程硕士论文 效率以及船舶的投资效益的基础上，既合理降低拖轮的运营成本，又间接地降低船公 司在拖轮助泊费用上的投入，迸一步提高拖轮公司的市场竞争力。本文期望能通过对 宁波港今后几年拖轮队伍在数量上、结构上的分析预测，为港口科学合理地配置港作 拖轮船队、减少配置港作拖轮中的盲目性探索较为严谨的计算方法，根据港口生产发 展情况合理配置拖轮队伍，使宁波港港作拖轮船队的总体规模合理布局，使拖轮船队 的配置规模和结构日趋科学、合理，从而满足拖轮企业和港口生产经营及未来发展的 需要。 1 2 研究现状 拖轮船队优化配置的研究涉及两个方面的内容，一是拖轮的数量，二是拖轮的马 力结构。对于港口拖轮配置合理化的问题，由于拖轮配置问题一方面牵涉到船舶进港、 出港、移泊时间、船舶载重吨位、船长的随机变化及拖轮工作时间上的随机性，存在 分析上的困难，而另一方面又由于船舶投资额比较大，改善船队船舶配置情况需要较 长的过程，因此存在一些拖轮企业因船队船舶配置不合理造成公司经营亏损，为此， 合理配置船舶、规划船队结构成为各拖轮公司迫切需要解决的问题。但是，由于船队 船舶结构的调整和船队规模的配置与港口的吞吐量，港口的布局结构、港口的生产作 业情况、天气、海况、来港船舶的类型、吨位大小等诸多因素有着密不可分的关系， 尽管有企业对此也做过探讨，但至今也没有一个较为科学的解决方法，目前各港口对 港作拖轮的投入规划更多地依靠经验，比如根据有关负责人或专家对未来拖轮生产形 势的预测，估算出下一年度需要增加的拖轮数量；或者是延续近几年来新造拖轮计划 的惯性，保持拖轮数量每年按一定的比例进行增加，遇到问题再重新作增减调整。实 际操作中往往造成公司当时的生产需求认为需要增加某种船舶时就找需增加该船舶 的理由，然后购置船舶；当某段时期内认为某些船舶使用率不高或闲置时就将其进行 盘活处理，有时造成了新的船舶闲置或船舶不够用。总之，对未来拖轮船队规模的配 置，现在还非常缺乏科学的论证和数据的分析，而对新增拖轮的马力结构，更是缺少 分析的力度。 目前国内外学者们关于设备优化配置的研究比较多，但主要集中在道路交通、航 空方面。西安公路交通大学的郑录社和陕西省公路机械厂的陈放在分析了路面施工机 交通运输工程硕士论文 群配置间的关系、配置原则和评价指标，运用概率统计、运筹学方法，建立了最优配 置的数学模型，并利用计算机超强的数据处理能力，快速、准确地实现施工机械最优 配置。交通部公路科学研究所的牛开民应用马尔可夫排队网络的分析方法对辗压混凝 土路面施工中拌和一运输一摊铺系统的运行问题进行研究，提出了评价系统运行质量 的参数指标以及优化施工机构配套设计方法。这种应用数学模型求最优配置方案得出 的解较为准确，但是不适合在复杂的港口作业系统中的应用。 在港口作业系统中，利用排队论和仿真技术研究设备的合理配置可以克服建立复 杂数学模型困难，青岛大学的黄晓鸣、徐小义利用排队论的仿真方法分析和研究了港 口系统的运行机制，建立了系统的数学模型，提出一种确定港口最佳泊位数量进而确 定泊位设备的计算方法。河海大学的鲁子爱、林民标把港口生产的物流系统视为随机 服务系统，建立了模拟港口营运状况的计算机仿真系统，利用所建立的的系统进行模 拟，获得所需的港口营运的数值特征值，从而确定港口建设规模及有效设备配置。以 上各篇文献主要用于合理确定泊位利用率、装卸设备资源、装卸工艺流程的选择等， 进而帮助港方合理配置设备，其随机服务的服务台大多是多服务台模型。由于上述研 究需要较大的投入，进行模型和仿真系统的设计，并且针对性强，局限性高，仅仅局 限于该港口较短时期内的分析预测，离开这一港口或时问一长，由于设计模型中相关 因素和参数的变化，整个仿真系统可能因此需要重新设计和修改，因此在实际应用中 很难借鉴。 1 3 本文研究内容和技术路线 港作拖轮科学、合理的配置是各港口研究多年但结论极少的问题，通过前文的阐 述也可以从中看到这是一个较为复杂也是暨待解决的重要课题。本文通过对宁波港近 年来营运情况和发展过程的综合分析，并搜集了大量的统计资料，对影响港作拖轮规 模配置的港口生产各要素进行科学的归纳、整理和计算，一方面揭示出港作拖轮船队 配置与全港货物吞吐量、进出港船舶吨位及数量等要素的内在联系，另一方面结合港 口发展情况预测未来港口生产各要素的变化，提出港作拖轮配置规模和结构的计算方 法，最后将两方面相结合规划出宁波港2 0 0 8 年拖轮船队总体配置的优化方案。 具体来说，本文采用以下的技术方法进行科学论证： 6 交通运输工程硕士论文 1 、大量搜集近年来宁波港港口生产情况及其它与拖轮配置相关各要素的历史统 计资料 2 、通过对相关统计数据的分析，确定对拖轮需求的分布形态，并得出不平衡系 数的值。 3 、分别运用时间序列法和指数平滑法等方法计算宁波港至2 0 0 8 年的吞吐量、进 出港船舶数量等预测值。 4 、根据拖轮分配原则和相关统计结果，确定拖轮总体配备与港口生产各要素之 间关联关系。 5 、最终确定2 0 0 8 年宁波港港作拖轮船队关于规模和结构的总体配置方案。 7 交通运输工程硕士论文 第2 章宁波港拖轮营运状况 2 1 宁波港概况 宁波港是我国东部沿海比较理想的深水良港，港域内水深、浪小，地域位置优越， 是我国少数几个建设大型深水港口群的理想地区之一。宁波港地处我国沿海南北航线 与长江内河干线的交汇处，背靠经济发达的长江三角洲，紧邻上海港，距著名的舟山 渔场不远。北仑港区港域内三面环岛，遮风挡浪条件较好，有供大小船只锚泊的锚地 十余处。港域南依大陆，供水供电与发展水陆联运方便。港域内航道水深条件优异， 深水岸线长而顺直，1 0 米等深线水下底坡相对稳定，可集中布置大量深水泊位。 宁波港由北仑港区、镇海港区、宁波港区、大榭港区、穿山港区组成，并逐渐与 象山水域连接，是一个集内河港、河口港和海港于一体的多功能、综合性的现代化深 水大港。现有生产泊位1 9 1 座，其中万吨级以上深水泊位3 9 座。在这些泊位当中包 括3 0 万吨级原油码头3 个，2 0 万吨级( 可兼靠3 0 万吨船) 的卸矿码头1 个，第六 代国际集装箱专用泊位l o 个以及5 万吨级液体化工专用泊位3 个；宁波港已与世界 上9 0 个国家和地区的5 6 0 多个港口通航。 宁波港地处我国大陆海岸线中部，南北和长江“t ”型结构的交汇点上，地理位 置适中，是中国大陆著名的深水良港。宁波港自然条件得天独厚，内外辐射便捷。向 外直接面向东亚及整个环太平洋地区。海上至香港、高雄、釜山、大阪、神户均在 l o o o 海里之内；向内不仅可连接沿海各港口，而且通过江海联运，可沟通长江、京 杭大运河，直接覆盖整个华东地区及经济发达的长江流域，是中国沿海向美洲、大洋 洲和南美洲等港口远洋运输辐射的理想集散地。宁波港水深、流顺、风浪小。进港航 道水深在1 8 2 m 以上，2 5 万吨至3 0 万吨船舶可候潮进出港。可开发的深水岸线达 1 2 0 k m 以上，具有广阔的开发建设前景。北仑港区北面有舟山群岛为天然屏障，在北 仑港区建码头无须修建防浪堤，投资省、效益高，且深水岸线后方陆域宽阔，对发展 港口堆存、仓储和滨海工业极为有利。 宁波港主要经营进口铁矿砂、内外贸集装箱、原油、成品油、液体化工产品、煤 炭以及其它散杂货装卸、储存、中转业务。2 0 0 5 年宁波港全港货物吞吐量超2 6 8 亿 吨，增幅为2 1 ，总量居中国大陆港口第二位和世界港口第四位；集装箱吞吐量5 2 0 万t e u ，居中国大陆港1 ：3 第四位和世界港1 ：3 第十五位，比2 0 0 4 年增长3 0 。 8 交通运输工程硕士论文 作为一般港口生产经营所必备的配套设施之一，宁波港目前已投入运营的2 6 0 0 马力至5 6 0 0 马力大功率全回旋助泊拖轮及消防助泊两用拖轮总数为1 6 艘，其中2 6 0 0 马力、3 4 0 0 马力、3 6 0 0 马力、5 2 0 0 马力、5 6 0 0 马力港作拖轮各l 艘，4 2 0 0 马力、 4 8 0 0 马力各3 艘，3 2 0 0 马力港作拖轮5 艘，港作拖轮的总马力数为6 3 4 0 0 马力，2 0 0 5 年共完成拖轮助泊超过3 7 0 0 0 艘次。为适应国际航运业的发展和港口作业对助泊拖轮 需求的增长，宁波港拖轮总数量近年来以每年4 艘左右的速度增加，为宁波港港口生 产的稳定和港口规模的壮大提供了有效的支持。表2 - 1 所列为截止2 0 0 5 年底宁波港 的拖轮情况。 表2 - 1 宁波港拖轮情况表 马力( 匹)数量拖轮名 2 6 0 01 拖1 5 3 2 0 0 5拖6 、拖7 、拖8 、拖9 、拖1 9 3 4 0 01拖2 0 3 6 0 0 l 消拖1 4 2 0 03拖1 6 、拖1 7 、拖1 8 4 8 0 03拖2 l 、众联1 、众联3 5 2 0 01 消拖2 5 6 0 01消拖3 2 2 港作拖轮营运状况分析 2 2 1 拖轮投资效益分析 从港作船舶的投资效益上来看，虽然购置3 2 0 0 马力港作拖轮的投资与购置4 8 0 0 马力港作拖轮的投资额相差无几，其投产后所带来的投资效益却相差很大。表2 2 列出了2 6 0 0 马力、3 2 0 0 马力、4 8 0 0 马力港作拖轮的投资效益情况表： 9 交通运输工程硕士论文 表2 2 部分拖轮投资效益情况表( 单位：万元) 拖轮拖1 5拖1 9拖2 l 马力2 6 0 0 马力3 2 0 0 马力4 8 0 0 马力 建造年月2 0 0 4 年1 月2 0 0 1 年6 月2 0 0 2 年1 2 月 建造费用( 万元) 1 9 5 12 1 7 42 4 0 3 2 0 0 5 年收入( 万元) 2 0 41 1 9 61 7 6 7 港作拖轮计费收入的计算方式如下： s = r 奉t 掌l 宰a 式中： s - - 表示港作拖轮的收入； r - 一示费率； i ，一表示港作拖轮的主机马力； 卜- 表示港作拖轮的作业计费时间； - - 表示夜班和节假日附加比例。 由于拖轮作业基本费率由国家费率标准统一规定，而作业时间主要由船方来控 制，从计算公式中可以看出，在相同的作业时间及相同费率的条件下，收费金额与港 作拖轮的主机马力成正比。因此，港作拖轮的主机马力越大，收费越高。由上表可知， 4 8 0 0 马力的港作拖轮其平均年收入是3 2 0 0 马力港作拖轮的i 4 8 倍，接近了拖轮马 力的倍数( i 6 7 倍) ，因此，从投资收益上分析，港作拖轮的马力越大，其投资收益 率越高。 2 2 2 拖轮利用率情况分析 由于港作拖轮与其它设备一样，在使用过程中均要有一定的维修、保养时间，以 延长设备的使用寿命，同时，由于到港船舶的不均衡性，也使港作拖轮的使用只能保 持在一个相对合理的范围内。 l o 交通运输工程硕士论文 表2 - 32 0 0 5 年9 月1 0 月拖轮使用情况 9 月 l o 月2 个月的 拖轮马力拖轮名称平均利用 平均利用 利用率利用率平均利用率 蛊 塞 2 6 0 0 马力拖1 52 1 4 2 1 4 1 9 4 1 9 4 2 0 4 拖63 1 9 2 7 o 拖73 5 3 3 4 3 3 2 0 0 马力拖83 2 1 3 3 8 2 7 8 2 8 o 3 0 9 9 6 拖93 1 o 2 4 2 拖1 9 3 8 9 2 6 9 3 4 0 0 马力拖2 03 3 2 3 3 2 2 7 3 2 7 3 3 0 3 3 6 0 0 马力消拖1 3 5 2 3 5 2 2 3 1 2 3 1 2 9 2 掩1 6 3 3 5 3 0 7 4 2 0 0 马力拖1 7 3 3 8 3 4 2 3 1 8 3 0 9 3 2 6 * 拖1 8 3 5 3 3 0 1 拖2 l 3 0 ，1 3 8 0 9 6 4 8 0 0 马力众联1 3 0 1 3 2 0 9 62 9 8 3 3 7 3 2 。8 众联33 5 8 3 3 2 5 2 0 0 马力消拖2 3 5 4 3 5 4 3 4 o 3 4 0 9 63 4 7 5 6 0 0 马力 消拖3 2 7 8 2 7 8 3 0 1 3 0 1 2 9 0 9 6 合计 4 0 0 0 马力 共8 条3 2 4 2 6 3 2 9 4 以下 4 0 0 0 马力 共8 条 3 2 7 3 2 2 3 2 5 以上 所有拖轮共1 6 条 3 2 6 2 9 3 3 1 o 从宁波港的作业情况分析，2 0 0 5 年港作拖轮的使用情况比较正常，港作拖轮的 交通运输工程硕士论文 平均利用率为3 0 左右。如果减少大马力港作拖轮平均利用率，将会给港口生产造成 不必要的损失，而增加利用率也会造成新的资产闲置和浪费。 表2 3 所示为2 0 0 5 年9 月和1 0 月宁波港拖轮的利用率情况，从表中可以看出， 2 6 0 0 马力拖轮利用率极低，平均利用率仅为2 0 4 ；4 0 0 0 马力以下的拖轮利用率比 4 0 0 0 马力以上要小一些，而且2 个月的差异比较大；4 0 0 0 马力以上拖轮月利用率和 2 个月的平均利用率都很高。如果结合集装箱船舶助泊拖轮主要为3 2 0 0 马力的因素， 目前宁波港集装箱与非集装箱船舶约各占5 0 ，而集装箱船舶助泊拖轮中3 2 0 0 马力 拖轮占7 0 以上，因此一旦遇到相关经营思路和费率政策的调整，4 0 0 0 马力以下拖轮 的利用率会更低。如何对现有拖轮的配置进行调整，如何增加新的拖轮，以提高拖轮 的利用率，适应港口未来的发展等均是宁波港目前急需解决的问题。 小马力拖轮( 特别是拖1 5 ) 使用率较低，主要原因是宁波港除了有较多海港码 头外，在甬江口附近还有一些内河码头，由于进入甬江的船舶数量较少，且船舶吨位 有限，因此一般安排小马力拖轮停靠在甬江内，这是拖1 5 使用率很低的主要原因， 也是其它小马力拖轮使用率较低的原因之一 2 2 3 拖轮市场发展趋势分析 从近几年港口的发展来看，从2 0 0 1 年到2 0 0 5 年港口的吞吐量增加1 4 亿吨，翻 了一翻多，平均每年增长2 8 0 0 万吨。未来几年随着腹地经济的发展，宁波一舟山港 联合运作的大力推动，金塘岛沿岸码头的建成投产，大榭岛第2 个和第3 个3 0 万吨 原油码头的建设使用，杭州湾大桥和金塘大桥的相继通车，穿山半岛及象山湾沿岸的 开发等等，港口吞吐量还将会持续一个较高的增长速度，预计到2 0 1 0 年宁波港的吞 吐量将超过4 亿吨。同时，吞吐量的增长不只是大吨位船舶数量的增长，而且是外轮 到港数量的增长，这两个数量的增长都说明在宁波港水域拖轮市场的前景看好。另外， 宁波港水域广、岸线长、码头泊位既多又分布的远，加上作业的不均衡性，需要拖轮 在数量上有一定的增加。 随着世界航运的发展及到港船舶大型化的发展趋势，据统计2 0 0 5 年到宁波港的 船舶中载重吨3 0 万吨以上的达7 1 艘次之多，其中最大吨位的船舶是3 月3 0 日和5 月1 3 日4 4 万吨级油船“泰欧”轮两次靠离大榭原油码头。在一般实际调度安排中， 3 0 万吨级船舶需要配备5 条平均马力为5 0 0 0 马力的拖轮协助其靠离泊，而宁波港目 交通运输工程硕士论文 前港作拖轮中最大马力的拖轮是5 2 0 0 马力和5 6 0 0 马力拖轮各一艘，此时4 0 0 0 马力 及以下的拖轮就没有用武之地从经济性角度考虑，如果上6 艘4 0 0 0 马力的拖轮， 其经济性就远落后于5 艘5 0 0 0 马力拖轮，所以存在着船舶功率结构调整的问题。 另外，从目前宁波港港作拖轮的作业情况分析，1 0 万吨级以上船舶无论从其船 型结构还是从其载重吨位，均需较大马力的港作拖轮作为协助其安全靠离港口码头的 主要辅助作业船舶，3 2 0 0 马力的港作拖轮无论从其船型还是其主机马力均已不适合 大型船舶安全靠离码头的需要，1 0 万吨以上的到港船舶只有在气象、潮流、船舶载 重等方面较适宜的情况下才能用3 2 0 0 马力的港作拖轮，一般情况下派遣至少2 艘 4 2 0 0 马力以上的港作拖轮配合作业，以确保到港船舶的安全靠离，4 2 0 0 马力以下的 港作拖轮只有在4 2 0 0 马力及4 2 0 0 马力以上港作拖轮拖力不足时才作为补充用船。而 目前宁波港的六艘3 2 0 0 马力及以下的港作拖轮作为大型船舶靠离码头的补充用船已 基本能够满足目前宁波港的生产需要。因此，在今后应侧重4 2 0 0 马力以上港作拖轮 的建造，以适应世界航运业及港口生产发展的需要。 中小马力的全回转拖轮2 0 0 5 年平均利用率为2 9 4 ，能满足各种需求，还有一 定的潜力，目前不宜过度增加。今后的配置是否要增加，一是要看拖轮收费标准的变 化，二是要看杂项作业量的增加( 比如交通、监护等作业需求) 。 上述内容仅仅是对在港拖轮需求配置的分析，不包括其他地方水域市场对拖轮的 需求。按目前各地拖轮市场分析，( 青岛、上海、广州、大连等地) 拖轮还是供不应求。 特别是从宁波港周边港口的发展来看，在浙江省政府大力推动“蓝色经济”的背景下， 舟山群岛、象山湾、温州湾等水域相继加快了沿海岸线的开发，随着码头数量的增加， 作为港口的配套设施，拖轮队伍的建设也日益受到各港口经营单位的重视。按照舟山 港的规划，到2 0 1 0 年，舟山港将形成总数超过2 0 条拖轮，大中小马力配套的拖轮队 伍。而宁波港轮驳公司也分别在象山、温州等地各投入3 条拖轮，分别合资成立了拖 轮经营公司，提前抢占了一部分的拖轮作业市场份额。 建造拖轮毕竟是一项投资大、周期长的工程，如果以新建拖轮去占领其他地方拖 轮市场，按目前市场行情，显然经济上不合算，所以必须走低成本扩张的道路。虽然 全回转拖轮是一种优良资产，所谓优良资产就是投资效益比较高的资产，从整体上能 为公司创造利润这样的资产它也是一个动态的概念。如果全回转拖轮超过一定的数 量，就可能使公司的边际效益下降，这时所谓的优良资产就会变为不良资产，这种数 量的增减取决于市场的需求。但是本人认为数量的适度超前是保持优势的一种手段， 交通运输工程硕士论文 是进行市场开发的一种动力。通过公司核心竞争力的提高，可以扩大市场份额，赢得 用户，另外还可以在港内保持绝对的垄断。 2 。3 拖轮配置存在的问题 从目前宁波港港1 ：3 实际生产情况来看，拖轮配置的问题主要还是拖轮数量不足和 单艘拖轮功率小的问题，并且拖轮的数量和马力的分布与进出港船舶的数量和吨位不 甚匹配。有时出现船舶进出港需要两艘拖轮而只能配置一艘，或者得不到足够拖力的 拖轮，有的船舶要等到其他船舶作业完毕后再行进出港。这样一方面使进出港船舶安 全不能确保，另一方面也影响了港口的生产效率。当然，导致拖轮数量使用紧张问题 发生的原因还有一点，就是由于大型船舶受海洋潮流的限制需要候潮靠离泊，这样就 使拖轮在某些时间段内超负荷运转，而另一些时间段出现闲置现象，从而也影响了拖 轮的利用率。 港口生产的迅速发展也给宁波港拖轮配置带来了新的课题，近3 年进出港船舶艘 次正以每年1 5 的速度增长，船舶吨位也以每年约1 5 的速率呈现大型化发展趋势， 而宁波港2 0 0 2 年至2 0 0 4 年港作拖轮在数量上年增长率不足5 ，在功率上增长不足 7 ，同时由于宁波港近年来铁矿石、原油、集装箱等货种的大型码头迅速增加，对更 大马力拖轮的需求也日益增加，如果不尽早采取有效措施，这些情况将进一步加剧拖 轮数量和马力的紧张局面。 2 0 0 5 年在全港职工的共同努力下，宁波港共新增拖轮4 艘，其中包括3 艘4 8 0 0 马力拖轮，拖轮队伍规模的壮大对港口生产起到了良好的保障作用。 2 4 本章小结 本章介绍了宁波港和油港轮驳公司的基本营运情况，分别从拖轮的投资效益、利 用率及发展趋势等角度对宁波港港作拖轮的营运状况进行了分析。通过初步的营运状 况分析和目前存在问题的分析，可以认识到，目前宁波港拖轮的总体配置中，拖轮数 量的配置速度需要进一步跟上港口生产发展的趋势，同时大马力( 特别是4 2 0 0 马力 以上) 拖轮的配置略显不足，并且有增加配置比例的必要。 1 4 交通运输工程硕士论文 第3 章到港船舶和拖轮作业情况分析 3 1 船舶到港的分布规律 船舶到港的一般规律可大致分为两类： 一是班轮：即定期到港的船舶，也就是固定的时间间隔一班期，按时到达港口。 这类船舶多是客班轮、客货班轮、集装箱船舶等。 班轮的班期一船舶到港时间、航线、船型( 吨位、船长) 、泊位都是确定的，所以， 对拖轮作业的需求比较稳定，一般情况下容易确定。 二是不定期船：即随机到港的船舶，也就是不按固定的时间间隔到港，而是随机 到达。这类船舶包括干散货船、油轮、杂货船等。 多种原因促使船舶( 包括班轮) 无法按规定时闻到港。首先由于风、浪、流等的 影响，船舶的航速产生2 k n 左右的变化是完全可能的。由于这种变化，可以使1 5 - - 2 0 k n 航速、航期为5 天左右的船舶，到港时问与即定的时刻表可以相差1 2 1 6 小时； 其次船舶到离还会受到气候恶劣、库场不足、装卸速度缓慢以及调度上的种种因素影 响。因此船舶出现不能按期到港是一种正常现象。 船舶到港时间的不确定性，不仅对港口生产秩序产生重大影响，而且对拖轮作业 的需求也产生重要影响。当船舶密集到达时，拖轮作业必然繁忙；而当船舶到达稀疏 时，拖轮作业就比较轻松，甚至空闲，这就要考虑如何配置拖轮的问题。若按船舶密 集到达时确定拖轮的规模，必然出现大多数情况下拖轮被闲置，拖轮的使用率很低， 拖轮资源被浪费，拖轮企业的经济效益无法保证：若按船舶到达稀疏时配置拖轮，可 能在大多数情况下拖轮作业率、使用率较高，但是也必然出现船舶等待拖轮，尤其当 船舶以平均密度到港时，就将出现拖轮不足而影响港口生产，这将给港1 ：3 和船方都造 成损失，这是决不允许的 因此，分析船舶到港规律对确定港作拖轮的规模是非常重要的。下面以2 0 0 5 年 宁波港到港船舶( 全文统计数据中，载重吨在3 0 0 0 吨以下的船舶不列入其中) 为分 析对象 根据到港船舶对拖轮的需求，通常将船舶按吨位划分若干类。2 0 0 5 年宁波港载 重吨3 0 0 0 吨以上到港船舶总艘次为2 0 8 3 9 艘次，其中载重吨为3 千至2 万吨( 包括2 万，下同) 船舶1 4 4 8 1 艘，载重吨为2 万至5 万吨船舶3 8 0 1 艘，载重吨为5 万至1 0 交通运输工程硕士论文 万吨船舶1 9 9 8 艘，载重吨1 0 万至2 0 万吨船舶3 5 1 艘，载重吨2 0 万吨以上船舶2 0 8 艘。通常，非集装箱船舶2 万至5 万吨级船舶船长为1 6 0 一2 1 0 米，5 万至1 0 万吨级 船舶船长为2 1 0 一2 6 0 米，l o 万至2 0 万吨级船舶船长为2 5 0 - - 3 0 0 米，2 0 万吨级以上 船舶船长为3 0 0 米以上。而集装箱船舶2 万至5 万吨级船舶船长一般为2 0 0 - - - 2 8 0 米， 5 万至1 0 万吨级船舶船长为2 8 0 一3 3 0 米。 表3 - 12 0 0 5 年宁波港到港船舶情况统计表 2 万吨以下2 万一5 万吨5 万一1 0 万吨1 0 万一2 0 万吨2 0 万吨 月份总艘次 集箱船其它船集箱船其它船集箱船 其它船集箱船其它船 以上 1 月 3 2 38 6 8 1 7 01 5 2 9 16 6 12 51 81 7 1 4 2 月 2 5 57 6 51 4 41 3 4 8 0 5 5o2 81 41 4 7 5 3 月 3 1 88 4 2 1 6 41 5 8 9 7 6 8o2 61 51 6 8 8 4 月 3 3 39 0 11 7 31 5 01 0 27 023 21 61 7 7 9 5 月 3 6 48 7 61 6 8 1 5 31 0 47 523 01 61 7 8 8 6 月 3 9 08 3 21 6 11 5 79 7 6 6l2 42 01 7 4 8 7 月 4 1 78 5 81 6 41 7 01 0 4 6 732 61 91 8 2 8 8 月 4 0 47 9 71 7 11 5 41 0 9 7 042 4 1 9 1 7 5 2 9 月 3 9 97 9 61 7 41 4 51 0 0 6 132 31 81 7 1 9 1 0 月 4 4 88 5 51 7 01 5 21 0 96 0 62 42 01 8 4 4 1 1 月 4 4 47 7 11 7 21 4 01 0 4 6 942 51 71 7 4 6 1 2 月 4 4 47 8 11 7 21 3 31 1 4 6 01 12 71 61 7 5 8 全年4 5 3 9 9 9 4 22 0 0 31 7 9 81 2 1 17 8 73 73 1 4 2 0 82 0 8 3 9 平均 3 7 88 2 91 6 71 5 0 1 0 16 632 61 71 7 3 7 根据船舶到港统计可绘制出船舶到港分布图，见图3 1 。从月到港船舶总艘次分 布可见，宁波港每月到港船舶数量比较均匀，其中高于平均1 7 3 7 艘次的月份为8 个 月，低于平均艘次的为4 个月，最低为2 月1 4 7 5 艘，其它月份到港船舶均在1 6 8 0 艘次以上。2 月份船舶总数最少的原因主要是只有2 8 天及春节节日影响。 1 6 交通运输工程硕士论文 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 o i 月总艘次l 12345678 9 1 01 11 2 图3 - 12 0 0 5 年宁波港到港船舶分布图 3 2 港作拖轮助泊的到港船舶分析 从月度统计分