渤海湾客运船型发展预测

1、渤海湾客运船型发展预测一fl第18誊第4期1994年12月己,“6.6武汉交通科枝大学/<i.18.4journalofwuhantra,dortationuniversitydecember1994渤海湾客运船型发展预测李俊华.席龙飞(武汉交通科技大学船舶及海洋工程系冯恩德武汉430063)摘要简介了渤海湾客运现状.采用回归分析方法预测刈2000年连烟线客货运量.确定包括客货船.客壤船,高速船三类船蛩的可行方案集?建立t船队梅成的数学横盟并求解得到2000年连烟线为完成客货运量优化的船队构成.关键词一客运高速艇i渤海湾客壤船中圉法分类号;u662.31渤海湾客运现状环渤海海峡作为中国最

2、有经济价值地区之一.是我国f:方进入太平洋.走向世界最便捷的海上要冲.该区有良好的自然资源.交通集疏条件和现代工业基础.水路运输尤为繁忙.现有客货运输航线20多条.开辟的主要客运航线有大连一烟台,大连一龙口,大连一威海,大连一新港,烟台一新港,蓬莱一旅顺,秦皇岛一龙口等线,整个懒海湾地区客运航线其主要客运量集中在大连,烟台,天津三城市,1991年共完成客运量327万人左右,其中连烟线为其整个客运系统的主航线,完成客运量占总运量的70以上.该医营运客船主要可分为二类:一是国内建造的传统”天字型客贷船.载客1200人,载贷300400t;另一类是从国外购买的中小型客车滚装船.从现肯营运船舶看主要存

3、在以下几方面问题;,1.1船龄长,船舶老化在该区内营运客船中船龄在20年以上占1/3,15年以上占1/2.1.2客运运力不足主航线营运班期紧张,连烟线上矛盾尤为突出.1.3技术状况落后1)传统客货船装卸效率低.货运负载率低.从1987年至今年平均赏运负载率在30左右,且受班期,码头,堆场影响,达不到带货的日的.2)客舱等级分配不尽合理,旅客居住活动面积d在主航线上由于长期超载,挤占公共活动场所.舱室条件恶化.3)现有引进客滚船不甚适宜本航区航线要求如载车线长度及载车甲板布置.国外以载收稿日期:19940715?跨改稿收到日期:1994092o*男,26岁,硕士,讲师?4】6?武汉交通科技大学1

4、994年第18卷小汽车为主,而该地区主要是运输货车;航速过高,原设计航速均在20kn以上.配置的主机功率偏大.而实际营运航速在1517kn.影响了营运的经济性l购买的二手船中日本船价格便宜,但载客少,设备简陋.西欧船船龄长,船价高.总之现有海上客运系统相对其它运输方式已大为落后,不太适应人民生活水平的要求和社会生产发展的需要.而渤海湾自然条件适合发展海上客运事业,海峡宽度仅89nmile,是联结山东半岛和辽东半岛最短的海上通道.据统计1991年该区客运总量占全国沿海客运及岛屿间客运总量的i1,客运周转量占总周转量的17.因此,根据本地区未来社会经济发展的趋势,结合本地区的自然地理条件从客观上寻

5、求一个优化的船型方案及船队掏成,发挥海上客运运量大,成本低,快速便捷的特点来形成一个完整优良的水上客运系统.对该区交通运输构成具有重要作用,取连烟线的论证探讨对整个渤海湾客运具有代表性和决定作用.2客货运量预测2.1客运量预测方程在分析客流产生的机理后,文献e1建立了一个沿海客运量预测模型.认为在特定的人口分布和地理环境下.客运量发展主要受人均社会总产值,区域人口数及运输系统综合服务水平等因素制约设有函数式q(f)一s(f),g(f)p()(1)对式(1)求全导数.并两边同除q(f)得到客运量的增长速度方程一+口g+p(2)式中q(t)f年海上客运量.人;g(t)f年区域均社会总产值,元/人;

6、ff)年区域人口总数.人;s(f)f年客运系统综合服务水平;.单位时间内客运量增长率?.一;单位时间内人均社会总产值增长率,c一等;单位时问内人口增长率,r1_警;人均社会总产值对客运量增长的弹性系数,g;p人口总数对客运量增长弹性系数.p一苦;单位时间内运输系统综台服务水平变化率.一等.通过若干年的.,三者数据进行线性回归可求出口.p,利用今后几年本地区的c.预测值,可以求出.值,则有g(+”)=g(t.)(1+5+otg+卢p)2.2货运量预测方程货运量是随着经济活动的产生而发展,本地区货运主要受社会生产发展水平的影响及赀运系统服务水平所决定.参考式(1)可设第4期李俊毕等t渤海湾客运船型

7、发展预测?4l7?q,()=s(),(g0)(3)对式(3)求全导数,方程两边同除()可得货运量增长速度方程v一v+v(4)式中:q(f)t年海上货运量,tls()t年海上货运系统服务水平;单位时问内货运量增长率,=-;单位时间内货运系统综合服务水平变化率-一南.;.人均社会总产值对货运量的影响系数一器-.用回归方法可得及,即可得到,则有q(.+n)q()(1+v+v)2.3客货运量预测值通过客货运量增长速度方程的建立,以太连一烟台航线为例,取山东,辽宁两省为该线的腹地,利用有关历史资料(详见文献r-23)分析计算可得:客运量增长速度方程v0:0.1043+0.6653vg一9.8652vp.

8、货运量增长速度方程v一0.23580.7017vg预计今后若干年内本地区值为15%,vc值为l8%.可知未来几年内该航线客运量增长率.为7.61%,货运量增长率为10.95修,2000年连烟线预计完成年客运量458q万人次,年货运量为56.14万t.由于连烟线的特殊地理位置,该线已成为山东,辽宁两省lq客货运输主要通道,有充足的客货运输资源,以上预测结果是可信的.3可行船型方案可行船型方案包括传统客货船,客/车滚装船,高速船三类其中客货船选取现有”天池,天华”为代表船型(见表1);客滚船方案在建立设计模型后求解可行方案集;高速船则从国内外较为成熟的既有船型中选取适宜于本航线者.31客/车滚装船

9、舶型方案客/车滚装船兼有客船和滚装船的特点,它不需使用码头装卸设备,还可提高装卸速度.缩短运输里程,加快货物周转,并实现.fiilf”运输客滚船作为一种有竞争力的先进运输方式,尤其是在沿海,海湾及陆岛问客货运输中具有明显的优越性,它将公路运输和海上运输有机结台,被称为海上移动的”蓝色公路”.本地区已开展的客滚运输实践取得了较好的社会效益和经济敏益.连烟线,蓬旅线上客流,车流每年均以较大的幅度增长,客滚船在这两条航线上发挥了海上桥梁的作用.随着公路条件的改善.为客滚船的陆海衔接提供了优越的环境.客滚船主尺度除应满足旅客居住及公共处所所需的甲板面积外,尚应满足所装运货物(车辆)所需之甲板面积,故主

10、尺度变化是不连续的,主尺度比值不佳.本地区客滚航线所载车辆主要是货车,在确定车辆单元尺度时以”东风型5t货车为代表.在船型方案的建立过程中,对5种不同的载车载客定额组台根据不同的布置方式确立单?4l8?武浞交通科技大学1994年第18卷船的主尺度及有关技术参数.编程进行计算.船型方案确定过程中的有关方法及性能计算见文献z-s3.经计算,客滚船可行方案见表1.3-2高速船可行方案高速客船以”安全,舒适,快速,方便”的优势逐步受到旅客欢迎.可以说当今世界上水路客运的趋势是;传统的低速客运工具正在被蓬勃发展的高速客船所取代.就渤海湾而言,环渤海地区经济贸易发达,人民生活水平较高.旅客承受能力强,对高

11、速客运的要求甚为迫切.且渤海湾的自然地理条件也适宜发展高速客运事业.目前国内外高速客运中普遍采用的主要有高速单体船,高速双体船,水翼艇,气垫船等,各类船其技术经济性能各有长短,并不是所有的高性能船都适宜于本航线使用.全垫升气垫船的耐波性能较差.波浪中失逮严重;侧壁式气垫船适航能力有限,耐波性有待改善.如hm型侧壁式气垫船及国产”鸿翔”号侧壁式双体气垫船耐波高度仅1-5m.结合此点考虑,现有气垫船尚难适用于本航区.水翼艇船型,由于浅浸式水翼艇及割划式水翼艇在风浪中的航行性能不理想.耐波性能差;全授自控水翼艇韵价格昂贵,而且水翼艇的静吃水深,本航区内渔网众多,在船舶高速航行时难以回避.固此水翼艇也

12、暂不适宜本航区.高速单体船有价格便宜,维护保养方便且在风浪中失速较小,适航性能好等特点;高速双体船具有甲板面积大稳性好,操纵性能良好等特点,虽然它们也存在某些不足,但综合本航区的自然条件考虑,高速船可行方案以高速单体船及高速双体船为佳.其它一些组合船型的高性能船因生产设计技术还不是很成熟,尚未被广泛用于实际客运业务,因此可行方案中暂不予以考虑.国内外现有营运高速单体船及高速双体船中以澳大利亚,瑞典,日本等国生产的占绝大多数.根据航速,载客量,运输效益比较来选择高速船可行船型方案.航速要求由航时限制确定,在连烟线高速客位航时限制在3.5h以内;载客量范围从200人以下,250,300,350,4

13、00,450人左右及450人以上之间选取.同等客位数或相差不多时,以运输效益iv=载客数(人)航速(kn)/主机功率(kw)大者为优.经比较从国内外已被广泛应用的高速单体船及高建双体船中选定了高速船可行方案】,见表1.表1可亍船型方案集第4期李俊毕等:渤海湾客运船型发屉预测?419?注t关于船价的计算参考国际市场价及国内生产价格.具体如下t高速单体船拄每客1.1万美元计算i高速双体船拄每客1.3万美元计算i客货船及客/车壤装船拄每排水量吨价格计算ip一4?n其中4为排水量(吨),p为单位排水量造价(y/元/t)i对于客货船p一1.14万元/ti对于客/车壤装船1.2万元/t美元对人民币比价拄1

14、美元兑换人民币8.7元;高速单体船及高速双体船价格单位为万美元.4船队构成船队构成须确立满足未来客货运量船队中的各种船型,各类船型的技术要索,船舶艘数3要索.对于本课题通过建立混合整数线性规划模型求解船队构成.4.1数学模型的建立4.1.1变量选择第i种船型的艘数.及第f种船型(共m艘)在该航线上年往返航次数兄为决策变量;f=1,2.?,k,=23,n.,r为正整数.4.1.2约束条件除在可行方案建立时考虑的一些约束条件外,还应考虑以下条件:1)客运量约束航线上营运船舶客运量总和应大于或等于该航线上所要求的客运量,即2兄qt1式中第i种船型的载客数,人;q为所要求完成的客运量,人;q.为第i种

15、船型的旅客负载率.2)货运量约束航线上营运船舶的货运量总和应大于或等于该航线上所要求的货运量,?420?武投交通科技大学1994年第18卷即k2r.qt=i式中.为第种船型的载货量,t;.为第i种船型的货运负载率;为所要求完成的货运量,t.3)营遣时间约束某种船型(共n.艘)在该航线航行时其总的营运时间应小于或等于其所能提供的年营运时间.即;r.丁.丁.式中为第i种船型在该航线往返航次时间,天;为船舶年营运天.天.4)发船密度约束客货运输是定期班轮运输.每天发船密度也应有约束,即kl一(:r.)/365<l.j=i式中厶航线发船密度限制值.413目标函数由于客运运价具有相对的稳定性,因此

16、采用净现值(npv)指标作为目标函数npv一(一p.).+(b.一y,)spw+l.n-式中p.第种船型每艘造价,万元;b.第i种船型(共n.艘)年营运收入,万元;y.第种船型(共n.艘)性规划模型后,利用分数定界法求解,即可得到优化的船队掏成求解违程中经济参数按有关航运企业计算标准得到.第4期李倥华等;渤海湾客运船型发展预测?421?到2000年,大连一烟台航线预计完成年客运量458.89万人,货运量56.14万吨,优化后的船队掏成结果见表2.表2优化后的船队构成结果注i400客位高速单体船为澳大利亚wavemasterinternationalptyltd生产有关”每天两港各发船班数”取客

17、/车滚装船为3,高速单体船为8,剩余”年往返航次数”可排在高峰期加开.船队的经济指标为:总投资p一45312万元年营运收入b一38232.84万元年营运成本(不含折1日)y一9767.9万元年收益a=28465万元净现值pv一197094.5万元动态投资回收年限pbp一2.4年以上计算偏于理想化.主要是由于高速客运及滚装运输运价相对较高,笔者曾对最优结果进行了敏感性分析,上指标对成本参数变化不敏感.因此在渤海湾地区开展客滚运输及高速客运大有可为,有关部门应对整个运输系统的构成作出相应的布置和安排.船队投资巨大,但可产生明显的社会效益和经济效益.从技术上应组织力量对国产客滚船的关键技术如通道的优

18、化设计,车辆舱通风与消防,满足分舱和破舱稳性衡准的技术措施等加以研究;对高速船的主机,材料,生产工艺,关键设备的可靠性等方面加以研究解决.生产出满意,可靠的国产高速船.参考文献张玉强,关于2000年沿海客运发展研究.上海船舶运输科学研究所.1991.3李俊华.渤海湾客运发展研究.武汉水运工程学院硕士论文.1993.60何正曼.连烟线客/车滚装船设计综述.船舶设计通讯.1989.3张蔼洪,顾家驻.运输船舶船型技术经济论证方法.北京:人民交通出版社丹恩蔼,席龙飞.船舶设计原理大连海运学院出版社.i990335堕界高速客运年鉴(19891990).江苏船舶.1989(3).5355robertltrilo.janeshighspeedmarinecraft.1991何建坤.实用线性规划厦计算程序.北京t清华大学出版社.i