英语原文共 7 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
集装箱船再装货技术的发展趋势
Wlodzimierz ROSOCHACKI
摘要
本文分析了集装箱船再装技术的发展趋势，描述了典型解决方案的创新方法，文中所采用的方法对于形成装卸集装箱的现代化系统有重要的意义。
1.导言
如今形成的集装箱系统形式已经超过一百年，集装箱作为常用工具在海上运输货物的历史可以追溯到20世纪50年代。简易、安全、可靠和运输放在集装箱船内部大型货物的可能性决定了其在运输方面的吸引力，集装箱尺寸和形状的标准化使运输能够以多式联运的形式组织起来。因此，集装箱供应可以更快、更及时的降低运输过程的成本。随着集装箱化运输的动态的增长需求，集装箱运输和服务方法（包括再装货技术）的变化是不可避免的。
近年来，海上航道的运输已经成为了集装箱运输的主流，运输这些综合货物单元的专用船舶始建于20世纪50年代，这些船只能容纳数十个20英尺长的集装箱（标准集装箱），今天最大的船舶能够运输超过一万个标准集装箱，而且更大的船舶还在设计之中。
提高船舶的运输能力，需要进行重大结构改造增加主要参数（船长、船宽、型深、吃水）以及修改货舱结构设计，在变化的结果中，我们可以区分两种基本类型的集装箱船：装卸货使用吊上吊下系统的集装箱船（也称为蜂窝集装箱船）以及滚装船；还有一些船舶把这两种系统结合起来，本文主要研究与吊上吊下系统有关的问题。
载运几千个集装箱的营运船舶需要停靠在合适的港口，这些港口具有基础设施和表壳构造，港口的动态演变过程是新一代集装箱船出现的结果。港口成为主要的多式联运海陆运输链，这些集装箱码头配备了合适的装卸系统和集装箱储存和管理场所，这些行动的效果是提高港口作业的质量。根据文中的意见，我们可以说，其他与再装货组织有关的参数很快就会变得更加重要，例如降低能源消耗、更好的利用运输手段、安全性能的完善和增加运输的流动性。
使用集装箱运输能力的强度，就像每个货船的情况一样，主要取决于如下的两个因素：它的速度和在港口停留的时间。燃料消耗的急剧增加导致了成本的增加，这是对第一个因素的严重限制，而在港口停留的时间则由本文所描述的再装货系决定。
2.现代再装货系统
港口装卸码头的可靠运作主要取决于装卸船，他们的技术设备主要取决于维修船舶的类型，在设计终端时，对具体解决方案的应用做出决定，船舶运营成本的降低是船舶选择的主要标准之一，符合这一标准将使在港口停留的时间缩短到必要的最低限度。这一结果的获取取决于许多因素，其中之一就是由于采用现代技术所带来的巨大的再装效率，而在这些技术中，专用起重机起着关键性作用。在集装箱船的情况下这些主要是集装箱门式起重机（通常也称为船到岸STS）。他们的技术参数必须与设计的载货量相关联，提高既有系统的效率需要技术参数的重大改变，这些技术参数由于有限的可选择空间、经济条件或者已装设备的技术参数（例如容量）的限制，因此改变技术参数并非总是可行的。
此外，在典型的集装箱再装技术的背景下，提出并讨论了创新的概念。然而，使用动臂起重机或者船上设备的系统不被称为现代化，由于其效率低，大型的港口很少使用。
2.1典型概念
专用起重机在集装箱船装卸中起着至关重要的作用。设备必须能从船上每个地方取出集装箱，因此，起重机的尺寸必须与它们要服务的船舶的主要细节相关联。
根据新一代集装箱船的出现，起重机的结构设计和工作参数（表1）发生了重大变化，最小的集装箱船(给料器)的容量为100-499 TEU，宽度在15-20m范围内，主要是所谓的补给线，是大型越洋船舶的重要航线，如M/S EmmaMaersk，容量为15000 TEU，宽度可达60m。
关于吊车结构概念的定义，集装箱船类型的名称如下通常使用(给料机，巴拿马，后巴拿马，超级后巴拿马)，取决于他们服务的集装箱船类型。最小的馈线式起重机，配置长度不超过30米的梁，它们的特点是简单的技术解决方案(一个重装手推车，单摊铺机)，集装箱单台小车是集装箱装卸系统的典型解决方案，也适用于其他类型的起重机，其效率可达30-40 TEU/h。图1给出了一台车(W1)起重机的设计方案。
表1 集装箱起重机工作参数
|
起重机类型 |
集装箱的行数 |
起重机水边梁长度（m） |
容量（t） |
空/满集装箱起重速度（m/min） |
|
给料机 |
最多10 |
最多30 |
最多40 |
30/60 |
|
巴拿马型 |
最多13 |
36-42 |
40-45 |
60/120 |
|
后巴拿马型 |
最多18 |
48-56 |
45-60 |
60/120-75/150 |
|
超后巴拿马型 |
最多24 |
60-70 |
50-65 |
75/150-90/180 |
其他类型起重机的特点是大得多的尺寸，超级后巴拿马式起重机被使用在最大的港口，并且配备长度可达60m的水边梁，起重机可以配备由两个小车（W1,W2）组成的系统，通过重新装载平台协同工作（图2）。该方案使单台小车系统的重装效率提高了几十个百分比，尽管两台小车可以达到90m，而且覆盖距离的时间大于20s。一些超级巴拿马式起重机建造的容量为120吨，允许同时运输4个20rsquo;或2个40rsquo;集装箱。还观察到一种趋势（表1），即增加另一个对效率很重要的参数，即提升速度，起重速度的提升显然需要能源需求（以60m/min的速度提升一个20集装箱所需的能量约为250千瓦）。
图1 STS带一台手推车 图2 STS带两台手推车和重装平台
考虑到目前为止所作的修改，我们可以说，尽管门式起重机的再装车保持不变，但由于结构上的变化，超后巴拿马式起重机比馈线起重机的概念要好得多。
图3给出了一个在lo-lo系统中重新装载集装箱的有趣的解决方案。船由两侧的起重机装卸，这个系统需要建造一个特殊的码头，因此不经常使用。
图3 两边重装
随着起重机结构的发展，摊铺机也发生了变化：从一个20lsquo;集装箱中最简单的一个集装箱到四个集装箱的设备（所谓的串联摊铺机）。现代摊铺机配备集装箱位置稳定系统和以调整摊铺机尺寸的集装箱大小的系统，一个明显的事实是，在集装箱货轮由容量为120吨的起重机进行维修的升降机再装货系统中，配备两辆装有串列式摊铺机的手推车比其他配置的效率要高得多。然而，尽管目前有两个45lsquo;或4个20rsquo;集装箱的摊铺机，但利用摊铺机的起重能力似乎是不现实的。生产者确定其为130吨，在摊铺机重量为31吨的情况下，意味着能够最优地应用摊铺机的起重机容量必须约为165吨。
我们提出了集装箱起重机及其设备的技术解决方案并且其设备被大部分的现代计算机技术所支持，目的也是为了减少集装箱摊铺机的摇摆，在重新装货时精确定位集装箱，优化运输方式或非碰撞作业条件。起重机还需要可靠和安全地操作集装箱船与集装箱接收系统合作，这些系统往往是完全自动化的。
2.2.创新解决方案
本节中提出了船舶与码头之间集装箱再装货的创新解决方案，它们往往是概念性的解决方案，其中一些正在实施。这些解决方案可以被认为是值得应用的，这可以大大减少运营时间，以盈利的实施成本。
在[1]中指出，在两个码头之间用装有两辆手推车的门式起重机（图4）重新装船是可能的解决办法之一。初步估计重装效率可达52 TEU/h，考虑到近年来起重机结构的变化（尤其是工作速度的变化），可以假定该系统的效率可达75-80 TEU/h。在类似的解决方案中(图5)，建议使用能够运输几个或十个以上集装箱的单台小推车为船舶服务，形成一个装载单元，在这种情况下，既要考虑起重机质量的显著增加，也要考虑轨道子结构的特殊准备。然而，值得注意的是，在更大的装载单元中形成集装箱用于运输和再装船的想法在最近的将来可能变得更加重要。即使在今天，用所谓的终端盒式系统来运输由四个TEU组成的包裹在技术上还是可行的，他们是用滚装重新装的系统(本文件未涉及)。
图4 用两辆独立的手推车重新装载龙门起重机 图5 集装箱托盘再装货
在这两个概念中，假设船舶使用两个码头上的吊车进行维修，因此，齿轮是专用的，并适应于其他终端几乎不可能。
图6中提出的再装货的概念是一个有趣的创新。由作者SUPERTRAINER所称呼的再装系统调用的起重机是由三台手推车系统（W1-W3）构成的。其中一个在货舱内垂直运输集装箱，另一个横向运输集装箱，第三个在车辆区域运输集装箱，据估计，与单小车起重机相比，运输单个集装箱将有可能提高操作效率两倍以上。研究还表明，该解决方案减少了钢丝绳摆动对运输过程的影响。
图6 超大型起重机 a)解决方案的概念 b)手推车系统的可视化
在所讨论的概念中，假定起重机将能够与一个自我推进式再装填装置，概念见图7。它的工作将是从在码头（W3）操作的手推车上取出集装箱，并将它们装载在半挂车上，这一解决方案确保了起重机部件与车辆之间缺乏直接接触。
图7 再装箱的概念
讨论关于集装箱垂直再装货的修改建议，码头起重机与特殊运输机合作的概念值得注意。直接从起重机工作区取走和运送集装箱的传送带的应用可能会导致集装箱再装船的拥堵现象，将输送机定位在起重机轨道高度以上，可缩短吊车下吊时间，缩短起重机再装车周期。
3总结
集装箱船再装船领域创新的必要性技术（类似于运输过程的其他技术组成部分）是追求获得令人满意的效率、可靠性、缩短停泊船在港口的时间和降低成本的效果，这种活动并不总是立即生效。重要的是要从一定的时间角度来观察，同时考虑到国家经济和全球水平的发展趋势。
对集装箱船结构设计趋势的分析表明：对于典型集装箱船来说，容量超过10000 TEU的船舶将占主导地位，因此，他们将得到服务，应用lo-lo系统。通过分析船舶宽度与其集装箱船容量之间的关系(图7)，可以得出结论：在最近的将来建造的起重机的横梁长度不应超过60-65m。
图8.集装箱船宽度与集装箱容量的关系。
在最近的将来集装箱船的再装船效率达到了不变的水平，它将需要应用新的起重机解决方案，具有更大的起重能力和/或工作的运动速度。进一步缩短船舶停留时间以增加起重机维修船舶的数量也是可能的，因为起重机的数量已经是最佳的，我们应当期望开展活动，例如在重新装货周期中优化集装箱搬迁轨道，从而缩短周期。可以说，对于容量在20000 TEU以上的大型集装箱船来说，最主要的问题不是装卸系统，而是与其吃水相对应的码头的合适深度。
分析到目前为止，在发展集装箱船再装船系统和技术表明，我们在现有系统合理化和改进的基础上处理所谓的连续技术，因此，可以得出的结论是，没有任何前提表明有可能发生与现在完全不同的重新装货技术，但是，这只是对未来的一种可能设想。值得回顾的是，就在几年前，没有人会认真对待有关长度达400米、容量为15000 TEU的集装箱船的装载能力预测。
油价对集装箱船速度和船队大小的影响
D Ronen
摘要
燃料价格的变化通过调整船舶的航行速度，为节省大量成本打开了大门。一艘大型船舶每天可能燃烧多达10万美元的燃料，这可能占其运营成本的75%以上。将巡航速度降低20%，可使每日油舱消耗减少50%，但为了维持班轮服务的频率和容量，降低巡航速度可能会要求额外的船只开航。我们构造了一个成本模型，用来分析减少成本和在集装箱航线上增加船只之间的权衡，并设计了一个简单的程序来确定船舶的速度和数量，从而使航线的年运营成本降到最低。利用公布的数据，我们展示了在接近最低成本速度的情况下节省大量成本的潜力，所提出的方法和程序适用于任何燃料价格。
关键词：海运；班轮运输；油价；最优速度；集装箱船队大小。
导言
过去几年石油价格急剧上涨，导致集装箱船经营者考虑降低其船只的航行速度，以减少燃料消耗和相关的金融花费（LEACH，2008年）。以每吨燃料135美元的历史价格计算，燃料成本约为大型集装箱运营成本的一半（Nottebom，2006年）。当油价接近每桶150美元时，燃料价格超过750美元。当燃料价格徘徊在每吨500美元左右时，约占大型集装箱船运营成本的四分之三。此外，设想中的使用清洁(污染较少)燃料将进一步加剧这种情况（Stanley，2007年）。然而，要快速降低集装箱船的航行速度，就需要增加在一条航线上部署的船只数量，以维持服务频率（Verimmen等人，2007年）。因此，一方面，降低航行速度，进而降低燃料成本，另一方面，增加船舶以保持服务频率和容量（这会增加每年的运营成本），在这两方面之间存在平衡。本文提出了一种确定航行速度和相关的船队大小的程序，以使集装箱船航线的年船舶运营和燃料成本降至最低，同时保持所需的服务频率（对于给定的需求）。
集装箱船通常在封闭的航线上运作（也被称为循环），并遵循发布的航行计划。一条航线是每艘集装箱船在每一次航行中重复的停靠港口的专用顺序。一般有两种路线：主干线（或树干）和支线，主干线较长(通常为洲际)，它们连接港口；支线通常是区域航线
全文共22048字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[947]
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
