港口航道的通过能力与船舶行为探析

摘 要：航道的通过能力对航运事业与港口经济的发展具有重要影响。现今，伴随着船舶种类的多样化、进出港口的船舶数量增加、各港口间的运输网络复杂化，进出港口的船舶交通流也日趋复杂。研究港口的通过能力与港口航道的船舶行为已成为港口航道设计至关重要的热门话题。

关键词：港口航道 船舶行为 通过能力

中图分类号：U691 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1 引言

水路运输具有较大的运载能力，且运输成本较其他运输方式更为低廉。据有效数据统计，在我国，水路运输大约承担着93%的煤炭运输和外贸运输量。货物运输中，水路运输占据着重要的地位。港口是水路运输的重要连接点，港口的吞吐能力对内河与海洋的战略发展有重要影响作用。

现如今，随着港口的吞吐量增加，进出港口的船舶数量逐渐增加，船舶类型也日趋多样化、复杂化。一个港口随着规模的扩大会形成多个分散港区，进出港口的船舶交通流更加复杂。分析船舶在港口的运动过程，通过挖掘港口航道能力的影响因素，研究港口航道的船舶行为已成为港口航道设计的关键研究方向。

2 港口系统概述

2.1 港口生产系统

港口生产系统是港动中各相互作用着的若干要素的复合体，按照性质一般分为陆域和水域两大要素；按照功能分为生产性要素和辅要素[1]。港口航道的通过能力关系着挖掘航道的运输潜能、港口经营部门的航道规划和提{航道的整体利用率，同时也影响着航道内的安全通行。

2.2 港口的船舶运动分析

航道的通行能力涉及到的陆域要素主要是船舶的码头服务效率，水域要素是包含登陆点、锚地、等让区、航道、码头前沿停泊水域、旋回水域等。船舶在港口的运动过程一般分为进港航行、船舶的靠泊与装卸作业、离泊出港三个环节。船舶在港口的运动一般遵循交叉水域避让、先来先服务、合理选择占用航道水域旋回作业时机等原则。

3 航道通过能力分析

3.1 航道通过能力界定

作为一个宏观的交通领域概念，航道通过能力基于不同的行业角度有三种不同定义[2]。

3.2 影响港口航道通过能力的因素

港口航道不仅与港口系统的存在相互影响，还和港口的服务水平、港口布局、船舶调度等息息相关。影响港口航道通过能力的因素大致总结为自然条件、船舶到港特征、航道的尺度、港口的功能与布局、港口服务水平等方面。

（1）自然条件。影响港口通过能力的自然因素主要是港口航道水域的波浪、能见度、潮汐、风向、洪枯水期与水位变化、台风寒潮等灾难天气发生频率等，自然因素主要会影响到港口航道的年作业时间。（2）船舶到港特征。船舶的到港特征主要包括到港船舶的类型与等级分布、船舶的到港与离港规律。同一航道，若有危险品船舶的进出，鉴于危险品船舶的进出港限制条件较多，其航道的通过能力较一般航道就要小一些；若航道的到港船舶的大中型船舶比例大，其航道通过能力也较小；如果船舶在每天的特定时间段到达，船舶等待较多，其他时间段较为空闲，该航道的通过能力就较差。（3）航道尺度。航道尺度包括边坡比、航道宽度、航道设计水深、航道净空高度、航道转弯半径等设计参数。较宽的航道宽度、水深较深的航道，其通过能力将有所提升。（4）港口的功能与布局。港口功能影响到港船舶的等级和种类，间接影响航道通过能力。港口的布局包括港口的码头布置、锚地设置、港口航道布置几方面。码头的布置关乎船舶是否需要进行船舶的移泊作业；锚地规模与集装箱港区的单线航道通过能力相互关联；汉口航道布置主要是航道航速、航道单双向标准、航道与码头相对位置等，这些都与船舶在港内运动的便利性相关。（5）港口服务水平。航道的通过能力是通过航道交通组织的调度和港口货物的调度、装卸、转运等服务，在单位时间内完成船舶装卸货作业，同时顺利进出航道的能力[3]。港口的服务水平是影响航道通过能力的重要因素之一。

4 港口航道的船舶行为分析

4.1 船舶行为

船舶行为并非某一船舶的某一具体行为，而是船舶群体的同类行动的规律与方式[4]。船舶行为包括正常航行行为、紧急突况下的船舶非常态航行行为、船舶作业行为及船舶的锚泊行为。影响船舶行为的要素有船舶驾驶员、船舶、交通环境、港口布局、港口水域条件、港口的交通流组织与调度影响等。

4.2 船舶行为特征

考虑船舶的作业行为，以双向航道为研究对象，本文将港口船舶行为分为常态航行、穿越、会遇、掉头作业这四类情况。常态的航行行为即按照港口的主航道方向的进港或出港航行行为；穿越行为是船舶从进出港的航道一边垂直穿过整个航道，到达港口航道另一边，且不占航道水域；会遇行为是主航道船舶与直航道船舶同时达到港汇水域，按一定组织规则，驶离交汇水域；掉头作业行为是在码头前沿的船舶进行旋回掉头靠离泊作业的情况，对于单航道，掉头作业将一定程度上影响港口航道通过能力。

5 总结

本文通过系统梳理港口系统、港口船舶运动过程的相关理论与前沿研究成果，分析了港口航道通过能力的影响因素，结合船舶行为的相关理论，将港口航道的船舶行为归纳总结为常态航行行为、会遇行为、穿越行为和掉头作业行为四类。不同的船舶行为对港口航道的通过行为有不同的影响作用。本文对日后的港口航道船舶行为研究工作有一定的指导意义。

参考文献

[1] 杨翔.船舶交通流^预测方法研究[D].人迕：人连海审人学硕十学位论文，2006.

[2] 卞艺杰.航道通过能力研究[J].水运2000，（8）： 27-30，48.

[3] 刘明俊，艾万政友.苏通人桥桥区水域船舶通航能力研究[J].船海I'程，2006，（4）：80-82.

[4] 马勇.基厂排队论的T型航路船舶交通通过能力研究[D]大连海事大学硕士学位论文，2008.