汽车滚装码头发展现状与展望开题报告Word文件下载.docx
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培养自己独立进行结构设计的能力，掌握工程图纸绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。
所以我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计，使自己成为社会需要的人才。
二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：
汽车滚装码头发展现状与展望
1我国主要沿海港口滚装码头发展现状
为满足我国汽车进出口的需求，建设国际一流的专业化汽车滚装码头成为国内各大港口企业和船运公司关注的焦点。
目前，国内已经建成的专业汽车滚装码头主要分布在大连、天津、上海、广州等沿海港口，这些港口也是国家海关总署指定的汽车进出口海运口岸[1]。
天津港：
天津港北港池滚装码头岸线长471.69m，拥有2个5万吨级的泊位，年吞吐能力10万辆商品汽车及150万吨食用油，并规划建设汽车分拨中心，主要服务于京津冀地区。
目前天津港占据我国进口汽车的1/3市场份额。
大连港：
汽车滚装码头位于大窑湾，一期工程建有1个5万吨级泊位、2个1万吨级泊位、汽车展示大厅和综合楼，岸线长675米，能一次性存放1.4万辆轿车，设计年通过能力60万辆，可停靠世界最大的6000车位滚装船。
上海港：
上海港是我国外贸进出口汽车的重要港口。
2003年12月23日，由上海汽车工业销售总公司、上海国际港务（集团）有限公司、日本邮船株式会社等5家公司共同投资组建的上海海通国际汽车码头有限公司开业。
它是全国第一个、也是上海口岸唯一的公共专业滚装码头，能停靠第五、第六代大型滚装船舶，陆域面积27万平方米，拥有可同时停放7000辆汽车的专用停车场，能为客户提供整车及零部件的门到门多式联运。
目前正在新建的外六期汽车滚装码头岸线长度530米，拥有两个5万吨级的泊位和一个5000吨级泊位，堆场面积45万平方米，设计年吞吐能力60万辆，远期80万辆。
一期工程码头岸线530米，陆域面积16万平方米，已于2007年9月30日交付使用。
2008年上海海通国际汽车码头有限公司滚装汽车吞吐量已达到31万多辆。
广州港：
随着本田、丰田、日产等汽车制造厂在广州建成投产，广州现已成为我国最大的汽车生产基地之一。
这是国内规模最大、设施条件最好的汽车滚装船码头之一，包括2个汽车滚装船泊位和1个多用途泊位，码头岸线长623米，可同时靠泊两艘6000车位的汽车滚装船，停车场面积约42万平方米，可停放汽车2万辆，年通过能力达到100万辆。
广州港最终发展成为华南地区最大最繁忙的汽车物流枢纽。
总之，我国沿海主要港口汽车滚装码头将形成300万辆左右的汽车吞吐能力（见表1）[2]。
表1我国主要汽车滚装码头的接卸能力
我国主要沿海港口
岸线长（米）
码头水深（米）
靠泊能力（车位）
设计吞吐（万辆/年）
停车场可停放车辆
天津港滚装码头
471
-14.1
6000
10
0.45万
大连汽车码头（完工后）
640
-11
60
万
上海海通码头（一、二期）
749.4
-12/-13.2
90
广州南沙汽车码头
623
-12
100
广州新沙汽车码头
220
-12.5
中国港口汽车滚装码头建设吸引了众多汽车厂商和航运公司的参与，他们与港口合作共同投资建设滚装码头。
大连汽车码头由大连港集团有限公司、中远太平洋有限公司和日本邮船株式会社（NYK）共同出资建设，天津港环球滚装码头由天津港股份有限公司与日本邮船株式会社、挪威华轮－威尔森物流有限公司共同出资建设，上海海通
国际汽车码头公司由上海国际港务（集团）有限公司、上海汽车工业销售总公司以及日本邮船株式会社三大行业巨擘共同投资组建，广州港南沙汽车码头则由广州港集团有限公司、广州汽车集团及广州南沙资产经营公司共同注资建立，目前日本邮船株式会社也正在商讨介入；
奇瑞汽车公司则选址芜湖经济技术开发区建设，设计年商品汽车吞吐量10万辆的商品汽车滚装专用泊位码头[3]。
2国内外汽车滚装码头设计、研究现状
自七十年代以来，世界各地召开了多届国际滚装会议，在会议上世界各国对滚装码头的建设及运营管理经验进行了交流，这对于汽车滚装物流的发展起到了积极的推动作用。
在研究领域，TorstenFischer和HermannGehring对汽车滚装码头的进口流程建立了基于MAS的模型，对码头的车辆进口流程进行了分析并进行了优化；
orsini，A力thony、Hellstrom等认为，今后滚装码头发展的趋势是集中多层面的业务，不仅提供滚装船的装卸业务，还要提供水运与公路运输、铁路运输的节点服务，同时要提供一些与车辆相关的清洗及改装服务Fiseher对车辆在汽车滚装码头堆场的摆放问题进行了深入研究，在此基础上建立了汽车滚装码头的MAS系统。
国内汽车滚装码头的发展建设相对较晚，因此相应的研究也较少。
上海国际港务股份有限公司的包起帆认为在汽车滚装码头建立汽车增值服务中心以及汽车分拨中心将逐渐成为汽车物流的发展趋势，基于汽车滚装码头的物流平台能够提供从原料采购到整车分拨的全流程专业化服务，为汽车制造商、零部件供应商、汽车用户提供整合的一体化全程物流服务，创造增值价值，从而使汽车厂商和码头企业能够专注核心业务，提高各自核心竞争力，实现双赢。
北京交通大学的刘世峰对汽车滚装码头的业务流程进行了基于RFID的改进，在此基础上建立了基于RFID的汽车滚装码头信息管理平台。
除此之外，国内与滚装码头相关的文献大多是对国内汽车滚装码头的发展情况进行综述和预测，以及对滚装码头的工艺设计及平面布置进行研究介绍[4]。
2.1滚装船及滚装码头的布置方式
在码头的布置方式来看，滚装码头与常规集装箱码头主要结构相同，都是分为几个主要的区域，其中有行政管理区、大门监管区、联运作业区、检修处理区、存放区以及装卸作业区等几个主要区域。
其中管理人员的日常办公都是在行政管理区进行；
车辆的进出则需要大门监管区的检查；
重大件等通过公路、铁路方式进行运输则是在联运作业区进行的；
对出现问题的重大件等的检查、修复则是在检修作业区进行；
货物的临时存放、保管则需要在存放区进行；
货物的上下船作业则是在装卸作业区进行的，每个作业区都有其单独的功能，只有经过严格的划分、布置，才可以保证码头上装卸工作的高效、有序[5]。
2.1.1滚装码头前沿布置
2.1.1.1曲尺型布置方式
对于那些内部带有直通跳板的滚装船，与其最搭配的码头就是曲尺型滚装码头，这些码头与普通相比，仅需要设置设置浮式夏船设施或者新增几个突台就可以满足这类船只的滚装作业需求，其适用于渡轮、ACL型船以及老式滚装船。
在顺岸码头端部向外突出做成一个平台或者利用突堤码头的根部做成一个向外的平台就可以适应上述几种船只的装卸。
在顺岸码头上，如果有两个连续的直通滚装泊位相邻，我们只需要在中间设置一个突出的平台，就可以同时满足两艘滚装船进行装卸作业。
突出平台的宽度应按照滚装船的跳板宽度来选择确定，而突出的长度则需要综合滚装作业时，行车条件、转弯半径以及运输车辆等综合确定。
2.1.1.2锯齿型布置方式
锯齿型布置方式也可以称作阶梯型布置方式，其主要特点与锯齿型布置方式相同，只不过是将相邻的两个泊位做成阶梯形状，滚装船的尾部直跳板可以直接搭在台阶上。
2.1.1.3直线型布置方式
现阶段新型的大型滚装船都在船尾部安装了尾斜式跳板，对于这种滚装船，我们不需要对码头进行改造，建设成常规的直线型码头岸线即可。
对于大型滚装船来说，其跳板分成三节，与船只绞接部分为第一节，是最长的一部分，约占整个跳板总长度的65%左右。
大型尾跳板有三种经常用到的长度，分别是50m、36m以及22m三种，对于那些水位幅度变化较大的港口，就可以选择较长的跳板，以便于装卸作业的正常进行[6]。
2.1.2存放区的布置方式
停车位的数量对于两个相继等待装船的CTU是很重要的，因为一些要运输的CTU进入码头网关，在船舶到达前要通过海关和边境检查，因此我们需要足够的储存设施，促进船舶装载和离开时海关和边境控制部门的效率。
卸船也需要足够的堆场存储CTU，因为所有到达的CTU无法立即完成报关并撤离码头。
为了避免大规模的CTU滞留在海关点，多余的CTU存储在堆场，堆场的库容取决于海关的办事效率。
堆场设施不足可能使入境的CTU无法卸船。
在穆克兰港，由于货物流动缩减，海关点的数量减少，但是突然增加货物流动，而海关点保持不变，堆场设施也没有增加，致使货物无法卸船[7]。
随着汽车滚装业务的蓬勃发展，主流的汽车堆场逐渐采用模块化布置方式取代了原始的模式。
在模块化模式中，汽车堆场矩形集中布置，模块单元停车数量可达500辆甚至更多，模块周边设通道，通过先进的调配程序完成汽车取、放作业。
此种模式极大节约了土地资源。
目前，国内外汽车堆场停车位布置常见下述2
种方式：
（1）堆场停车位相对道路呈45°
夹角布置，方便汽车出入停车位，国外较为多见。
（2）堆场停车位相对道路呈直角布置，国内较为多见[8]。
2.1.3滚装船的布置方式
由于现阶段大部分的滚装船都带有可自动旋转45°
的艉斜跳板，所以降低了对滚装码头岸线的要求。
但由于并不是所有的滚装船都带有艉斜跳板，有一些小型的滚装船只有艉直式跳板，所以我们在进行码头岸线的布置时，还要考虑到这些滚装船，为其安装一些艉直跳板搭接设施。
由于现阶段的滚装船大多是运输重大件的，所以我们按照货物种类的不同，也分别设置了不同的货物泊位布置方式，主要有连片布置方式以及离散墩式布置方式两种，其中，由于连片式布置方式具有方便灵活的优点，所以这种布置方式被使用的频率较高，而离散墩式布置方式在阿根廷萨拉特滚装港口以及爱尔兰的科克滚装港口都得到了使用。
2.1.4港口附近水域的布置方式
由于绝大多数的滚装船的都是需要使用拖轮进行辅助的装卸方式，所以我们在滚装船与滚装码头的布置时，要考虑到拖轮的工作特点。
由于拖轮的靠泊速度要求控制在0.1m/s以上，所以我们不能按照普通短海客滚渡船的靠泊方式来给港口定位，并且需要完全按照我国港口规范来指导布置工作。
2.2装卸船工艺
2.2.1汽车滚装码头的装卸作业流程
2.2.1.1装船作业流程
（1）物流信息交换平台通过EDI、互联网、船舶代理、船公司获得船舶挂靠信息、预配船图的相关信息。
（2）根据信息，物流管理系统生成相关的生产计划，并通过生产管理系统对人员安排和现场作业进行实时的管理。
（3）大板车进场，在装卸区进行汽车装卸，然后进入PDI检测。
贴有条形码的车辆经检测后进入堆场，没有贴条形码的车辆制作条形码后进入堆场停车位。
（4）海关查验待装船的相关车辆信息，完成后生产系统生成船舶配载。
（5）发送装船指令，车辆经过检查房经过交接验收后，驶出堆场进入船舱制定位置后，使用手持终端进行装船确认。
（6）装船结束后生成装船短溢清单，航次关闭，并将相关装船的结果通过物流信息交换平台共享给相关单位。
2.2.1.2卸船作业流程
（1）通过物流信息交换平台，从EDI、互联网以及各相关单位获得船舶挂靠、舱单、船图等相关信息。
（2）物流管理系统根据相关信息生成作业计划，并下达给生产管理系统，生产管理系统根据获得的信息对人员安排现场作业进行实时管理。
（3）卸出的车辆到检测区进行交验，没有条码的汽车打印条码，有条码的汽车直接扫描条码。
（4）完成交验的汽车驶入堆场，到达指定停车位后，通过手持终端发送停车确认信息。
（5）卸车结束后生成卸车短缺清单，航次关闭，并将相关卸车结果通过物流信息交换平台共享给相关单位[9]。
2.2.2汽车滚装码头装卸工艺
装船时港区作业司机将商品汽车从存车场开上载车船；
卸船时作业司机将商品汽车从载车船开至库场。
完成一次作业后，用工作车辆将作业司机送回。
这部分设计的关键是确定港区作业司机的单人装卸效率，从而按运量要求确定作业司机的人数，并配备相应的工作车辆及其操作司机。
单人装卸效率应综合考虑多种因素（包括载车船的大小、码头与存车场的距离、商品汽车性能等）。
在有些小型车船中，不同层甲板之间采用升降机运输。
这时装卸效率还应考虑升降机的因素。
装卸船效率等于单人装卸效率与作业司机人数的乘积，随作业司机人数的增加而增加。
但受载车船跳板可通过流量的限制，装卸效率的增加并非无限[10]。
3汽车滚装码头的研究展望
堆场是汽车滚装码头重要的作业资源，堆场作业是汽车滚装码头作业的重要环节。
随着汽车滚装码头吞吐量的加大，导致堆场车位资源紧缺，码头堆场的传统操作方式渐渐暴露了一定的不足：
如堆场车位利用率不高、倒车较多等[11]。
汽车滚装码头作为多式联运下进行整车运输的重要节点，其堆场车位资源的充分利用和车位计划的合理制定，能够提高汽车滚装码头的堆场通过能力，并体现以汽车滚装码头及其物流配送中心Hub进行整车配送、运输和相关增值服务的功能。
因此，一些学者提出了信息技术为基础的智能决策系统，从理论角度对汽车滚装码头堆场车位计划智能决策问题进行了描述，建立了基于智能决策的数学模型，提出了基于滚动周期的仿真算法，结合智能决策、仿真技术，开发了相关策略性模拟工具（具有基于智能决策的堆场车位计划制定、堆场车位可视化监控和信息管理等功能）。
该工具的研发，有助于实现港口汽车物流的综合竞争力和服务品质的全面提升，是多元化港口物流服务模式的有益补充[12]。
三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：
1.设计（研究）的重点：
滚装码头总平面布置方案、50000GT滚装码头工艺流程设计方案和主要技术指标计算、50000GT滚装码头结构方案拟定及比选、50000GT滚装码头推荐方案结构计算。
拟采用的途径及设计步骤：
（1）对资料进行分析
①自然条件
a港口地理位置；
b港口所在地区的地形地貌；
c水文条件，包括特征水位和设计水位等，分析影响作业的天数；
d气象条件，包括气温、降水、风况、雪、雾、霜等，分析影响作业的天数；
e设计地震烈度；
f工程地质，包括地质构造、主要地层组成及其物理力学性能指标。
②港口现状、运量及船型
a港区现状，集疏运条件；
b设计船型及其尺度。
（2）对拟建港区进行总平面布置
①港区布置原则
②高程及水深的确定
包括设计水位、码头面标高、码头前沿水深，以及主要建筑物、堆场、道路等的标高，港区防洪及排水要求等。
③总平面布置
a水域布置；
b陆域布置。
（3）对拟建港区各码头进行装卸工艺设计
①设计原则
②主要技术参数
包括吞吐量、船型、台时效率、营运天数、货物堆存期、日作业小时数等。
③装卸工艺
包括作业区划分、泊位数、工艺布置、流程、作业方式、管理要求等。
④规模计算
a泊位通过能力；
b库、场面积；
c装卸机械设备；
d装卸工人及机械操作人数；
e主要技术经济指标表。
（4）对指定的宁波梅山港区50000GT滚装码头进行结构方案设计
①根据荷载、水文、地质条件等选择合适的码头结构型式，并加以论证；
②根据选定的方案拟定断面方案；
③对选定拟定的断面方案进行初步的计算。
（5）对宁波梅山港区50000GT滚装码头进行结构计算
①通过结构方案比较，选择推荐方案；
②根据设计荷载和结构型式确定结构计算图式及有关参数；
③进行内力计算；
④进行配筋计算。
（6）绘图
①码头平面布置图，装卸工艺流程图；
②码头结构平面、立面、断面图；
③绘制主体构件的配筋图；
④有关构件的细部构造图。
（9）编制设计说明书、计算书。
2.设计（研究）的难点及拟采用途径：
（1）港区总平面布置
货物的上下船作业则是在装卸作业区进行的，每个作业区都有其单独的功能。
如何严格的划分、布置各个区域，并保证码头上装卸工作的高效、有序是本次设计的一个难点。
对此，可以结合设计资料参考天津港等国内汽车滚装码头的总平面布置进行设计。
（2）港区码头面高程的设计
码头面高程应适应不同船舶作业要求汽车滚装船作业的首要条件是船上的艉斜跳板和舷侧跳板能够与码头面顺利搭接。
另外，滚装船作业允许波高较小，且码头面无大型机械设备，因此滚装码头顶高程主要考虑滚装船非作业期码头承受波浪力、码头结构的经济性以及码头结构施工可行性3方面的优化选择。
根据《滚装码头设计规范》规定，5000～50000GT汽车滚装船装卸作业允许波高：
顺浪（H4%）为0.8m；
横浪（H4%）为0.6m。
基于适应船舶跳板作业要求的计算方法，一般采用的经验公式为：
码头面高程=船跳高限（或低限）-船舶吃水+水位。
（3）50000GT滚装码头结构方案设计及计算
宁波梅山港区位于太平洋板块与亚欧板块交接的地震带上，并受热带气旋的影响。
板块运动造成的地质运动和波浪运动和热带风暴造成的波浪剧烈运动对码头结构都是严重的挑战。
另外，码头所在海域为淤泥质海岸，如何选择码头的主体结构是此次设计的又一难点，根据设计资料拟采用高桩梁板式结构，因为高桩结构构件多，构造相对复杂，因此，结构计算也是本次设计的难点内容。
可根据设计荷载和具体结构型式确定结构计算图式及有关参数，然后进行内力计算和进行配筋计算。
为简化计算过程，拟借助计算机辅助计算，必要时可利用编程软件编程计算，还可利用基于有限元原理的软件对结构进行受力和变形分析（如：
ansys、MATLAB等）。
四、设计（研究）进度计划：
1.1月31日前，完成开题报告；
外文文献翻译；
2.1月10日至3月1日，对拟建宁波梅山港区的地形条件、水文条件、气象条件、地质条件、地震烈度、港口现状、运量及船型等资料进行分析；
3.3月2日至3月22日，进行毕业实习，熟悉港口的总平面布置和码头结构；
4.4月5日至4月12日，进行码头总平面布置；
5.4月13日至4月26日，确定港区的主要技术参数（装卸工艺设计），包括吞吐量、船型、台时效率、营运天数、货物堆存期、日作业小时数等；
然后进行装卸工艺设计，包括作业区划分、泊位数、工艺布置、流程、作业方式、管理要求等；
确定装卸工艺后进行规模计算，包括泊位通过能力、库场面积、装卸机械设备台套数、装卸工人及司机人数以及主要技术经济指标；
6.4月27日之5月3日，码头结构选型，对宁波梅山港区50000GT滚装码头进行结构方案设计：
根据荷载、水文、地质条件等选择合适的码头结构型式，并加以论证。
进行结构方案比较，根据选定的方案拟定断面方案；
对选定拟定的断面方案进行初步的计算；
7.5月4日至5月17日，结构设计计算和施工图设计，对宁波梅山港区50000GT滚装码头选定拟定的断面方案进行结构计算：
根据设计荷载和结构型式确定结构计算图式及有关参数；
进行内力计算；
进行配筋计算。
绘图，形成以下成果：
总平面布置图；
装卸工艺流程图；
码头结构平、立面图、码头结构断面图；
结构构件配筋图；
8.5月18至5月24日，指导教师评阅、反馈及学生修改；
9.5月25日至5月31日，评阅教师评阅、反馈，学生修改；
10.6月1日之后，毕业设计答辩。
五、参考文献：
[1]龙友，张国维.专业汽车滚装码头总体设计[J].水运工程，2010年.
[2]郑功荣.现代汽车滚装码头现状与前景分析[J].物流工程与管理，2009年.
[3]郭宇.我国港口汽车滚装专用码头发展现状与展望[J].港口物流，2009年.
[4]左树英.汽车滚装码头堆场空间分配研究[D].大连：
大连海事大学，2012年.
[5]王金山.滚装船及滚装码头布置的初步分析[R].广东：
广州中远物流公司，2013.
[6]杨玉祥.滚装船及滚装码头布置的初步探讨[J].水运工程，2009年.
[7]RičardasMaksimavičius.SomeelementsoftheRo‐Roterminals[D].KlaipedaUniversity（KU），2010.
[8]汪锋，董志强，张志平.汽车滚装码头设计特点[J].水运工程，2011年.
[9]谢君，肖汉斌.基于汽车滚装码头的装卸工艺流程研究[N].武汉理工大学学报，2009-8
[10]周洪海.商品汽车滚装码头工艺技术[J].港工技术，1997年.
[11]张蕾，张煜，李文锋，高海耀.汽车滚装码头的堆场作业研究[J].物流技术，2009年.
[12]张煜，张蕾，李文锋，严新平.汽车滚装码头堆场车位智能决策研究[J].公路交通，2009年.
指导教师意见
签名：
月日
教研室（学术小组）意见
教研室主任（学术小组长）（签章）：
月日
目录
第一章总论1
1.1项目概况1
1.2可行性研究报告编制单位4
1.3承办单位简介4
1.4项目区概况5
1.5可行性研究依据9
1.6可行性研究的范围10
第二章项目建设背景及必要性11
2.1项目建设背景11
2.2项目建设必要性14
第三章项目建设地址及条件17
3.1项目建设地址17
3.2项目建设条件17
第四章工程建设方案22
4.1项目设计依据与原则22
4.2工程规划方案23
4.3工程技术方案25
4.4给排水工程30
4.5供电工程31
4.6采暖及通风35
4.7燃气设计37
第五章环境保护38
5.1环境保护标准38
5.2环境影响初步分析3
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