海运码头集装箱管理：智能交通系统技术在联运货物运输中的应用外文翻译资料

外文题目：MANAGING CONTAINERS IN MARINE TERMINALS:

AN APPLICATION OF INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS TECHNOLOGY TO INTERMODAL FREIGHT TRANSPORTATION

外文作者：Elizabeth Gwynn Jones, B.S.C.E., M.S.C.E.

海运码头集装箱管理：智能交通系统技术在联运货物运输中的应用

Elizabeth Gwynn Jones, B.S.C.E., M.S.C.E.

摘要

智能交通系统（ITS）通信和信息技术已成功地用于管理和跟踪在运输途中的联运集装箱。目前，这些技术在多式联运中的港口集装箱管理环节很少使用。本文针对ITS技术是如何在跟踪和管理运输途中的集装箱的同时也能用于协助管理在海运码头的集装箱，以及需要什么分析工具评估其在海运码头应用的效果。

根据文献综述，集装箱装卸和堆存操作仿真模型被确定为是一种研究码头集装箱管理的理想工具。描述性的仿真模型可以被用来验证智能交通技术在海运码头集装箱管理中的应用后的分析模型。

本文的目的是开发集装箱装卸、堆存操作仿真模型并分别论证在海运码头使用与不使用智能交通技术管理集装箱的效果。

一种描述集装箱堆存操作和海运部分与陆运部分相互作用的概念体系被提了出来。绩效测量包括在概念体系中使得不同管理策略的效率和有效性可以被评估。基于仿真模型的结果可以以这个概念体系为基础被计算出来。仿真模型的演示检验了使用该技术管理进口集装箱堆存的好处。仿真模型产生了一致的结果并且被视为用于分析ITS技术在管理海运码头集装箱中的作用的一个有用的工具。

第一章 介绍

多式联运的来临是发生在20世纪50年代和60年代的货物运输的一次革命。很多事件促成了这场革命。第一个事件是1954年州际商业委员会（ICC）的裁决，允许货物被铁路平板车运输而无需拖车具有机动车承运资格。这一裁决鼓励铁路极大地扩大自己的驮背运输（TOFC）服务。第二个事件发生在1956年，当时一个具有开创精神的卡车司机买了轮船公司，并开始用船舶在沿海城市之间运输货运拖车。这卡车司机，马尔科姆麦克莱恩，是海陆服务的创始人。

随着多式联运货物量的增长， 可重复使用的集装箱，由于可以很容易地在各种运输模式之间的转移，所以成为货运的标准单位。集装箱是一种可以在船舶，火车，卡车，飞机之间运输的标准容器。集装箱运输提供了很多优势。原则上，集装箱的使用使得很多零散的运输单元可以拼凑成大的，成标准化的运输单元，这样就可以在几种运输方式之间有效率地运输，并且在不同运输方式之间转化的时候不需要拆包和重新包装。集装箱运输除了提高货物运输效率之外还有很多优势。它减少了货物运输途中的损坏，减少了货物的保护性包装要求，减少了货物被盗的风险。. Bowersox, Closs and Helferich提出了关于集装箱运输带来的好处的详细讨论。集装箱运输进一步提高了货物运输的效率，比如双层火车和越来越大的集装箱船被专门设计用于更有效率地运输集装箱。集装箱运输也使得货物的追踪更有效。所有在一个密封集装箱中的单件商品可以在整个被跟踪的运输途中作为一个单元。只要集装箱是密封的，即不必追踪单个的货物。

第二次革命就发生在目前的集装箱化运输中，与智能交通系统和通信技术的应用有关。这些新技术已应用于传输关于集装箱及其内容，以及对集装箱的跟踪和管理的信息。许多智能交通系统技术的更可能的应用还没有被调查。一个可能的应用就是在海运码头管理集装箱。集装箱管理的两个方面就是港口进口集装箱的堆存和集装箱装卸设备的部署和操作。本文主要研究ITS技术是如何在跟踪和管理运输途中的集装箱的同时也能用于协助管理在海运码头的集装箱，以及需要什么分析工具评估其在海运码头应用的效果。

本文第一章介绍了本论文对海运码头集装箱管理的研究。第1.1节给出了集装箱港口作业的简要说明并进一步明确了要解决的问题。第1.2节回顾了相关扩大集装箱港口作业的文献。最后，1.4节讨论了一般的研究方法，并给出了一个文章其余部分的概述。

1.1集装箱管理和问题陈述

通过港口的集装箱可以分为两个部分；进口集装箱和出口集装箱。当集装箱由船运到港口并由卡车或火车运出港口时，它就是一个进口集装箱。所有进口的集装箱必须清关而且在离开港口之前必须使所有文件验证合格。做完这些后，集装箱就已经做好准备被带出港口继续陆上运输的行程。相反，通过卡车或者货车运进港口再由船舶运出港口的就是出口集装箱。出口集装箱也必须清关，在装船之前也必须使得所有文件都验证合格。

直到它离开港口，一个集装箱往往需要暂时堆存在港口堆场。港口也在平板车底盘上存放集装箱（轮式存储）或在地上堆积（接地存储）。在平板车底盘上存放集装箱，当它们离开港口时可以方便地取出集装箱，但需要更先进的集装箱装卸设备和大量的土地。集装箱堆叠存放减少了对堆场面积的需求，但是需要更多的集装箱操作次数，因为有些集装箱会被其它的集装箱压在下面。所以当你需要取出一个集装箱时可能要先把它上面的集装箱移开才能取出来。集装箱堆场追求的目标是尽可能地减少集装箱的操作次数以减少对集装箱和集装箱装卸设备的潜在损伤，同时减少对操作工人的危险。如果港口经营人知道每一个集装箱何时需要被取出，这种信息可用于减少集装箱的操作量。

当进口集装箱和出口集装箱完成清关和文件确认工作后，它们的堆存方法是截然不同的。出口集装箱的堆存是高度组织化的，以确保在装船的时候能够更有效率。出口集装箱的组织工作包括船名、目的地、大小和重量。完成这种组织工作可能在集装箱堆存的时候需要极大的努力，但是这确保了用最少的工作量把集装箱从堆场里快速地调运出来。快速调运集装箱有助于加速船舶的装载。进口集装箱堆存往往很少或没有明确的组织。进口集装箱之所以花费这么少的努力去组织堆存是为了加速船舶的卸载。当出口集装箱要装船离开港口可是又没有被很好地组织时，就会需要大量的装卸工作。

集装箱装卸设备被用来放置集装箱和从堆场中取出集装箱。该设备被部署和操作，以便当有船舶进港时不会因为装卸集装箱而造成延误。如果港口经营人知道每一个集装箱何时需要被取出，这种信息可用于减少集装箱的操作次数，同时减少集装箱装卸设备的需求量。本文旨在解决有关如何使更加准确和及时的集装箱离开的信息可以用来更有效地管理集装箱堆存和关联的集装箱装卸设备。作为回答这个问题的第一步，一个仿真模型已经被提出作为一个研究工具，使用它来解决有关如何使用智能交通系统技术来管理码头集装箱和集装箱装卸设备的具体问题。

本文提出了这个仿真模型，并展示了其解决关于提供进口的集装箱离开的更加准确和及时的信息这个具体问题的能力。这个信息可以用来高效率和更有效地在码头堆存进口集装箱。

1.2集装箱港口运营与相关文献综述

开始解决刚才所说的问题，在整个讨论中，集装箱港口作业和相关应用文献会一起被回顾。各种用于集装箱港口操作的工具也将被回顾。为了把集装箱港口作业放在放在多式联运的舞台，总的联运货物运输会被首先讨论。

1.2.1联运货物运输

使用多种运输方式进行集装箱的运输一般被称为集装箱货运。因为集装箱货物是被装在一个标准的集装箱里面运输，所以很容易在不同的运输方式之间进行运输。这导致了现代多式联运的来临。马尔科姆麦克莱恩于1956年从纽约到墨西哥湾和波多黎各使用船舶运送卡车的行为被看作是第一个集装箱多式联运的行动。尽管这个想法脱胎于铁路的驮背运输。一些消息来源提供了对集装箱多式联运历史的深入探讨。McKenzie.North and Smith提出了优秀和详细的关于集装箱多式联运的回顾。

1.2.2集装箱港口

集装箱港口就是大部分处理的货物都是集装箱货物的港口。集装箱港口是最近才发展起来的，因为存在海陆联运服务的需求。Atkins提出了优秀的对集装箱港口描述。港口具备多种功能：它提供水上和陆地间转运的服务，提供仓储的功能，即仓库，还作为一个分发中心而存在。虽然他们的主要目的是水上和陆地之间的货运转运。另一个定义港口基本目的的视角认为它为船舶提供货物在水上和陆地之间的转运。从港口目的的第一个描述来看，一个集装箱港口有两个相互竞争的客户，水上的一方是船舶，路上的一方是卡车和火车。第二种关于港口目的的描述只涉及到港口的一个客户，即货运船舶。为了更好得运输货物，所以要更好地整合各种运输方式。多种运输方式的整合或者说多式联运，是集装箱管理的重点所在。

1.2.3集装箱港口运营

集装箱港口作业可以看作是三个系统：陆上系统，集装箱装卸和堆存系统，以及水上系统。陆上系统包括通过卡车运来和运走的集装箱的接收和释放设施。集装箱通过集装箱装卸设备和堆存设备在路上系统和水上系统之间运输。该系统还管理码头的集装箱堆存。水上系统就是集装箱卸船和装船的地方。图1.1就是描述集装箱港口三个系统的示意图。这三个系统接下来会有更加详细的描述。集装箱装卸和堆存系统会被最详细地描述。因为它是整篇文章的核心。

陆上接收系统：在陆上接收系统中，集装箱通过卡车或者火车运进运出。由于美国很少的海运码头有铁路通过，所以这篇文章将不谈论铁路运输方式。Castilho对铁路通往港口的情况做了一番有趣的研究。

集装箱会在陆上接收系统接收检查以确保所有文件准确无误，以及确认箱体有无任何损坏。此外，在这个系统，出口集装箱将要被运到何地的信息会被记录，进口集装箱会被运到何地的信息会告知卡车司机。卡车投入服务的顺序主要由它们到达的顺序所决定。港口对卡车的到达模式没有任何的发言权，必须通过陆上系统来对卡车的到达模式作出反映。但是，港口可以为卡车提供信息，以便卡车可以更好地协调它们来到港口的时间以减少在陆上接收系统的拥堵时间。新奥尔良港口就是这种情况的一个例子。下面章节会有更多关于“新月”系统的详细讨论。

陆上接收系统被定义为集装箱港口与周边城市基础设施的交界。它和集装箱装卸与堆存系统的相互作用体现在它给通过的卡车提供在堆场什么地方能够找到目的箱的信息。对于集装箱堆存空间的切实分配是集装箱装卸与堆存系统的管理者决定的。陆上接收系统的用户是运输集装箱的卡车和集装箱货物的货主。陆上接收系统接收到的文献中的考虑主要是作为集装箱港口整体研究的一部分。这种方法可见于Frankel，and Chadwin, Pope and Talley的研究工作。Guha自己研究了这个系统，并且以两个港口作为案例提出了通过这个系统的流的幅度和时间分布结果。

集装箱装卸与堆存系统。集装箱装卸与堆存系统在集装箱在陆上和水上之间转运期间管理集装箱。集装箱往往在这个转移过程中被堆存起来。当它们被堆存的时候，该系统处理订单和管理集装箱。集装箱装卸设备的部署和运营和用于堆存集装箱的战略运营方式由集装箱装卸和堆存系统的运营商决定。面对从陆上和海上过来的集装箱流，港口对该系统有着实际的控制权，因为它可以通过很多种方法来更好地服务这两个不同方向的箱流。这个系统是本文的焦点。

集装箱装卸与堆存系统收到陆上和水上接收系统的限制。它与陆上和水上两个接收系统的相互作用体现在对集装箱存储位置的分配。它也通过在堆场和船舶之间运输集装箱的卡车与水上接收系统相互作用。集装箱装卸与堆存系统的用户是从陆上接收系统来的卡车和通过这个系统的集装箱货物的货主。然而，船舶并不是这个系统的一部分，当装卸船舶出现延误的时候船舶就会受到这个系统的影响。堆存区，集装箱的装卸设备，用来部署和操作集装箱装卸设备的方法，以及用来存储和检索集装箱的方法是该系统的四个组成部分。

集装箱堆存。接地堆存的布局是一个传统的网格型的布局。图1.2说明了这种传统的存储布局几何。要找到一个独特的在这种类型的堆存系统中的堆存空间，堆存的五个方面必须是已知的;泊位，行，列，堆域和高度。通常情况下，行泊位组合称为集装箱的“识别码”。

集装箱根据它们不同的属性放置于不同的存储区域。进出口集装箱分开存放，这两种类型的集装箱平均花费约一周的时间堆存。当进口集装箱在清关，在所有文件进行验证期间，它们会被堆存，直到一辆卡车来运走它们。电子数据交换通过预报关已经减少了集装箱的平均等待时间，所以它们可能从堆存到被卡车运走只需要不到一天的时间。出口的集装箱由于类似进口集装箱的原因也被堆存在港口，以便能够更有效率地组织装船。

装箱装卸设备。集装箱堆存有两种常见的存储方法：轮式存储或接地存储。在轮式储存中，集装箱存储在拖车底盘上。这是一个灵活的堆存系统。但是需要大量的土地和密集的设备。接地堆存提供了良好的土地利用率，但面临昂贵的集装箱装卸设备成本和更复杂的装卸操作压力。进口集装箱堆存时需要拖拽集装箱，取走时需要重新装卸集装箱。接地堆存需要堆场空间的预案做得很仔细，使船舶的装载具有最小的延迟。

对于接地堆存来说，集装箱装卸设备可以被分成两个主要类型：那些跨越一列集装箱的设备和那些接触一列集装箱的设备。Atkins对集装箱装卸设备以及每种类型设备的优点和缺点提供了一个很详细的说明。这篇论文主要关注的是跨界类型的装卸设备，这是最普遍型的集装箱装卸设备。跨界的集装箱装卸设备是一个跨运车

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