目录
第一章 绪论 ............................................................................................................................................2
课题研究的背景及意义 ...................................................................................................................2
研究的背景 ....................................................................................................................................2
研究的意义 .....................................................................................................................................3
国内外研究综述 ................................................................................................................................3
国外研究综述 .................................................................................................................................3
国内研究综述 .................................................................................................................................3
研究内容、方法以及路线 ................................................................................................................4
研究内容 .........................................................................................................................................4
研究的方法 .....................................................................................................................................4
第 2 章 港口的物流功能 ................................................................................................................................6
港口的概述 ........................................................................................................................................6
港口的概念及发展 .........................................................................................................................6
港口的功能 .....................................................................................................................................6
港口物流概述 ....................................................................................................................................6
港口物流的描述 .............................................................................................................................6
港口物流的特点 .............................................................................................................................7
港口物流的功能 .............................................................................................................................9
国际物流与港口物流的关联性分析 ..............................................................................................10
国际物流发展趋势 .......................................................................................................................10
国际物流与港口物流的关联性 ...................................................................................................11
港口通过能力研究对于发展港口物流的意义 ..............................................................................12
港口物流通道理论 .......................................................................................................................12
提高港口通过能力对于港口物流发展的作用 ...........................................................................12
第 3 章 港口通过能力的组成要素及相互关系 ..........................................................................................14
港口通过能力的概念及组成要素 ..................................................................................................14
港口通过能力的概念 ...................................................................................................................14
港口通过能力的理解 ...................................................................................................................15
港口通过能力的构成要素 ...........................................................................................................16
港口通过能力系统的构成 ..............................................................................................................17
子系统之间的关系分析 ..................................................................................................................18
第 4 章港口通过能力的计算方法 ................................................................................................................21
码头泊位通过能力计算 ..................................................................................................................21
码头泊位通过能力描述 ...............................................................................................................21
库场通过能力计算 ..........................................................................................................................24
库场通过能力描述 .......................................................................................................................24
库场通过能力计算方法 ...............................................................................................................25
集疏运系统通过能力计算方法 ......................................................................................................26
集疏运系统描述 ...........................................................................................................................26
集疏运系统通过能力系统的计算公式 .......................................................................................27
装卸作业能力计算方法 ..................................................................................................................32
装卸作业能力描述 .......................................................................................................................32
第 5章 基于灰色关联分析的港口通过能力评价 ......................................................................................36
木桶原理在港口综合通过能力确定中的运用 ..............................................................................36
港口通过能力评价的目的和方法 ..................................................................................................37
评价的目的 ...................................................................................................................................37
评价的方法 ...................................................................................................................................37
港口通过能力的灰色关联分析 ......................................................................................................38
灰色关联分析概述 .......................................................................................................................38
连云港港港口通过能力的灰色关联分析 ...................................................................................38
第一章 绪论
课题研究的背景及意义
研究的背景
在经济全球化的推动下，不同国家和地区之间的经济交流变的更加频繁，这使得国
际贸易迅速增长，而国际贸易的增长促进了国际物流的发展。港口不仅是综合运输网络
的枢纽，还是国际物流的一个主要节点，它为全球贸易中 90%以上的货物提供集散和中
转服务，随着其功能的拓展，港口已经逐渐成为现代物流链中不可或缺的部分。
港口利用其特有的区位优势带动了临港产业的发展，大量的出口加工业和自由贸易
加工业围绕着港口而建立起来，将港口与区域经济发展、港口与自由贸易加工业等紧密
结合起来，使港口逐渐成为以其腹地经济和天然地理位置为依托的工业中心、贸易中心、
集疏运中心以及国际贸易后勤基地。港口所在区域经济的发展使得港口综合服务功能不
断的提升和完善，这给现代物流的发展提供了广阔的平台，逐渐形成了以港口为重要枢
纽之一的现代物流网络；同样的，现代物流的发展给港口带来了广阔的发展空间，促进
港口及其所在区域的发展，也对港口功能的拓展和完善提出新的要求。
目前，国内外对于港口的研究主要集中在较为宏观的方面，如港口的产业结构、物
流模式、建设布局、资源整合等方面，对于这些方面进行研究可以为港口的建设提供指
导性意见；而对于港口通过能力的研究相对较少，且停留在较浅的层次，在 20 世纪 90
年代初，陈家源、杨华龙、刘翠莲等学者开始了港口通过能力的研究，并发表了许多关
于这方面的文章，在此之后，又有许多的学者和港务工作者从不同角度对港口通过能力
进行探讨，并开始意识到港口通过能力研究的现实意义。
近年来，许多港口都出现了较为严重的压船压港现象。2009 年我国北方多个港口出
现铁矿石压港现象；2011 年澳大利亚达尔林普儿湾港出现煤炭压港现象；2012 年上半
年秦皇岛港、日照港、青岛港等北方七港出现严重煤炭压港现象，煤炭积压接近库存极
限，受大西洋沿岸港口压港影响，全球港口压港现象呈现攀升趋势[1]。造成压港的原因
主要包括以下几点：
1.运输需求的季节性不平衡而造成的压港
2.港口基础设施不足或更新不及时
3.港口资源的不合理配置，导致港口综合通过能力没有得到提高
基于以上原因，许多专家、学者及港务工作者认为，对港口资源进行整合，提高港
口通过能力是解决压港危机的现实而有效手段。在此背景下，本文对港口通过能力进行
研究和分析。
研究的意义
近些年来，我国对外贸易持续增长，促进了国际物流业的发展。而国际物流的发展
一方面带动了运输业和港口的发展，另一方面也对运输能力和港口服务能力提出了新的
要求。目前，我国港口总体发展水平还不太高，大部分的港口发展水平都没有达到第三
代港口的层次，港口的功能还不够完善，不能提供较好的增值服务；另外，由于港口之
间的竞争而出现了很多盲目扩建的现象，这不仅没有提高港口的通过能力还在很大程度
上导致了资源的浪费。因此，虽然我国港口规模较大，但是由于资源配置不合理，导致
了港口综合通过能力较低，压港压船现象依然很严重，对港口通过能力进行研究和分析，
找出其中的能力“瓶颈”已刻不容缓。本文的研究意义在于：
第一，在当今国际物流快速发展的背景下，货物在不同的区域之间运输愈加频繁，
而许多港口因为通过能力不足而出现货物压港压船的情况，这严重影响了国际货物运输
的效率。本文从港口通过能力这一方面着手，找出其中的短板因素，以便提高港口的通
过能力，帮助港口解决压港压船现象；另外，通过对港口通过能力的研究，并提出针对
性的对策措施为港口的建设和经营提供参考，使得港口的物流服务功能满足国际物流发
展的要求。
第二，对物流和港口通过能力之间的关系进行分析，通过提高港口通过能力来解决
依托港口的物流所出现的物流“瓶颈”问题，这对于国际物流和港口物流的发展有着重要
的意义，并未其他港口物流和国际物流的学者提供了一定的研究思路。
第三，通过运用灰色关联分析对港口通过能力进行评价，找出港口通过能力系统中
的短板因素，也就是能力“瓶颈”，并以此探讨提高通过能力的方法和途径。
国内外研究综述
国外研究综述
国内研究综述
从 20 世纪 90 年代开始，国内就有许多学者开始对港口通过能力进行研究，陈家源，
刘翠莲[2](1992)首次提出了港口通过能力的计算模型，并运用 Gpss 系统模拟语言对港
口通过能力系统进行动态的模拟，找出系统中的相关因素，通过对相关因素进行控制来
提升港口通过能力。邵俊岗，许小兵，王煜等[3](2008)以排队论为基础，并建立排队轮
模型对洋山港港口通过能力进行实证分析，得出能力过剩、负荷偏低的结论。
邓小瑜，燕珍[4]（2011）从港口航道的角度出发，运用计算机进行仿真，对航道对
港口通过能力的影响进行分析。张志明，王海霞[5]（2011）通过对沿海港口实际通过能
力的统计，分析港口在发展和建设中出现的问题。李光显，郭子坚，宋向群[6]（2011）
运用聚类分析法对行分类，并通过研究柔性靠泊方式下的港口通过能力指标，得出各类
港口通过能力指标的特征区间。
肖钟熙[7](2012)强调建立合理的计算机制来对港口通过能力记性计算的重要性，并
指出设计通过能力和实际能力之间的差距。谈超凤，于敏[8]（2012）运用敏感性分析的
方法来对集装箱码头泊位进行分析，找出对泊位影响程度最大的指标参数，并通过改善
泊位的生产来对港口的综合通过能力进行优化和提高。陈亮，郑剑[9]（2012）将航道和
泊位视为一体，建立一个 M/M/K 排队系统来对通航效率进行研究，找出通航效率与港
口通过能力之间的关系。陈羽[10](2012)通过分析集装箱港口的实际情况，提出对长江
三角洲和环渤海等地区的集装箱港口进行升级，以解决通过能力不足的问题。
金为民[11]（2013）分析了港口对区域经济的影响，并分析了港口各要素对通过能
力的影响，并提出了具体措施来对各要素进行改善，使得综合通过能力得以提高。孙娜，
周强[12]（2013）运用系统动力学理论对港口物流系统进行分析，并通过构建因果反馈
关系图来对揭示复杂因素对港口通过能力的影响机理。李婷[13](2013)运用神经网络分
析方法来对秦皇岛港港口通过能力进行分析，寻找出其煤炭码头的能力瓶颈，为港口的
运营决策提供支持。
以上对港口通过能力都是侧重与某一个方面的影响，而没有考虑港口通过能力系统
中不同组成要素相互之间的影响。对港口通过能力的优化，应该考虑到系统各要素的平
衡发展，提高综合通过能力才是最终目的。
研究内容、方法以及路线
研究内容
本文共有 7 个章节，具体如下：
首先，对本文研究的背景和意义做简要阐述，并对本文的研究内容和方法做简单介
绍。第 2 章分析现代港口的功能，尤其是现代港口的物流功能，提出港口物流的概念并加以论述;
第 3 章论述港口通过能力的系统性，阐明港口通过能力的概念、结构、特征和组成成分之间的联系;
第 4 章探讨港口通过能力的计算方法，对各子系统分别进行独立计算，并分析算法的实用意义;第 5
章主要是基于灰色关联分析的港口通过能力评价;第 6 章是结论与展望，指出论文研究的实际意义和
论文写作中存在的不足，港口通过能力进一步研究的方向。
研究的方法
（1）文献研究法。在论文准备阶段阅读、整理和总结了大量的国内外相关文献，
获得了丰富的理论基础以及实证资料，为本文的开展夯实了基础。
（2）系统分析法。本文在研究过程中，将系统的观点自始至终贯彻到研究的每一
阶段，通过对研究对象系统性分析来指导文章写作，以确保研究成果的全面性和科学性。
（3）定性分析与定量分析相结合的方法。本文研究的内容主要以定性为主，并在
对连云港港口通过能力进行评价时，采用灰色关联分析法这种定量方法对历史数据进行
分析处理。
第 2 章 港口的物流功能
港口的概述
港口的概念及发展
港口位于水域和陆地的交接地带，它是具有相应的码头设施，为船舶提供靠泊、补
给、货物装卸以及旅客上下服务的场所，港口同时包含了一定范围的水域和陆域面积
[1]。
作为水陆交通的枢纽，港口一直是经济贸易中重要的节点，随着经济不断的发展，
港口的功能也在不断的拓展。港口是随着经济的发展而发展的，从世界港口的发展进程
来看，港口已经经历了三个发展阶段，目前正向第四代发展。第一代的港口体现了港口
最基本的功能，它作为一个“运输中心”为海运货物提供了一个装卸和仓储作业场所；第
二代港口在装卸和储存功能的基础上增加了商业和工业活动，港口成为了可以提升货物
价值的服务中心；第三代港口得益于全球贸易的发展，经济贸易的增长促进了临港产业
的兴起，而信息技术的发展进一步的提升了港口的物流功能，港口也从原本的大型货物
集散中心转变为贸易物流中心；进入 21 世纪以后，集装箱运输的普及以及大型船舶的
持续增多，让资源配置的区域从局部地区向着全世界范围扩展，这无疑对港口提出了新
的要求，在此情况下第四代港口开始产生，第四代港口更多的参与到贸易活动当中来，
能够在贸易活动中起到很好的协调调度作用，港口的服务范围也开始从港口区域慢慢扩
展到运输的全过程。目前，大部分的主要港口都还是处于第三代发展阶段，但随着经济
的发展、信息技术的进步以及区域间合作的加强，第四代港口已经慢慢成为发展的趋势。
港口的功能
随着港口的发展，港口的功能也不断的丰富并向着多元化方向发展，但从根本上来
说港口的功能主要体现在以下三个方面：
第一、港口是货物集结和中转的承担者，经济贸易涉及到大量的实体货物流通，无
论货物是从水域进入陆地再运入目的地，还是要从出发点让货物进入水域运输都需要通
过港口进行集结和中转，港口也解决了水路运输工具之间的运力差距问题。
第二、港口还是一个信息集散中心，作为经济贸易中的节点，港口汇聚了大量的货
物和运输服务信息，这些信息可以通过港口传输给货物和运输服务需求者。
第三、港口是货物的分流和配送中心，为了节约运输成本，托运人经常将多个客户
的货物同运输，这些货物在抵达港口后进过分批换乘而抵达最终目的地，同时港口还提
供货物的配送服务
港口物流概述
港口物流的描述
港口为国际贸易中的货物提供集散服务，而物流是指为了使货物从起点运输到终点
而进行的运输、储存、包装和配送等一系列的作业活动的过程，从港口的主要功能上来
看，港口可以是一个物流基地、运输枢纽或者集散中心，它是多项物流功能的集合体。
在港口发展的最初阶段，只是作为物流链中的一个节点， 为国家间的物流往来提供货
物集散的服务。而随着功能的拓展，港口已经逐渐发展成为现代化的综合物流中心。
港口的发展给港口物流的产生提供了物质基础。港口物流（Port logistics）是指以港
口本身所具备的软硬件环境为基础，发挥港口所在城市的口岸优势，加强港口对周边区
域的物流服务能力，充分突出港口集散和配送货物的特长，利用现代化的信息技术，以
对港口资源进行优化整合为目标，形成具有完整物流服务功能的港口综合服务体系。港
口物流在整个物流过程中的作用是不可替代的，其本身就可以完成基本的物流服务并且
能够提供大量的增值服务[2]。
严格来说，港口物流并不属于一种基本的物流类型，更多的是作为一个物流服务平
台，服务于港口这个物流节点中所从事的广泛的物流活动。随着区域间合作的加强，不
同国家之间的贸易往来也变的越来越频繁，所以对物流的速度和密度要求必将提高，而
港口是对外贸易活动的主要承担着，货物运输要求的提升必然需要更高的港口物流服务
水平与之相适应。
港口物流的特点
作为一个港口综合服务体系，港口物流有它自己的特点[3]。
（1）国际化
在当今贸易全球化的发展趋势下，国家间贸易往来的频繁使得远距离的运输需求不
断增加，而作为经济贸易节点的港口，其作用也更加突出。远洋运输以其低成本的优势
而被广泛使用，大量的货物被运输到港口进行集散。为了提供更全面的服务港口已经将
其业务范围不断扩展，从原有的运输服务一直延伸到商品的进出口代理报关业务、货物
的临时保管、一定范围内的配送甚至对于能够预期到达的货物提供订货服务。
（2）多功能化
运输服务一直是港口物流的主要功能，而随着港口的进步，港口物流也开始向多功
能方向发展，增加了储存、包装、配送等具有高附加值的服务。多功能化使得港口物流
具备了比以往更强的服务能力，并且让生产和销售的分工更加专业化，港口物流通过本
身的物流服务功能，将商品原有的多层次流通途径转变成直接由港口直接到实际用户的
门到门服务模式，由此可以形成一体化物流中心，使得社会的整体生产力得以提高。
（3）系统化
港口物流已从原本仅有的运输和储存功能逐渐的扩展为集运输、储存、包装、流通
加工等诸多功能为一体的综合物流服务系统，这主要是为了适应其向生产和消费两端不
断延伸的现状，从而可以满足不断变化的客户需求。服务的增多也意味着成本的上升，
为了降低成本就必须要对这个物流服务系统进行合理的规划，各组成部分之间要协调合
作，对商品的整个流通过程进行控制。
（4）信息化
当前全球经济一体化已成为发展的必然趋势，这使得以从未有过的速度在全球范围
内进行流动，而随着现代化网络技术被广泛的使用，特别是电子数据交换（EDI）技术
的应用，使得现代物流的效率有着明显的提升，这让商品的流动变得更加快速和便捷。
现代港口已经发展为物流体系的中心，成为货物和信息聚集的地点。港口涉及到贸易活
动中的货物流和信息流，其中货物流是指对货物进行运输时所涉及的各项物流功能，包
括运输、包装和储存等，这也是物流实物系统的主要构成。而信息流不仅包括货物空间
移动的相关信息，还包括对货物和市场相关信息所进行的收集、分析和预测等一系列活
动。网络技术的进步和普及刺激了电子商务的发展，也促进了网络经济的增长，信息流
在现代物流中所起的作用也越来越重要，所以信息化是实现港口物流发展的先决条件。
（5）标准化
为了满足商品在国际范围内高速流通的需求，港口物流所提供的物流服务功能应该
实现标准化，也就是从商品进出港口的装卸搬运活动到为提高服务价值而进行的流通加
工作业，以及信息处理等所有物流服务过程都要采用国际统一标准。采取标准化的目的
是为了让港口物流能够融入到全球物流大系统中，最终形成全球物质经济循环体系。
港口物流系统包含了完整的物流服务功能，并且通过能够通过提供相应的物流服务
来实现货物的空间和时间效益。随着港口物流的不断发展，其服务功能也在不断的完善，
和传统港口物流相比，现代港口物流在各方面都有了长足的进步。对于传统港口物流和
现代港口物流的不同之处，可以从它们所提供服务的特点、服务所侧重之处以及服务过
程中所采取的信息技术手段和管理方法这四个方面进行比较，如下表 2-1 所示：
表 2-1 传统港口物流和现代港口物流的比较
特征 传统港口物流 现代港口物流
服务特点 物流服务项目单一且相互独立；
无物流中心；
作为物流过程的一个节点；
短期合约；
局限于港内服务
广泛的物流服务项目；
转变为物流中心；
对整个物流链进行管理；
服务于第三方物流；
与全球客户建立长期合作关系；
对国际物流各环节进行协调控制；
服务侧重 价格竞争；
标准化的服务
降低物流服务的成本；
提供物流增值服务；
服务多样化
信息技术 无货物跟踪系统；
有限或无 EDI 联系；
卫星跟踪系统；
货物实时信息查询系统；
完整的 EDI 系统；
仓储管理系统
物流管理 有限或无电子商务管理 电子商务管理；
业务流程管理；
质量管理
港口物流的功能
现代物流的发展以及港口技术能力的进步，促进了港口功能的不断完善，其在整个
社会物流体系中所起到的作用也日益增强。现代港口物流的功能已不局限于提供船舶靠
泊和装卸、货物的储存和换装以及产品的包装和加工等传统服务，开始向信息处理、代
理报关检验和产品深加工等增值服务方向延伸。同时港口物流功能的深化也给临港企业
的发展提供了有利条件，能够实现与其所在区域经济的协同发展[3]。
（1）港口物流的基本功能
港口汇聚着来自陆域和水域的大量货物，而港口物流的首要任务就是对这些货物进
行集散，所以其基本功能有运输中转、储存、装卸搬运、加工和配送等。在这其中，运
输中转是首要功能，它是商业活动中实体货物能够准时抵达目的地的保证；为了能使得
货物顺利通过港口进入运输环节，必须要有良好的装卸搬运系统来实现货物在港内的移
动，因此装卸搬运功能也是港口物流的基本功能；由于各种运输方式的运力有差距，为
了能够使得换装过程顺利进行，需要对货物进行临时储存和保管，所以储存保管功能十
分重要；对于进港货物进行包装和加工，可以让货物的装卸更加便利，降低物流成本，
而且包装能够降低货物在运输中的破损率，港口可以充分利用自身的优势，将港区设置
成“前港口，后工厂”的形式来提高港口的装卸包装功能；配送分拨功能是按照客户的需
求，将配备的货物准确和及时的送到最终消费者手中，它也是运输和消费的交汇点。
(2)信息处理功能
港口物流在提供物流服务的过程中会产生大量的信息，不仅包括物流相关信息，还
包括与贸易相关的金融、商务和政务信息，现代物流的发展要求港口物流必须要有高效
的信息处理系统对这些信息进行处理，以便充分获取货物的相关信息。在传统物流中，
由于信息流和商流相互分离，港口获得的信息不充分，从而导致其运作成本较高，资源
浪费现象严重。港口物流以港口的信息资源为依托，通过构建物流服务中心，运用先进
的网络信息技术实现现代物流中信息流、商流和实物流的互动，提升港口物流内部的运
作和管理能力。港口物流也可以作为一个信息平台，整合和挖掘与港口相关的货主、船
运公司、运输公司、零售商、以及海关等利益相关者的信息，通过互联网与各利益相关
者进行信息传输，实现他们之间的信息共享。
(3)商贸服务和保税功能
港口物流中心在物流网络中起到了物流枢纽的作用，它是物流活动中信息流、商流、
物流的结合点，所以港口物流必须要能对商流和物流提供相应的金融和保险服务。另外，
港口物流还能对客户提供货物的包装、加工、配送等增值服务，通过这一系列的服务，
提高了商品在运输和装卸过程中的安全性，降低了物流成本，还能增加商品进入市场时
的完整性和合格度。
港口物流还具备保税区功能，并且能够满足不同贸易方式的需求，无论是原材料进
口后进行加工再出口还是补偿贸易，甚至期货贸易都可以在港口物流中心进行，并通过
设立的监督机构（如海关、检验检疫中心等），让客户可以直接在港口物流中心进行通
关和检验。
(4)产业拉动以及港区经济协同发展
港口物流带动了临港产业的发展，而临港产业的发展又能拉动港口所在区域对外贸
易的增长，这又能反过来推动港口物流的发展。港口物流以港口为依托，拉动港口周边
产业发展，临港产业的发展又能通过带动区域经济发展来反哺港口物流，这是促进经济
发展的良性循环。另外，港口物流利用港口本身的地域优势，聚集原本分散的物流企业，
根据这些物流企业的现状，发挥他们本身的优势，达成一致的分工协议。港口物流同样
也促进了港口所在区域的生产进行合理的分工和协作，生产的分工使得产业间、行业间
和企业间的关系更加紧密，相互间的依赖性也更强，并通过相互间的合作来实现区域经
济的共同发展。
国际物流与港口物流的关联性分析
国际物流发展趋势
国际物流（International Logistics）是指不同国家或地区之间的物流。从狭义上来说，
国际物流通过组织实体货物在不同国家之间合理的流动，来解决需求和供应分别处于不
同国家的问题[4]。为了追求长远的发展和获得更多的利益，国内企业越来越多的参与国
际贸易活动，而国际物流的产生和发展正是得益于国际贸易的不断发展，同时它也慢慢
成为国际贸易的重要支撑，不同国家之间进行贸易活动都必须要通过国际物流来实现。
国际物流是跨越国界的物流，相当于本国内的物流向国外的延伸和扩展，其特点是物流
活动可以在不同国家和地区之间来进行。由此可见，国际物流的存在和发展，优化了商
品在国际间的流动路线，降低了商品流动成本，提高了物流服务质量，增加了企业的经
济效益，促进了物资在全球范围内合理的流动。
随着经济全球化速度的加快以及现代信息技术的进步，跨国公司的数量不断增长，
导致了本土化生产和全球采购、消费的趋势加强，这使得国际物流产业的发展趋势呈现
出新的特点：
1、集约化、协同化趋势
物流全球化的发展，使得物流的规模不断的扩大，物流活动也向着世界范围扩展。
为了追求规模效益，满足全球化的物流需求，现代物流企业势必会寻求新的发展方向。
经过长时间的研究和探索，能够在很大程度上提高物流企业服务能力的集约化、协同化
发展方式逐渐被物流企业所采用，也成为现代物流的发展趋势。集约化、协同化发展方
式可以表现为三个方面，一是通过物流企业之间的兼并和合作，从而获得更大的市场份
额。二是通过对物流能力的整合，寻求新的物流价值点。三是建立物流园区，给企业间
的协同发展提供条件。物流企业之间的协同发展不仅能降低物流成本，还能通过物流企
业之间的互补性来提高物流效率。物流企业之间的协同化不只是简单的资本联合，通过
协同化还能在物流企业之间实现信息的交流和共享、技术的共同开发和相互转让以及设
定统一稳定的服务费率标准等。
2、服务化趋势
国际物流主要服务于跨国公司，而跨国公司特别注重于服务环节，这就要求物流过
程更加体现服务特性。首先，物流过程应该提供柔性化服务，为了满足消费者的个性化
需求，现在的制造商更倾向于多批次、少批量的生产方式，所以物流过程中的配送需求
也开始向高密度、小批量的配送方向转变。其次，物流过程要尽力提供增值服务，现代
物流已不再仅限于原有的存储和运输功能，开始更多的参与到产品的整个生产过程，尽
可能多的为客户提供增值服务，如产品的采购、仓库存储、外部包装以及维修等，物流
企业通过提供增值服务不仅能拓宽自身的业务范围，还能以此获得更多的利润点。最后，
物流企业还应为客户提供物流解决方案，去帮助他们解决物流部门所出现的问题。
3、物流技术电子化趋势
现代网络技术的发展促进了电子商务的发展，这也增加了对电子物流的需求。目前，
国外已经形成了以系统、运输、储存以及信息等专业技术为基础和支撑的现代化物流装
备技术格局。当前电子物流发展方向为：信息化—全球定位系统(GPS)、射频标识技术
（RF）等，自动化—自动导引小车技术（AGV）、自动分拣系统（ASS）等，智能化—
电子数据交换（EDI）、智能运输系统（ITS），以及集信息化、自动化和智能化为一体的
集成化方向。
4、绿色、环保化趋势
现代物流的发展带动了经济的增长，但物流的发展也对环境造成了很多不利的影响，
特别是在运输环节，运输工具产生的尾气和噪声都会对环境造成污染，过多的交通工具
也会导致交通的拥堵；另外在流通加工和装卸包装过程中会出现一定的废弃物，如果处
理不当也会对环境造成影响。因此，在现代物流的发展过程中必须要考虑到环境的问题，
建立一种环境友好型物流体系，逐步的向着绿色物流方向转变。绿色物流起源于上个世
纪 90 年代，它包括两个方面内容[5]:一方面是控制物流系统中的污染排放，也就是在对
物流活动进行规划和决策时尽可能的采用对环境危害少、污染性小的方案；另一方面是
在物流系统中建立一个废物处理环节，对工业和生活产生的废料进行处理。为了减少物
流活动对环境的不利影响，促进绿色物流发展，必须要对物流活动中的污染发生源严密
监控，并且制定能够影响交通量和交通流的相关政策。
国际物流与港口物流的关联性
港口集结了国际贸易中 90%的货物量，是整个国际供应链中最大的货物集结点，而
随着其功能的拓展，港口对货物的物流服务功能不断加强，港口物流也成为国际物流的
中心环节。港口地处各类经济的中心区域，连接着水路、公路、和铁路等多种交通运输
方式，使得它成为了重要的物流节点。另外，港口多处于经济发达地区，这些地区人口
密集、交通便利并且消费需求较高，强大的市场购买力让它们对于整个世界市场都有比
较强的影响力和传导性，所有的这一切都给港口物流的发展提供了得天独厚的区位优势。
现代港口汇聚了来自世界各地的货运信息，其本身的物流能力也已经涵盖了现代物流活
动的大部分环节，国际物流过程中的很多环节可以直接在港口区域内完成，如货物的包
装、储存、流通加工以及信息处理等。
与此同时，国际物流的发展也同样给港口物流带来了发展机遇，对于港口物流能力
的提升以及港口物流功能的完善有着很大的帮助。港口企业可以通过提供大量的物流增
值服务来增加企业的利润，改变传统的单纯依靠减少运营成本来获取效益的经营模式，
也使得港口的经营管理更具有科学性。随着国际物流业的发展，港口的货物吞吐量也在
连年攀升，这促进了港口及其周边区域的发展，也拉动港口物流的发展。
综上所述，一方面，以港口为依托的港口物流是确保国际物流得以正常运转和不断
发展的保证，也是国际物流活动中的重要组成部分;另一方面，国际物流的发展促进了港
口腹地的经济增长，为港口物流的发展提供有利条件，而且国物流是港口物流生存的环
境。
港口通过能力研究对于发展港口物流的意义
港口物流通道理论
港口是国际物流供应链中的一个重要节点，能否提供高效、快捷、可靠的物流服务，
已经成为决定其腹地区域经济乃至整个国家经济发展的关键性因素。所以发展物流是港
口的需要，港口也已经成为现代物流系统中的关键环节。
随着本身物流能力的提升以及其独有的区位优势，港口逐渐转变为现代物流系统中
的一个物流通道。港口物流通道系统是以港口本身的基础设施和它所连接着的广泛的运
输通道为依托而建立起来的，它通过一个良好的管理系统将物流通道中的所有组织连接
起来，形成一个大的开放系统。由港口所形成的物流通道系统充分体现了现代物流系统
结构的合理性，并且为物流系统的高效运行提供支撑和保障。具体来说，港口物流通道
系统是由若干个相互制约的动态要素在一定时间和空间里相互联系、相互作用，所形成
的具有特定功能的有机整体。这些动态要素包括物流活动所涉及的作业人员、运输工具、
各类机械设备以及相关制度、信息等。
在物流通道系统中，各构成要素之间即使相互关联又是相互制约的，当一个要素发
生变化时，必须要对其他要素做出相应的调整和改变，以确保系统始终以最佳状态运行。
因此，在对港口物流通道系统进行管理时，如果需要对某个不合理因素进行改变时，必
须要考虑到它的变化会对与之相关要素产生的影响，通过对其他要素做出同步变化来达
成物流通道系统的整体功能，也就是考虑到系统中各物流要素之间的协调关系。
提高港口通过能力对于港口物流发展的作用
在港口物流通道系统中，各组成要素的单项作业能力是港口的物流能力的构成基础，
而港口物流能力的发展依赖于港口通过能力的提升，港口通过能力是由多个港口作业部
分所组成，这些作业部分贯穿在港口物流通道系统的各组成要素之中。
作为各种运输方式的衔接点，港口是货物在多种运输方式之间进行交接的地点，在
这个交接的过程中涉及到大量的物流活动，为了能够使得各类物流活动之间能够相互协
调，港口不仅需要具备一定的技术设备作为物质基础保障，还要具备相应的组织保障。
港口物流通道系统中通常包含了多种运输方式，不同运输方式之间以及同一种运输方式
在不同运输路线间的协调程度对于物流服务的质量有着直接的影响。对于港口物流通道
系统各要素协调程度最直接的反映就是海运船舶在港口的停留时间，这也是港口通过能
力的体现。由此可见，对港口通过能力进行研究和提高，有助于促进港口物流通道的畅
通。
在实际的港口物流通道系统中，要实现不同物流环节之间的协调必须要从作业过程
的连续性、机械设备能力匹配、作业时间协同和相应的组织保障这四个方面出发，对整
个物流过成进行规划和管理。保证物流活动各环节相互协调的基本条件可以概括为以下
四个方面：
1. 确保物流过程连续进行；
2. 在物流节点内，各种运输设备的通过能力以及装卸机机械的作业能力都要彼此
相适应；
3. 不同物流环节的作业时间要相互协调；
4. 适合的组织和制度保障。
在这四个基本条件中，物流过程的连续性实现物流过程协调的基本要求，对各环节
的作业时间进行协调是为了减少货物的不必要停留时间，这也是协调的外部表现，而设
备能力相互匹配为物流各环节作业时间协调以及整个物流过程的连续进行提供了物质
基础。所以这三个条件构成了物流过程协调的物质保障，再通过建立合适的组织和制度
来对物流活动进行控制，即为物流过程协调提供组织保障。
在港口物流的过程中，能充分反映协调程度的就是港口的通过能力，港口通过能力
越高则说明港口物流的协调程度越高，反之则越低。所以，提高港口通过能力对于促进
港口物流的发展有着重要的意义。
第 3 章 港口通过能力的组成要素及相互关系
港口通过能力的概念及组成要素
港口通过能力的概念
作为衡量港口生产作业效率的一个重要指标，港口通过能力指的是在一定时期内
（通常是一年），一个港口所通过货物的总吨数。在港口的实际生产作业中，为了能够
更好的制定工作计划，通常会以一天、一周或一个月为周期来计算港口的通过能力。
图 3-1 港口通过能力示意图
港口通过能力受到港口各方面因素的影响，所以在不同的时期同一个港口的生产能
力是不一样的，它并不是固定不变的常数；当这些因素发生变化时，港口通过能力也会
随之发生变化。影响港口通过能力的原因有：到港船舶规格不同造成的装卸效率改变；
码头装卸机械设备的更新或突然损坏；由于维护或整顿而关闭一定数量的泊位；仓库内
设备出现故障以及仓库的位置移动；由于货物的特殊性质而要求个性化的装卸；港口铁
路线的重新建设；到港车辆过于集中而造成港口公路的拥堵；不同时期的工作方案不同；
装卸工人对工作的热情以及装卸工艺的改进等。
以上的原因可能在某个时期提高或者降低港口的通过能力，不同的时期也可能出现
多个问题。所以港口管理人员在组织港口生产活动时应该充分考虑所处时期港口的现实
状况，并根据以往积累经验合理安排各环节的工作，确保港口是在当前条件下以最大的
泊位
水平
运输
堆场 集疏运
通过能力运作。
在百度百科中港口通过能力总结为：在一定的技术装备和劳动组织条件下，按照合
理的操作过程和先进的装卸工艺，某一港口在一定时期（年、月、日）内为船舶装卸货
物所能达到的最大数量，亦即最大吞吐量，以吨数表示。它是港口所有泊位吞吐能力的
总和，以吨为单位。
《交通运输工程学》一书对港口通过能力的定义为[1]：港口通过能力是港口企业的生产能力。
它是在外部环境条件为一定时港口各项生产要素和经营管理条件综合作用的结果。它分为理论通过
能力、营运通过能力和后备通过能力。
《港口经济词典》关于港口通过能力的描述为：港口通过能力办即称“港口吞吐能
力”。在一定时期(通常为一年)内，港口在一定的条件下，利用现有技术设备、机械设备、
库场设施和劳动力等能装卸货物的最大数量。计算单位以吨表示。
通过以上对港口通过能力的描述，可以看出在某个时间段港口的通过能力，是由该
时间段港口各生产环节综合水平所决定的。这种综合水平不仅包括了港口的机械设备技
术水平和机械设备的可使用情况，同时还包括港口的管理水平；提高港口的技术水平，
减少机械设备的故障出险率，以及运用科学的管理方法都可以提高港口的通过能力。所
以港口通过能力可以理解为港口的一个“动态能力”，即在不同的技术水平和经营水平条
件下而发生变化的一种能力。因此，港口的经营者应该就港口各环节汇报上来的实时状
况，分析出港口当前的技术能力，并在此基础上对港口的经营和生产活动做出正确的决
策，让港口始终保持在当前状态下以最大通过能力运作。从而提高港口的资源利用率，
扩大港口的综合通过能力，进而提高港口的经济效益。
港口通过能力的理解
港口是货物在水域和陆地之间转换的枢纽，港口的任务是确保货物快速和安全的从
港口通过，及时的进入下一个运输环节。在狭义上讲港口通过能力就是港口能够完成货
物通过任务的本领；就比如一台打包机械，它的能力就体现在它能够完成打包这项活动。
当然相对于打包机械港口的组成要复杂的多，港口是由众多的机械设备和操作人员组成
的复杂系统，从广义上来说港口通过能力能力不仅取决于港口机械设备的技术能力和工
作人员的基本素质，还在很大程度上受到港口的系统功能影响。
港口通过能力是由多个环节有机结合起来的综合通过能力，它包括了泊位、装卸、
库场、集疏运等作业环节。这些作业环节的通过能力是指单位时间内这些子环节所能通
过货物的最大吨位数，这些子环节的通过能力大小影响着港口通过能力的大小。港口通
过能力的大小不是仅仅由各环节通过能力大小推算而得，而是与各环节之间的衔接和相
互协调有关；货物在各环节之间的转移如果出现问题就会导致货物滞留在某一环节，这
不仅会是货物的流通不畅还会导致该环节通过能力受损。就比如在船舶在泊位卸下货物，
但是货物没有及时的送入库场而是堆存在泊位处，这时泊位的装卸空间受损影响别的船
舶装卸，而货物也没有及时的通过港口。所以协调好各环节之间的关系，让各环节能有
有机的结合，才能使得货物在港口内快速的转移。由此可见，港口通过能力指的是港口
企业在营业期限内，以先进技术设备为依托，运用熟练的操作流程，加入特定预防机制，
所能通过的饱和货物吨位数。
从微观上来讲港口是由装卸、运输、储存、计量、分拣、包装等一系列的活动所构
成，货物从进入港口经过这一系列的生产活动然后离开港口，这一系列的活动过程也可
以被看作为“通过”，而港口的通过能力也就可以视为这一系列生产作业环节的综合生产
能力。港口所拥有的装卸机械、运输车辆、地磅、泊位、仓库、辅助性设施等基本设备
和设施是货物进行装卸、转移、计量、暂存、分拣等生产活动的基础，这些基础性设备
和设施的数量、性能以及可用行也决定着港口的通过能力。另外，作为港口活动参与的
主体，货物和人通过参与这些生产活动来影响着港口的通过能力。货物的体积和性质、
机械操作工人的技术水品、装卸工人对于装卸工作的态度、管理人员的决策、交接双方
直接的协调等，这些条件都可能对各生产环节的作业产生影响，影响着港口的通过能力。
港口从设计到建立，最后在到营业阶段，其通过能力可以表示为设计能力、核定能力和营运
能力。但这三者是不一样的，具有很大的差异性。
（1）港口的设计通过能力是指港口在建设之前或准备扩建之前，预计在营运期限
内所能达到的货物通过吨位数，通常得出的数据会作为建设的参考材料而记录在相应的
文件中。在港口的建设前或建设过程中，一旦重新选择了设备或改变了港口的基础设施
方位，设计能力就会发生改变，必须重新计算港口的通过能力。
（2）核定能力是在引入一个核定机制的基础上确定的，通常是假设各环节在理论
上满负荷条件下运行港口所能达到的最大货物通过吨位数。通常在在港口的实际通过能
力与原设计能力不符合时，会对港口通过能力进行重新核定。但港口的核定通过能力无
法考虑到一些实际情况所带来的港口通过能力的改变，比如先进的设备或科学的管理方
法所带来的港口通过能力提升无法通过核定机制来确定。另外，参与生产活动的人员主
观因素所带来的影响也无法力量，比如港口经营者通过降低服务水平而片面的追求最大
通过能力，工作人员对薪资不满而消极工作，这些都是无法通过核定能力表现出来的。
（3）港口的营运通过能力是目前所拥有的实际通过能力，它是根据港口当前各环
节的实际情况所确定的。营运能力是在检查港口现有的技术能力，确定可用的机械设备
数量并清点港口现存货物的数量之后，计算出来的港口在良好组织运营条件下实际所能
达到的通过能力。
按着不同的计算方法对港口通过能力的进行分类，它们的使用范围也是不同的。营
运能力一般用于编制年度报表并为下一阶段的生产作业提供依据。而港口在对长远的经
营做规划时，通常将设计通过能力作为依据。核定通过能力一般是在港口建设完毕开始
投入使用前，作为营业计划的一个参考。
港口面对与来自于水、陆两个领域的客户，能否满足市场的运输需求，将货物快速、
顺利的转移到下一个运输阶段，关系到港口的长期发展和经济效益。因此正确的确定港
口的通过能力，对于港口有着非常重要的现实意义。港口通过能力的确定有利于港口的
进一步优化，并可以通过货物在各环节之间的转移发现各环节之间的通过能力差异。通
过改造薄弱环节的通过能力，减少各环节通过能力的差异性，使得各环节之间的转换更
加协调，进而提升港口的通过能力，以满足运输市场的需求。
港口通过能力的构成要素
港口通过能力是由人、港口设施、机械设备、能源、信息和工艺这六个基本要素所
构成的。
（1）人是港口活动主体，不仅包括港口的经营者、管理者，还包括机械设备的操
作人员以及装卸工人等。
（2）港口设施不仅包括码头前沿的泊位、港口的库场、港口内部车辆通道等基础
设施。还包括港口水域的航道、锚地、港前水域等基础设施。
（3）机械设备包括了泊位的起重机械、装卸机械和运输车辆，库场的分拣机械、
包装机械和辅助工具，以及港内的运输车辆和工具等。
（4）能源是指港口用于维持日常生产作业所用到的电力和燃料。
（5）信息包括了港口生产经营中的所有信息内容，这些信息有港口支出和收入的
所有财务信息，港口各环节的机械设备使用和损耗信息，货物在港口的流通信息，以及
各岗位人员的工作信息等。
（6）工艺是港口所设计生产作业流程，管理者根据港口的机械设备水平和工人操
作熟练情况，制定出适合港口的科学的作业方法。
上述六个基本要素参与港口活动的形式不同，有的是直接参与港口的生产作业，有
的则是通过辅助功能来给港口经营提供支持。他们都是港口通过能力的重要决定因素，
港口依据这些要素的具体情况来制定具体的生产作业方案。这些要素在实际中是无法做
到相互完全匹配的，在这过程中就会涉及到“长板要素”和“短板要素”[2]，决定着港口实
际通过能力的是各要素中的“短板要素”，而潜在的最大通过能力是有港口的“长板要素”
所决定的，所以港口需要通过补高这些“短板要素”也就是加大对这些要素的投资来提高
港口的通过能力。
通常港口在建设中会使得港口设施成为港口中的长板，建设过多的泊位和较大面积
的库场。在实际生产过程中当泊位停船数过多时，港口其他的要素往往会出现跟不上的
情况，例如出现港口内部水平运输车辆无法满足运输的需要，装卸工人人数无法满足，
仓库分拣、打包机械不够等问题。另外港口过度的建设可能会超出市场的需求，这些长
板也会变成虚假长板，这是对港口资源的一种浪费。所以在港口建设中要根据实际市场
情况，并协调好港口内各要素的配比，减少长、板之间的差距。
港口通过能力系统的构成
港口的经营目标是使货物快速、安全的通过港口，而港口通过能力则是港口生产作
业能力的体现。港口通过能力是由多个子系统组成的多层次的、复杂的系统，其结构模
型如图 3-2 所示。港口通过能力系统包过了泊位子系统、库场子系统、装卸子系统以及
集疏运子系统等，并且引入了现代化的信息系统用于协调各子系统的生产活动。
泊位子系统一方面接受船舶从水域运输过来的货物，并将货物转移到其他子系统；
另一方面又接受从其他系统转移过来得货物，让他们进入水路运输领域。装卸系统一般
是通过参与其他子系统的生产活动来实现其装卸功能，无论是港口的泊位还是库场都需
要对货物进行装卸，最后货物离港也是通过装卸活动进入工具的。在装卸系统中人的参
与是非常重要的，各种装卸机械都需要专业人员来操作，另外很多的装卸工作都是由人
力完成的。货物进入港口后会转入库场，库场系统为客户提供长期和短期的存储服务，
前方库场一般用于暂存货物和待装货物，这些货物很快就回运走不能长期逗留。另外，
库场还能够提供简单加工、分拣、重新包装、集散等服务，这些作业活动大多在后方库
场进行，需要长期储存的货物也堆放在后方库场。货物最终离开港口必须要通过集疏运
系统，港口集疏运系统通过与外界的运输网络连接将货物直接输送到港外运输系统中，
让货物可以通过水路、管道、公路、铁路等运输方式到达下一个目的地。现代化的信息
系统的引入使得各子系统之间的沟通变得便利，同时通过准确的定位货物所在的位置来
协调各子系统的生产活动，减少货物的不必要停滞，确保货物能够在各子系统之间快速、
顺利的流通。
根据“长板”和“短板”理论，港口的通过能力是由“短板”所决定的，即取决于各子系统
中最薄弱的那个环节。港口通过能力系统中出现了“短板”的子系统，这个薄弱的环节则
会造成其他的子系统的部分能力闲置，这是一种很严重的资源浪费。所以，对港口通过
能力的研究，就是要对各子系统的实际情况、影响因素以及相互之间的关系进行分析，
最终达成各子系统能力的相对平衡，使得港口资源和设施得到充分合理的利用，最终提
升港口的生产作业效率。
图 3-2 港口通过能力系统结构模型图
子系统之间的关系分析
在港口综合通过能力系统的组成部分中，泊位子系统是最核心的环节，它直接服务
于来港的各种船舶。泊位子系统由船舶停靠泊位、用于前方装卸的桥吊和岸吊等机械设
备、港内运输工具以及劳动人员组成。泊位子系统的作业任务主要是通过集疏运和装卸
环节来完成的，也就是将集装箱或散装货物从来港船舶上面卸下来，货物通过水平运输
入库，有些货物交由其他运输工具直接运走，或者以相反的作业流程来进行货物的装船
任务。货物承运人和船运公司对于船舶在港口的停留时间十分关注，他们将船舶在港口
停留的时间作为对港口生产作业效率和服务水平的评判依据，而泊位子系统的作业效率
信息
系统
装 卸 子 系
统
管
道
集运输子
系统
公
路
前方库
场子系
统
杂
货
锚
泊
散
货
集
装
箱
石
油
危
险
品
货
船
泊位子系统
后方库
场子系
统
铁
路
水
路
直接关系着船舶在港口的滞留时间，同时船舶在泊位的装卸速度反映了港口对来港船舶
服务时间的长短，体现了港口利用率的高低。港口利用率是对码头基础设施和配套机械
设备利用状况进行衡量的重要标准，它关系到来港船舶在码头的排队等待时间。货物进
入港口除了一部分需要长期保存的堆放在库场，其他大部分都是通过集疏运系统规划进
入水、陆运输网络[3]。
图 3-2 泊位货物流通图
库场给港口增加了长期和短期的储存功能，货物在库场中还可以进行分拣、包装和
加工等作业。库场子系统是由库场（前方库场、后方库场、）、堆场（前方堆场、后方堆
场）、库场堆存机械和劳动人员组成（如下图 3-4 所示）。库场的调整和缓冲功能很好的
解决了集疏运系统中来港船舶和卡车、火车运力差异的问题，它的存在使得不同的运输
工具之间衔接了起来。库场子系统是港口通过能力系统中的缓冲器，也就是在进口—船
舶和车辆卸货和货物运出、出口—货物运入和船舶车辆装货之间起到缓冲作用。库场的
容量对装卸的效率产生影响，如果容量不足，装卸可能我中止，而装卸的效率关系着船
舶在码头的滞留时间。库场的容量毕竟是有限的，所以货物在库场中的堆存时间越短，
库场的堆存能力就越强，良好的集疏运系统是货物快速流通的重要保证。由此可见，库
场容量和集疏运系统是库场子系统的中心环节。
船舶
水平运输 库场
驳船
火车
卡车
图 3-3 库场货物流通图
港口的生产活动可以简要概括为两个方面，一方面接受来自陆地和水域的货物，另
一方面是将货物重新注入陆地和水域运输系统中，而为这些货物提供这“一来一去”服务
的就是港口的集疏运子系统。集疏运子系统由集疏运工具、装卸线、后方装卸系统和劳
动人员组成，在集疏运的过程中离不开装卸子系统的参与。在集疏运的作业环节中，将
需要出口的货物从发货人指定的地点运入港口，并集中存放在港口库场，这个过程称之
为“集”。而相反的将运入到港口的货物经过港口运作后通过各种运输方式运送到收货人
指定的地点的过程称之为“疏”。大部分的货物是通过水路运输、铁路运输和公路运输进
行集疏运的，对于一些特殊性质或贵重物品也可以选择航空运输和管道运输进行集疏运。
货物能否在最短的时间内通过港口，取决于集疏运系统的流畅程度。但是集疏运当中所
用到的运输工具一般都不是属于港口的，所以港口很难做到不同的运输工具之间很好的
衔接，并且货物的集疏过程需要与接收方和发货方进行协调。而集疏运系统的存在目的
就是为了确保货物能港口畅通无阻，所以港口先要确保内部的装卸和水平运输能有序进
行，同时通过与货运公司进行协调，选择合适的运输方式，确保运输能力的有机衔接
[4]。
水路运输
公路运输
铁路运输 铁路运输
公路运输
水路运输
前方库场
前方库场
图 3-4 集疏运货物流通图
装卸子系统是通过参与其他环节的生产活动来实现其功能的，它主要是有各种装卸
设备、装卸机械、配套辅助工具、机械设备操作工人以及装卸劳动人员组成[5]。机械设
备本身的技术水平和作业能力只是装卸能力的一个影响因素，而影响港口子系统效率的
最主要方面是人员的绩效，也就是工作人员操作机械所表现出来的装卸能力。随着装卸
机械的不断改进，港口装卸作业中对人员的需要量越来越少，装卸中的体力劳动部分逐
渐被现代化机械作业所代替。但是技术的进步并不代表人员作用正在变小，相反对工人
素质的要求表的更好，先进的技术需要具备相应知识的员工才能运用，人与机械设备之
间的关系如何协调始终是港口关注的重要问题之一。
第 4 章港口通过能力的计算方法
码头泊位通过能力计算
码头泊位通过能力描述
泊位通过能力是指在单位时间内（一般为 1 年）一个泊位可以装卸船舶所载货物
集疏运系统
火车
卡车
船舶
管道
后
方
库
场
前
方
库
场
在
泊
船
舶
货主
1
货主
2
货主
N
（旅客）的最大数量[1]。
泊位是港口直接与水域相连的地带，它位于港口的最前沿，港口的其他基础设施都
是根据泊位的位置而进行建设的。船舶抵达港口挂靠在码头泊位，泊位通过能力决定着
能挂靠船舶的吨位和数量，这也对现代港口对枢纽港地位的争夺起到决定性的作用，如
果通过能力上不去，即使货源充足港口的吞吐量也仍然很有限。船运公司的运输船舶不
断向大型化发展，各大船运公司对港口的前沿水深和靠泊能力的要求不断的提高。如目
前世界上最大的散货船“佳美”号，其长为 330 米，宽 57 米，全重 151915 吨，最高载重 313000
吨，如果港前水深过浅，它甚至无法挂靠泊位。港口在对泊位设计时要考虑到将来面对
的目标市场的船舶情况，设计的泊位一定要满足以下几点：首先，前沿水深一定要能够
让目标市场船舶在满载的情况下安全的靠泊和离泊；其次，泊位要拥有满足目标市场船
舶的靠泊能力，也就是泊位的装卸机械（如岸吊、桥吊）能够对挂靠船舶进行装卸作业；
最后，泊位长度要合理，既要保证一个泊位的作业活动不能对另一个泊位的作业活动产
生影响，又要避免泊位过大而造成港口通过能力的浪费。泊位按其用途可以分为专业化
泊位、散货泊位和通用杂货三个类型。
码头泊位通过能力计算方法
港口在经营时间内会面对不同种类的货物和不同类型的船舶，而码头的泊位通过能
力是随着挂靠船舶和装卸货物的改变而发生变化的。在通过港口的货物中，有一部分是
维持当地生产活动所必需的，这些货物通常到港时间比较固定且大多使用同一船型的船
舶运输；另一部分则是不固定的杂货，这些货物数量不定且到港时间具有偶然性。前一
部分的货物特点是运输量大而且是长期需求，通常由固定的船运公司长期运输，对于这
种单一货物单一船型的业务，港口会提供专业化泊位对其进行装卸，其泊位通过能力计
算方法如下：
P营 = P设计 × η （）
P营—泊位营运通过能力，即港口运营时泊位的实际通过能力
P设计—泊位设计通过能力，即泊位在设计时，理论上应该达到的通过能力
η—泊位利用率
P设计 = N年 × G （）
G—泊位挂靠船舶的平均载货吨数
N年—该泊位在一年内（一个营运周期）装卸该类型船舶的艘数
N年 =
365 - ∑ t
TA
（）
∑ t
—泊位全年非生产天数总和，包括法定假日、设施维护保养时间、封港时间等
非营业时间。
TA—每艘船舶在泊位的挂靠时间
TA =
G
(gL × n)
24 - ∑ t非
+ t辅 （）
gL—在一个小时内，平均每条装卸线能够装卸货物的吨数
N—对该艘船舶进行装卸所占用的作业线数
t辅—对该类型船舶进行装卸时所涉及的所有辅助作业和技术作业活动时间的总和，
包括靠离码头、货物通关检验、办理相关手续、装卸准备、结束整理作业、盘点结算时
间以及装卸过程中的机械移动、车辆等待、驳船的调档和机械设备停工进行燃料补给等
时间。
∑ t非—平均每昼夜泊位非生产时间的总和，停止生产多由于气象影响、机械设备维
护保养、紧急维修、班次轮转、工间休息等因素。
综上所述，将所有的分步计算公式融入一个公式中去，得出在单一货物、单一船型
情况下码头泊位通过能力计算公式如下：
P营 =
365 - ∑ t
G
(gL × n)
24 - ∑ t非
+ t辅
× G × η （）
公式中所有符号意义同上。
式 中是以装卸船舶的数量为依据而对泊位通过能力进行计算的，但是船舶的到
达数量是无法控制的，所以无法保证泊位装卸船舶数量到达其能力上限。因此，为了能
够反映泊位的最大通过能力，需要从港口本身出发，考虑港口生产的主动性，也就是根
据泊位设计作业线的数量和作业能力来计算。
P理 = T营 × n设 × p日 （）
T营—泊位在一年中实际的营运天数
n设—泊位设计的作业线数
p日—平均一条作业线的昼夜生产率
式 以泊位作业线能力为基础来计算泊位通过能力，但是忽略了泊位的空档时间
和船舶非生产性挂靠时间，为了体现港口的主动性而忽略了现实性，所以在现实情况下，
式 比 更合理。
港口除了一部分固定的业务，还有许多散货业务，这些货物到港时间无规律，货物
量也不固定，由各种不同的船舶运入码头泊位。这种不定货物不定船型情况下泊位通过
能力的计算要比单一货物和单一船型情况复杂许多，船型和货种的变化都在影响着当前
时刻的泊位的通过能力，这种通过能力是随着时间变化而变的一种动态能力。在不定船
型不定货物情况下，泊位通过能力计算是需要概率统计方面知识作为支撑，在泊位建设
之前，需要预测将来入港船型和货流，以确定设计通过能力来规划泊位的建设；而在对
泊位通过能力进行核定时，需要对营业期内泊位挂靠船舶和装卸货物具体情况进行统计。
对于不定船型不定货物情况下的泊位通过能力，其计算方法如下：
因为船型和货物都是随机的，所以在计算之前先假设Cj表示泊位装卸的第 j 种货物，
Pj表示泊位作业线对第 j 中货物装卸是的平均昼夜装卸率，Sk表示泊位挂靠的第 k 中船
型，由概率公式可得：
P(CjSk) = P(Cj) P(Sk) ()
P(CjSk)—泊位对第 k 种船型运来的第 j 中货物进行装卸概率
P(Cj)—泊位对第 j 种货物进行装卸的概率
P(Sk)—泊位挂靠第 k 种船型的概率
式 是对一种情况的分析，现假设有泊位装卸的货物种类有 m 种，挂靠泊位的船
型有 n 种，则所有货物和船型情况下泊位的综合通过能力为：
()
()
Pjk—泊位对于第 k 种船型运输的第 j 种货物的通过能力
rjk—由第 k 种船型运输的第 j 种货物占总货物的比重
Pjk—平均每艘第 k 种类型船舶运输第 j 中货物的吨数
在式中出现的Pjk，表示为一艘船舶运输一种货物是泊位的通过能力，这时的通过能
力为上面所说到的单一船型单一货物时泊位的通过能力，所以不同船型不同货物的泊位
通过能力可以看作许多个单一船型单一货物泊位通过能力的动态组合。
船舶到港规律分析
船舶到港时间是影响泊位通过能力的直接因素，如果在一段时间内来港船舶较少，
泊位就会空置从而造成泊位现有资源浪费，相反如果船舶过度集中泊位通过能力则会出
现排队等待现象。造成船舶到港数量不平衡的原因有很多，包括季节性货物需求变化、
恶劣天气下的船舶停运、航道的封闭等。
对于船舶到港时间不确定，并具有很强的随机性，人们进行大量取样研究，并对船
舶交通流进行研究，最后发现船舶的到达规律服从泊松分布：
Pn(t) = e
-λ
λ
n
n!
()
t—船舶到达时间间隔（t > 0）
n—一定时间内随机到达港口的船舶数（n=1，2，3，… ）
λ—平均每天到达的船舶数
通过对船舶到港规律的研究，把握船舶的到港规律，港口可以对未来一段时间内船
舶到达时间和货物流量进行预测和分析。根据分析和预测的结果，管理者可以通过一些
措施对泊位进行调整进而提升泊位总体的通过能力，例如，对于定期到达的船舶港口可
以通过几个固定的泊位进行装卸，操作人员和装卸工人通过熟练操作提高作业效率；在
港口经营的淡季可以封闭部分港口来减少港口的运营成本，而在船舶集中到达的时间可
以对船舶按吨位分泊位进行装卸，这样可以减少车的移动以及作业中的机械设备调整。
库场通过能力计算
库场通过能力描述
码头库场是港口运营中货物流的核心，它服务于其他各环节的生产作业活动，同时
也对其他环节的通过能力有一定的制约。库场通过能力指的是在营运期（通常指 1 年）
库场能够堆存各类货物吨位数的总和。库场通过能力受到两个方面的约束，一个是库场
堆存能力，即库场实际可用的堆存面积和空间，它与库场的占地面积以及库房的高度有
关，另一个是货物周转速度，它与货物的平均堆存时间及库场的堆存作业效率有关。
库场包括了仓库和堆场，通过一些辅助的机械设备和工具来提供短期的堆存和长期
的保管服务，另外港口的库场还有缓冲、调节、计量、包装、集散、加工等功能。按照
其所处位置可以将库场划分为前方库场和后方库场。短期保管的货物一般就近堆存在接
近码头前沿的前方库场，这样既能减少货物在港口内的水平运输距离，又能减少货物搬
运中对其他环节生产作业的影响，货物可以快速的运出前方库场进入下一个运输环节，
有利于提高货物周转速度。而后方库场一般用于堆存短期不会出港的货物，这样能在很
大程度上缓解前方库场的堆存压力，由于码头前沿陆域面积有限不可能设置面积较大的
库场，所以在离港口较远的地方建立足够容积的后方库场，不仅能够提高港口的货物堆
存能力，还能解决前方辅助作业能力不足的问题。
为了更好的对港口库场的使用进行规划，通常将库场按其功能划分为进口库场、出
口库场及中转库场[4]。
库场通过能力计算方法
容量和疏运是衡量库场的关键指标，所以对于港口通过能力的计算可以从船舶一次
载货量、库场年货运量、泊位通过能力、占用面积以及货流统计分布等角度来进行[5]。
本文选择了从泊位通过能力和占用面积两个角度对库场通过能力进行计算，首先，泊位
的通过能力决定了它对库场面积的需求，按此计算可以确定最合理的库场面积，避免能
力不足或者资源浪费；占用面积决定了库场实际面积，按此计算可以得出有效提高库场
通过能力的方法，并对难以变更的现有设备进行有效的利用。
1.按泊位通过能力计算
从泊位通过能力角度来计算库场，首先要考虑的是货物的入库系数，港口的库场可
以使得不同的运输方式之间相互链接起来，为了提高货物的运输效率，减少货物的库存
时间，可以通过在库场进行直接换装进入下一个运输环节，这样可以减少不必要的库存
时间。另外，按这种方式计算库场通过能力需要满足：P库 ≥ P泊 K入，式中P库表示
库场通过能力，P泊表示已知的泊位通过能力，K入表示货物的入库系数且K入 ≤ 1，综上
可得港口通过能力的计算公式为：
P库 = A KA KE a n库 （）
A—库场总面积（m2）
KA—库场面积利用率，指的是库场总面积减去办公区域、装卸月台、包装作业间、
国定设备占用、通道、安全留距、跺间距等不能堆存货物的面积后，实际可以用于货物
堆存的面积占总面积的比重。
E—库场的最大容量，即一次可以堆存的货物吨数
KE—库场容量利用系数（KE ≤ 1）
a—单位面积可堆存货物的固定吨数（t
m
2
）
n库—库场在一个计算期内的周转次数
公式 应当满足P库 ≥ P泊 K入，这种对泊位通过能力进行研究，并以此确定
的库场通过能对于库场的建设起到指导性的作用。
2.按占用面积计算
占用面积也就是已建成库场的实际面积，从这个角度来计算的库场能力，它的计算
公式与 完全相同。随着区域间贸易合作的增多和机械设备的更新换代，港口的吞吐
量和货物的装卸能力不断的提升，货流的增长加剧了港口库场的堆存压力。为了缓解库
场的压力，提升库场的通过能力，港口应该从降低入库系数和加快货物周转率这方面来
着手。降低入库系数要提升“现卸现装”的能力，让货物从一种运输工具直接装卸到另一
种交通工具，另外对需要重新包装的要尽量减少重复入库的次数，这需要信息系统的协
调；加快货物周转率则需要对运输工具的合理安排，尽量减少货物在库场中的堆存时间。
集疏运系统通过能力计算方法
集疏运系统描述
集疏运系统是与港口相互衔接的综合交通运输系统，它是货物能够运入和运出港口
的保证，在这个运输系统中，各种运输方式分工协作、融会贯通确保完成货物在各自领
域的运输任务，完善的集疏运系统是港口生存和发展的重要保证。港口集疏运系统包括
了基础设施、运输方式、协调管理等方面内容，管理者主要通过现代化信息技术和设备
对整个运输系统规划，使得货物通过各种运输工具在各节点间运输，主要的运输方式水
路运输、铁路运输、公路运输等，集疏运设施指公路、铁路、港口、仓库、堆场等（如
图 4-1 所示）。
图 4-1 集疏运系统结构图
港口通过集疏运系统为与之相互联系的广大腹地提供货物或旅客的集疏、运送服务，
为了保证货物的快速和高效运输，集疏运系统还需要有机衔接各类运输方式，特别是货
物在陆地运输和水域运输之间转换时，改善集疏运系统是提高港口综合通过能力的有效
途径。港口集疏运系统的结构特征受到经济腹地与港口的距离、腹地与港口联系的相关
货物种类和数量的影响。如果经济腹地离港口较远、需求的货物种类和数量较多的话，
那么港口集疏运系统会比较复杂，需要较多的运输工具参与运输，相互衔接情况也比较
多样；反之如果腹地与港口之间的距离比较近，货物种类和数量也比较少，那么集疏运
系统往往就会比较简单。因为每个港口的实际情况都不相同，所以每个港口的集疏运系
统特征也不相同，从港口的长期发展来看，港口需要根据自己的实际情况，建立相对完
善的集疏运系统来面对未来多样化的货物运输需要。
集疏运系统通过能力系统的计算公式
港口集疏运系统中包含了多种运输方式，但是其通过能力并不是简单的将这些运输
方式的能力相加，而通过这些运输方式相互协调、相互影响而形成的一个综合通过能力。
为了应对现实中可能出现的一些紧急需求情况和保证港口作业的连贯性，通常要求各种
运输方式的理论通过能力大于或等于实际所需求的能力。以下是对各种疏运方式的理论
船舶泊位
系统
铁路运输
公路运输
水路运输
管道运输
输送带运输
库场系统
货主
发电厂
钢厂
筒仓
通过能力进行计算的方法。
1.水路集疏运能力
一直以来水路运输以其成本低和运输量大的优点而广受欢迎，另外水路运输多在自
然水域，不需要另外对运输通道进行建设。在货物的装卸过程中，除了水、陆间的转换
外，换装作业活动可以直接在锚地泊位或船舶的外弦进行，这在很大程度上减少了库场
和泊位的作业压力。但是水路集疏运也有不足之处，如作业安全性差、运输速度慢、灵
活性不足，而且水路集疏运对自然条件依赖性较大，在没有河流或海洋的地区，水路集
疏运是无法进行的。水路集疏运所用到的运输工具大部分为驳船，为了保证港口的贯通，
驳船的运输能力应满足：
P驳 ≥ P港 K驳 （）
P驳—驳船运输能力（t）
P港—港口的通过能力（t）
K驳—驳船运输的货物占所有集疏货物的比重
为了确保连续的船舶进行的装卸，需要的驳船数量应该满足：
n驳 ≥
q船 t驳
G驳 t日
（）
n驳—需要的驳船数量
q船—船舶昼夜装卸作业效率（t d
）
G驳—平均每条驳船能够装载货物的吨数
t驳—驳船一次周转所用时间
t日—平均每昼夜装卸的小时数
驳船的一次周转，经历挂靠泊位、准备装卸、装卸作业及离港整个过程，所以驳船
一次周转所用时间用下面公式计算：
t驳 = t载 + t空 + t装 + t卸
=
L
V载 +
L
V空 + （
G驳
p装 + t
'
系） + （
G驳
p卸 + t
''
系） （）
t载，t空—分别表示驳船在载货、空载时所行驶的时间
t装，t卸—分别表示对驳船进行装、卸作业所用时间
L—驳船在进港或出港所行驶的距离
V载，V空—分别表示驳船在载货、空载是的行驶速度
p装，p卸—分别表示对驳船进行装、卸作业的效率（t h
）
t
'
系， t''系—分别表示驳船在装卸作业前后，靠离泊位时系、解缆绳所花费的时间以
及其他准备时间。
综合以上两个公式可以得出驳船的集疏运能力为：
P驳 = n驳 G驳
T营
t驳
（）
T营—在一个计算周期内，港口的过驳营运天数
其余符号意义同上。
2.公路集疏运能力
公路集疏运的优点是速度快、机动性强，而且还能给客户提供“门到门”的服务，但
是公路集疏运也有其缺点，就是运输量小、成本高。在港口的设计中，外界公路与港口
内部之间设置了一个门岗，以便于对运输车辆进行监管，但是有限的门岗通道又限制了
公路集疏运能力。在正常情况下，道路的通行能力是指在交通状况良好的条件下，并且
车辆以安全的速度连续行驶，每条车道一个小时能够通过的最大车辆数。但是由于门岗
的存在，所以港口门岗的车辆通过能力是指门岗按照港务当局要求对车辆的相关证件和
有关手续进行检查的前提下，每小时能够放行的车辆数。
所以要对港口的进出港主干道道路通过能力和门岗处的通过能力分别进行计算。
在进出港主干道，车辆只需保持安全车距，并在规定速度内行驶即可，每个小时通
过的车辆很容易计算。所以道路的通行能力为：
CF =
3600
L车距
v
()
CF—主干道的通行能力（辆 h
）
L车距—安全车距，相连两辆车的距离一般按它们俩保险杠之间的距离来算
v—主干道允许的最大速度（m s
）
安全距离是由车身长度、正常的制动距离、司机反映距离和汽车间距相加得来，所
以
L车距 = l车 + l制 + l反应 + l间 （）
l车—港口进出车辆的长度（m）
l制—制动距离，即从司机踩刹车到汽车停止的这段时间汽车行驶的距离（m）
l反应—反应距离，司机从察觉危险到开始踩刹车的这段时间汽车行驶的距离（m）
l间—汽车间距，两辆车停止时应该保持的距离（m）
将 和 想结合，得出道路通行能力为：
CF =
3600v
l车 + l制 + l反应 + l间
（）
那么道路的通过能力为：
P道路 = CF ∙ G车 （）
P道路—港口主干道的通过能力（t h
)
G车—平均每辆车装载的货物吨数
门岗处的检查工作决定了车辆在门岗出的等待时间，车辆的通过速度是衡量门岗通
行能力的重要指标。门岗的日通行能力公式如下：
CE =
24 × 60 - ∑ t
t1 + t2
()
CE—门岗处的日通行能力（辆 d
）
∑ t
—每天门岗的禁行时间，包过交接班，港口内部整顿时间等
t1—平均每辆车接受门岗的检查时间（min）
t2—相连两辆车接受检查的时间间隔，也就是在安全的提起下，第一辆车接受门岗
检查后离开到下一辆车开始接受检查的这段时间。
由门岗体通行能力公式进一步可以求出门岗处一个小时的通行能力：
C
'
E =
60
t1 + t2
()
C
'
E—门岗处每小时的通过能力（辆
h
）
其余符号同公式 所述，所以综合以上所述，得出门岗处一个小时通过能力为：
P
'
门 = C
'
E G车 ()
P
'
门—门岗处每小时的通过能力（t
h
）
C
'
E—门岗处每小时的通行能力（辆
h
）
G车—平均每辆车装载的货物吨数
由于门岗的限制，即使道路的通过能力大于门岗的通过能力，也无法完全通过，所
以公路集疏运的通过能力只能取两者中最小的那个，由此可得
P公路 = min(P道路，P
'
门) ()
P公路—公路集疏运通过能力
3.铁路集疏运能力
铁路运输成本低、速度快、运输量大，同时还具有较高的安全性，通常较大批量的
货物在内陆运输时会选择铁路进行运输。港口的货物通过内部的装卸线作业而进入铁路
系统进行运输，所以港口铁路集疏运能力主要是指对港口对火车运输货物的装卸能力，
也就是一定时间内，火车车辆可以通过铁路装卸线进行装卸的货物最大吨位数。因此，
我们通常用港内铁路装卸线的通过能力来表示港口铁路线的集疏运能力，它的计算公式
为：
P铁 = n辆 n列 Q车 T营 k利 ()
P铁—港内铁路装卸线的通过能力
n辆—同一时间，铁路装卸线可以装卸的火车车辆最大数
n列—平均每昼夜可能抵达装卸线的火车车辆数
Q车—平均每辆火车装载货物的吨数
k利—铁路装卸线的利用率
在公式 中关于铁路装卸线的通过能力需要先确定n列（平均每昼夜可能抵达装
卸线的火车车辆数），这在实际中是很难预测的，一般直接用港口前一个营运期内平均
每天到达的车辆数来对装卸线通过能力进行计算。另外货物的种类不同，其装卸速度也
是不一样的。因此在相同时间内，铁路装卸线对不同的货物进行装卸时，所需要的车辆
数量是不一样的。为了确定装卸线上所需要的火车车辆数目，通常是引入“装卸系数”来
对不同种类的货物所需的车辆数进行计算的。
4. 管道集疏运能力
管道运输也是港口集疏运方式中的一种，它可以长距离的运输气体和液体物资。港
口管道运输的对象主要是石油，还包括少量的液化气、化学药品等，本文是以石油的运
输能力来计算管道的通过能力。油轮将石油运输到港口，在一些大型油港可以直接用长
输油管道进行疏运；而有些港口还在使用油管存储石油，再通过其他运输方式来进行疏
运，而油罐连接起来可以看作管道，所以它仍然可以看作管道运输。下面分别对长输油
管道和油罐运输的集疏运能力进行计算。
长输油管道的集疏运能力用以下公式进行计算：
P管 = 24 × Q管 T管 k管 （）
P管—输油管道的输油能力（t 年
）
Q管—平均每小时管道能输油的吨位数，也即是一个小时管道的石油流量
T管—每年使用输油管道的天数
k管—输油管线效率利用系数，通常是经过实际测定和分析后确定的
通过油罐进行存储的管道运输，管道的集疏运能力是由通过油罐进行疏运的能力
（也就是油罐的通过能力）所决定的，油罐的通过能力可以表示为：
（）
P罐—油罐的年通过能力（t 年
）
Vi—在所有运输的油罐中，第 i 个油罐的容量（m3）
γi—第 i 个油罐平均每立方米装载石油的吨数
ηi—第 i 个油罐的利用系数，在油罐进行装油时需要考虑到油罐允许的最大装油页
面，另外油罐内部可能会附着一些石油，这些都会影响油罐的可储存容量。
T营—油罐的年使用天数
ki—第 i 个油罐的利用率，油罐利用率受石油到港规律的影响，到港的石油量越均
衡、越稳定，油罐的利用率就越高。
ti—第 i 个油罐平均每次存油的天数
5.输送带集疏运能力
在港口中转的货物中有一部分干散货（如煤炭、粮食和金属矿石等），这些货物很
难通过普通的装卸作业工具进行装卸，港口通常会设置输送带对这些货物进行输送并通
过别的疏运方式运离港口，另外一些规格合适的袋装货（如水泥和饲料等）也可以通过
输送带来输送。输送带的集疏运能力指的就是输送带的通过能力（输送带的生产作业能
力），其公式为：
P带 = T营 t日 p带 （）
P带—输送带的通过能力（t 年
）
T营—输送带的年运营天数
t日—平均每昼夜输送带的工作时间（h）
p带—输送带的生产率，也就是每小时输送带能够输送货物的吨数
6.在现实的港口中，其集疏运系统可能由上述集疏运方式中的一种或多种所组成，
所以港口的综合通过能力为：
（）
P集疏运—港口集疏运综合通过能力（t 年
）
Pj—港口集疏运系统中第 j 种集疏运方式的通过能力（t 年
）
i—当 i=0，港口没有此类集疏运方式；当 i=1，港口拥有此类集疏运方式
装卸作业能力计算方法
装卸作业能力描述
货物通过港口进入下一个运输环节，从抵达港口开始，货物就开始在不同的运输工
具之间换装，而对货物提供换装服务的就是港口装卸作业系统，装卸作业的效率影响着
货物通过港口的速度。港口的装卸作业分为机械装卸和人力装卸两种，随着集装箱的普
遍使用和装卸机械技术水平的不断提高，所以现在的港口装卸作业更多的是通过机械来
完成。虽然港口对装卸人员的需求比例在减少，但是对高素质的技术人员的比例不断的
上升，无论是港内起重机械还是水平运输工具都需要技术过硬的人员进行操作，这样才
能使港口保持一个较高的装卸水平。
由于货物的性质不同、出港时间也不一样[5]，所以港口的装卸作业十分复杂，装卸
机械和人员不仅要在港口内部不停的流动，还要分散在不同的环境下进行装卸，另外来
港船舶类型多样，在对不同的船舶进行装卸时需要用到不同的机械设备。到目前为止，
仍然有不少装卸作业是机械无法代替的，在装卸中有很多情况是工人和机械交叉作业，
而且工作时还要受到天气、噪音和粉尘的影响，所以港口一定要建立合格的安全机制来
确保工作人员的安全。
装卸作业能力计算公式
港口通常拥有多条装卸作业线，货物通过装卸线在不同运输工具间换装，作业线的
工作能力决定了港口的装卸作业水平。每条装卸线当中都包括了装卸机械和装卸人员，
为了能够更方便的对装卸作业能力进行计算，需要分别计算机械和工人的装卸能力。
首先，对机械的装卸能力进行计算。港口在对车辆和船舶进行装卸作业时，特别是
火车和大型船舶，通常会有多辆装卸机械同时装卸，而每辆装卸接卸的装卸能力是不同
的，所以港口的机械装卸能力可表示为：
P机械 = ∑ pi ti ki
()
P机械—港口的机械装卸能力
pi—第 i 台机械每小时能够装卸货物的吨数
ti—第 i 台机械平均每昼夜工作的小时数
ki—载荷系数，也就是第 i 台装卸在装卸作业时所负载的货物重量除以它满负荷是
装载的货物重量（ki）。
公式 中的机械通过能力是将不同机械在每个昼夜的装卸能力求和而得，这样反
映每天机械的实际运行情况，又能表示出不同机械的个性特征。
在对工人的装卸能力计算式时，可以从不同的角度出发，从劳动生产率角度出发工
人的装卸能力可以表示为：
G操 = M实 R工人 （）
M实—港口实际拥有的装卸工人数
R工人—平均每个工人的年劳动生产率
从单个工人的装卸能力出发可以表示为：
P工人操 = N工人 T营 （1 - K轮） ∙ K装出 K工利 （1 - K辅） t班 p工时 （）
N工人—实际工人数
T营—每年港口的营运天数
K轮—平均每个工人的轮休率
K装出—工人的出勤率
K工利—工时利用率
K辅—辅助作业率，也就是从事辅助作业的时间占总工作时间的比例
t班—平均每天每个工人的出工时间
p工时—平均每个小时一个工人能够装卸的货物吨数
上面两个公式分别从不同角度对工人的装卸能力进行了计算，但是它们都存在一定
的片面性，而且忽视了工人在进行装卸时的相互直接的协同作业，为了能够更准确的计
算出工人的装卸能力，可以将每条装卸线看作一个整体，来计算出工人的装卸能力[6]，
公式为：
P工人 = ∑∑ qij T班 kij
()
P工人—港口的工人装卸能力（t d
）
qij—在第 j 个工作日，第 i 条装卸线上平均每小时由工人装卸的货物的吨数
T班—工人每天的上班时间（d）
kij—在第 j 昨日，第 i 条作业线上的有效工作时间
对于工人装卸能力的计算，都是以工人在理想的工作状态下进行装卸操作为前提的，
但在现实生产作业中，工人主观上的怠工是无法避免和控制的，而且个体工人的能力和
作业技术也影响着整个装卸线的作业能力，所以对于工人的装卸作业能力一般很难准确
计算出来。
港口管理信息系统
管理信息系统，简称 MIS，是由人、计算机、软件以及网络通信设备组成的管理系
统，它一门涉及运筹学、计算机、管理学等多个学科的综合性学科 [1]。信息系统的使
用者根据输入系统的信息，通过对数据进行分析然后做出决策。采集和记录信息的一线
的作业人员将生产作业的实际情况进行汇总，并以系统能够识别的数据形式输入到系统
数据库中，应用程序可以通过网络将信息及时的传达给管理者，管理者通过管理系统传
输的所有信息来对企业的生产计划做出决策，并能通过系统传达到各环节。
图 4-1 管理信息系统结构原理图
随着市场竞争的加剧，如何提高港口本身的竞争力已经成为港口经营者首要考虑的
问题，从港口的生产作业来看，减少货物通过港口所需的时间，提高港口的作业效率无
疑会提高港口的竞争力。港口的生产活动由多个环节组成，各环节之间如果能够很好的
协调，必然会提高港口的通过能力，而港口管理信息系统正是一个能够为港口提供决策
支持，协调各环节作业活动的系统软件，所以港口的管理信息系统也应该看作是港口通
过能力的一个组成部分。港口管理信息系统按职能可以划分为多个子系统，如仓库管理
子系统、装卸管理子系统、财务管理子系统等（如图 4-2）。各子系统及时的将自身的实
际情况以数据形式输入到管理系统中，而企业的管理层通过各系统的即时数据来进行调
度和安排生产，这样就相当于各生产环节之间数据互通，这样大大的减少了货物在港口
的不必要滞留和港口资源的浪费现象。例如，当货物进入仓库时，仓库管理人员将仓库
堆存货物的吨数、种类、出入库时间记录到管理信息系统中，当货物堆积过多时，管理
人员就会通过集疏运系统调度车辆将货物运走，并且尽量安排货物在堆场直接换装减少
货物入库量。同样的，当货物通过集疏运转移时，集疏运系统管理人员将运输到货物情
况、使用的车船数量、闲置的车船数量、以及可临时调用的车船数量等信息输入系统，
事务处理系统（TPS）数据
信息生成 MIS 信息
用户
用户
当集疏运系统运力紧张时，港口管理人员会通知泊位系统将装卸的货物入库以减轻运输
压力，而当空闲车船数量较多时，则可以对仓库存货进行提前疏运。而当泊位紧张时，
也可通过协调其他环节的作业，加快对泊位船舶的装卸并增加船对船的直接换装能减少
泊位装卸压力。所以港口信息系统对于协调港口生产作业，提高港口通过能力有非常大
的作用。
图 4-2 港口企业管理信息系统
第 5 章 基于灰色关联分析的港口通过能力评价
木桶原理在港口综合通过能力确定中的运用
“一只由多块长短不一的木板构成的木桶，其装水的多少，不取决于木桶上的那块
港口管理信息系统
库
场
管
理
子
系
统
船
舶
引
航
子
系
统
装
卸
管
理
子
系
统
设
备
管
理
子
系
统
计
划
管
理
子
系
统
财
务
管
理
子
系
统
人
事
管
理
子
系
统
市
场
营
销
子
系
统
最长板，而是由木桶上面最短的木板所决定。”这就是古典经济学中著名的木板原理[1]。
木桶原理告诉我们最短的那块木板对木桶盛水量起到了决定性作用，如果想要提高木桶
的容量，效果最明显的做法就是去补齐那些较短的木板，而不是继续增加长板的高度。
另外需要补充的是，木桶能装多少水还与木板之间的缝隙有关，如果缝隙过大则会使得
木桶中的水漏出，而木桶桶箍的作用就是使得木板之间更加紧密使得水不会流出。就好
像在一个系统中，系统的总体综合能力是由最薄弱的环节所决定，而且各子系统之间的
相互协调也很重要，协调子系统的关系就好比木桶加了个桶箍。
从经济学角度出发，可以用边际效用来对木桶原理进行解释[2]。首先对某个系统的
总体效用用TU来表示， Ui(i = 1,2,3,n)表示这个系统中所包含的某一要素的效用，
MUi(i = 1,2,3,n)表示某一要素的边际效用，Qi则表示系统中所包含的某一要素的数
量。那么系统中各要素的效用函数为：Ui = f(Q1,Q2,,Qn)，系统的总效用是由各要素
的效用进行综合而得来，所以系统总效用函数为TU = f[f(Q1,Q2,,Qn)]，由此可以得出
这个系统中每个要素的边际效用函数为MUi = ∂TU ∂Qi =
∂f(Q1,Q2,,Qn)
∂Qi
，根据边际
效用理论，如果系统中第 i 个要素的效用Ui最小，并且在同等的条件下这个要素的边际
效用MUi最大，也就是在增加相同∆Q的情况下，这个要素对系统总体效用的提高贡献最
大[2]。边际效用随着效用的增加而递减，正是对木桶原理的描述，系统中效用最低的要
素（木桶中的最短板）对系统总体效用的制约最为明显，对系统中的最短板进行优化改
善，系统总体能力的提升往往是最显著的。
港口通过能力是由多个相互制约、相互依存的子系统组成的，所以港口的综合通过
能力是由这几个子系统的通过能力进行综合而得来。那么我们就可以用木桶原理用对港
口综合通过能力进行分析，得出限定港口综合通过能力的主要因素就是系统中通过能力
最小的子系统，用公式表示为：
P港 = min(Pi) （）
其中P港表示港口的综合通过能力，Pi指的是港口通过能力系统中所包含的各子系
统（包括泊位子系统、集疏运子系统、装卸子系统等）的通过能力。
由木桶原理分析可得出，港口综合通过能力主要取决于系统中通过能力最低那个子
系统，为了避免某个子系统成为港口通过能力系统中的短板，港口应该致力于平衡各子
系统的通过能，使得各子系统的通过能力不出现较大的差距。另外，还要重视“桶箍”的
作用， 也就是指各子系统之间能够相互协调、紧密合作，注重系统的总体效用。由此
可见，根据木桶原理，在对港口综合通过能力的确定和提高的过程中，需要做到以下两
点：
1、通过仔细研究，确定系统中的最薄弱环节（也就是“最短板”），对最薄弱环节进
行改进，使得系统综合通过能力得以提升。
2、系统中应该引入“桶箍”，加强各子系统之间的协调合作，使得货物在各子系统之
间能够畅通无阻的转移。
港口通过能力评价的目的和方法
评价的目的
对港口通过能力进行评价，最主要的目的就是确定港口通过能力是否能够满足现实
的需求。在上一小结中通过用木桶原理对港口综合通过能力进行了分析，知道了对港口
通过能力影响最为明显的是系统中最薄弱的一个环节，所以对港口通过能力进行评价就
是对港口所表现出来的综合通过能力进行评价。
在现实中，而港口的发展程度多为滞后型和超前型两种类型，滞后型港口机械设备
陈旧、港口规划不良，其港口通过能力较低；而超前型的港口往往也只是侧重于码头建
设和先进设备的引进，忽视了港口整个系统的协调发展，所以其相对通过能力也不高。
由此可见，在港口建设之前首先要考虑到港口经济腹地的发展水平，港口的通过能力水
平是与经济腹地的发展水平相适应的；另外还应该注意港口的整体性，确保各子系统的
协调性而不是只注重一方面的投资，这样也能避免资源的浪费和作业能力的闲置。综合
上述，我们可以将港口通过能力的评价目的总结为以下几点：
1、确定在对港口进行设计和建设时，是否考虑到经济腹地的发展对港口通过能力
需求的增加；
2、确定港口建设的总体效果，即在港口通过能力系统中，各子系统通过能力是否
平衡；
3、找出对港口通过能力影响程度最大的子系统，也就是关联度最大的薄弱环节；
4、判断港口通过能力系统整体的协调性如何，即系统中各子系统是否能够协调合
作、融会贯通；
5、确定港口在建设时，是否根据腹地实际发展情况进行建设，而不是一味的追求
高通过能力而造成资源的浪费。
评价的方法
本文对港口通过能力的评价，是在对连云港港这个实例进行分析的基础上进行的。
首先是通过木桶原理总结出对港口综合通过能力进行确定的方法，然后再对连云港港港
口通过能力进行灰色关联度分析，通过灰色关联分析可以得出各子系统和连云港港口通
过能力的关联度，和港口通过能力关联度较高的子系统，是系统中较为薄弱的环节，也
就是需要改进的“短板”。通过对系统中短板的改进，使得各子系统的通过能力更加平衡，
有利于对港口现有资源的合理利用和现有通过能力进行提高。
港口通过能力的灰色关联分析
灰色关联分析概述
邓聚龙教授于 20 世纪八十年代创立灰色理论，它的出现给现实中部分信息清楚、
部分信息不清楚的问题提供了一种新的解决办法。灰色理论充分吸取了模糊理论的精粹，
能够对含有许多未知信息的系统进行描述，它通过运用灰色数学来对不确定量和贫信息
系统进行量化处理，并充分利用已知的信息来对系统的运动规律进行探索和研究[3]。
灰色关联分析是灰色系统理论中一个重要的组成部分，使用这种方法的系统大多为
信息不完全、决策多目标、方法多途径的灰色系统中[4]。所谓的关联度，就是指的两个
不同因素，他们随时间的变化的关联性大小，如果两个因素随着时间的变化而具有相同
或相似的发展趋势，则他们的关联度较高；反之，则关联程度较低。灰色关联分析方法
就是对多个因素之间的关联程度进行分析的一种方法，其原理将各因素在系统发展过程
所表现出来的变化趋势用序列曲线描绘出来，当两个因素的序列曲线的几何形状相似或
接近时，那么就认为这两个因素之间的关联程度较大，反之则越小。
港口通过能力系统是一个组成复杂、变化多样、随机性强的系统，而且其部分子系
统通过能力很难准确计算。因为其复杂性，各子系统在日常的作业中很难做到协调统一
和融会贯通，并且其能力中最薄弱的短板也难以确定。所以，在此引入灰色关联分析方
法来对港口的通过能力进行分析，寻找出系统中的最薄弱环节。
连云港港港口通过能力的灰色关联分析
连云港港地处江苏的东北端、中国沿海中部的海州湾西南岸，而且是龙海、信兰铁
路的东部终点端，具有良好的水路和铁路运输条件。连云港港目前是江苏最大的海港，
长三角三大主枢纽港之一，港口吞吐量连年攀升，其中集装箱吞吐量更是跨入全国第十，
预计到 2020 年港口吞吐量将达到 亿吨。截止到 2012 年，连云港港共有 58 个泊位，
与 160 多个国家和地区的港口建立了通航关系，其经济腹地包含江苏、安徽和河南等多
省，辐射地域接近 360 平方公里，是国内比较有发展潜力的港口。
在对港口通过能力进行灰色关联分析时，关键的地方是选定合适的比较因素来进
行比较分析，在这里以港口综合通过能力为母因素，选定的其他因素为比较因素。在实
际中，港口的综合通过能力很难准确计算出来，根据连云港港口的情况来看，腹地经济
发达，且越来越多的企业选择成本更低的水路运输，港口通过能力趋向于不满足腹地需
求，港口表现出来的综合通过能力就是连云港港的实际通过能力（也就是港口年货物吞
吐量），所以本文用连云港港港口年吞吐量表示连云港港港口综合通过能力。在比较因
素方面，首先确定泊位数量和装卸机械数量，码头前沿的库场面积也很重要，所以列入
比较因素；由于连云港港水路和铁路较为发达，所以这里将公路集疏运能力列入比较因
素；另外，腹地经济也对港口通过能力有影响，连云港港的直接腹地就是连云港市，这
里将连云港市 GDP 增长率作为腹地 GDP 增长率列入比较因素；而港口所预计的下一年
吞吐量也会影响港口的生产作业安排，因此将和港口预计吞吐量也列入比较因素。
综上所述，以连云港港 2008 年至 2012 年这五年为考察对象，设连云港港港口综合
通过能力为母因素x1（tk）（万吨 年），其比较因素分别为装卸机械数量x2（tk）（台），
泊位数x3（tk）（个），公路集疏运能力x4（tk）（万吨），码头库场面积x5（tk）（m2）,
腹地 GDP 增长率x6（tk）（%），港口预计吞吐量x7（tk）（万吨），其中 k=1，2，3，
4，5，分别对应 2008~2012 年各年。将连云港港所对应的上述因素数据进行统计后列入
下表：
表 5-1 连云港港灰色关联分析数据统计
年份
港口综合通
过能力
（万吨/年）
x1（tk）
装卸机械
数量（台）
x2（tk）
泊位数
（个）
x3（tk）
公路集疏
运能力
（万吨）
x4（tk）
码头库场
面积
（万 m2）
x5（tk）
腹地 GDP
增长率（%）
x6（tk）
港口预计
吞 吐 量
（万吨）
x7（tk）
2008 10060 500 37 100 9000
2009 10843 553 55 2800 100 9500
2010 12739 571 55 136 12000
2011 15627 575 55 3830 136 12000
2012 17367 590 58 15000
由此可以得到母因素和比较因素的时间序列：
x1（tk）=｛10060，10843，12739，15627，17367｝
x2（tk）=｛500，553，571，587，590｝
x3（tk）=｛37，55，55，55，58｝
x4（tk）=｛，2800，，3830，｝
x5（tk）=｛100，100，136，136，｝
x6（tk）=｛，，，，｝
x7（tk）=｛9000，9500，12000，12000，15000｝
由于各序列的量纲不一致，不是可比序列，所以要对这些序列进行无量纲化处理，
即：
x
'
i =
xi(tk)
xi(t1)
()
得出新的序列为：
x
'
1（tk）=｛1，，，，｝
x
'
2（tk）=｛1，，，，｝
x
'
3（tk）=｛1，，，，｝
x
'
4（tk）=｛1，，，，｝
x
'
5（tk）=｛1，1，，，｝
x
'
6（tk）=｛1，，，，｝
x
'
7（tk）=｛1，，，，｝
根据灰色关联分析原理，先做出上述关联序列的曲线图，如下所示
图 5-1 灰色关联分析曲线图
从图 5-1 中可以看出，和港口综合通过能力序列曲线几何形状相似的是公路集疏运
能力序列曲线，而其余的比较因素序列曲线的几何形状都和它相差较大，在结合表 5-1，
可以对连云港港港口通过能力得出以下结论：
公路集疏运能力是对连云港港口综合通过能力影响最大的因素，根据木桶原理，连
云港港港口通过能力的薄弱环节就是集疏运系统，特别是公路集疏运能力。另外，连云
港港口的年吞吐量增长趋势明显，即使腹地 GDP 增长率下降时，港口的吞吐量也有大
幅上升，说明港口目前的通过能力还不能满足腹地的需要，而本处将实际通过能力当作
港口的综合通过能力也是合理的。
0
1
2
2008 2009 2010 2011 2012
综合通过能力
装卸机械数量
泊位数
公路集疏运能力
库场面积
腹地 GDP 增长率
预计吞吐量
