由于集装箱在运输过程中的优势以及适箱货物的不断增多,集装箱港口的发展在地区经济中占有越来越重要的地位,为了取得更大的经济效益各个港口展开了货源之争,要使港口更具有吸引力,其必须有良好的服务、效率才能使得港口在巨大的竞争中占有一定的优势。 目前,关于港口集装箱物流的研究仅限于管理科学等所谓“软科学”方面的研究。这些研究往往首先假设其不变的流动方式,然后在此基础上进行管理方法上的优化。上述研究方法忽视了集装箱物流本身所具有的自然流动属性,因而不能反映出集装箱最佳的物流状态。 本文认为,物流现象具有自然界中物质运动的内在规律,且其中一些未知的状态及属性应该能够通过对比自然流体而做出诠释。注意到港口集装箱物流与流体的相似性,本文提出了采用经典流体力学原理模拟、研究港口集装箱物流的想法。 本文首先建立了港口集装箱物流与流体力学概念体系的比照关系,再运用流体力学的质量守恒、动量定理等原理,针对港区道路中的集装箱车流进行了分析,对集装箱车流在港区道路中呈现的不同流态进行了判别,最后导出港内道路保持最大通行能力且不造成堵塞的最优长度表达式。本文在推导过程中采用了稠密车流线性化密度分布的假设,并在此基础上利用几何原理解决了时空积分的困难。 港内道路长度计算公式的导出为港口道路设计提供了理论上计算依据。本文通过对上述公式的分析,讨论了如何根据最大车流量及其预计的持续时间规划港区道路长度、如何在既有港区道路现状下控制车流峰值延时及限速、如何根据堆场的装卸效率设置集装箱闸口数量及位置等问题,并以青岛港集装箱港区为例进行了验证。本文结论对港口规划及生产运营具有指导意义和参考价值。