Voorwoord Deze studie, met als onderwerp de barge terminal van het toekomstige MTC Valburg, is gemaakt in opdracht van de N.V. Ontwikkelingsbedrijf MTC en is uitgevoerd in het kader van mijn afstuderen aan de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de Technische Universiteit Delft. Deze studie kijkt naar de logistieke haalbaarheid van grootschalige toepassing van het CUB-concept op barge terminals met een conventionele kraanconfiguratie. De bargeterminal van het MTC Valburg is daarbij als case gebruikt. Graag zou ik de volgende personen willen bedanken voor hun hulp en advies: Prof. Ir. H. Ligteringen en Ir. R. Groenveld van de sectie havens en scheepvaartwegen van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen en Prof. Ir. J.C. Rijsenbrij van de sectie Transporttechnologie van de faculteit Werktuigbouwkunde en T.F.T Bakker en ing. L.A.B. de Jong van de N.V. OMTC, ing. W. van den Heuvel van Container Terminal Nijmegen, T. de Greef van Container Terminal Utrecht, J. van Dijck van Kalmar Industries, H. Gaarman van Royal Haskoning, N. Heuer en Ir. A.P. van den Wall Bake van Bake Business Support. Emiel van der Maaten Delft, oktober 2002
1
Samenvatting Voor u ligt een haalbaarheidsstudie naar grootschalige toepassing van het CUB-concept, met gebruik van een conventionele binnenvaartkraanconfiguratie. Deze haalbaarheid wordt bepaald in termen van overslagcapaciteit en met behulp van een simulatiemodel. Als case is de bargeterminal van het MTC Valburg, in het jaar 2020 bestudeerd. Sinds begin jaren ‘90 bestaat het plan om bij Valburg een groot multimodaal bedrijventerrein aan te leggen, dat via het water is ontsloten met een bargeterminal voor containers. Voor deze bargeterminal bestaat reeds een voorontwerp, gebaseerd op een prognose voor het jaar 2020, van rond de 900.000 TEU per jaar. Een analyse van een aantal containerstroom prognoses, leverde voor Valburg een drietal scenario’s op. In deze studie is uitgegaan van het mediumscenario, omdat dit van de meest reële scenario’s het grootste aantal containerbezoeken per jaar geeft, namelijk 637.000 TEU. In tegenstelling tot zeehavenkranen, worden binnenvaartkranen veel zwaarder belast, omdat ze naast het laden en lossen ook nog eens stacken.
Zeehaven
vs.
Binnenvaarthaven
Gescheiden handelingen:
Handelingen met 1 kraan:
Lossen/laden schip;
Lossen/laden schip;
stacken en sorteren;
stacken en sorteren;
Lossen/laden truck
Lossen/laden truck
Bron: ECT
Bron: Container Terminal Dortmund
Daarnaast wordt op de terminal ook het Container Uitwisselpunt Binnenvaart (CUB) gehuisvest. Het CUB is een concept waarbij grote partijen ongesorteerde containers vanuit één van de zeehavens naar Valburg worden gebracht en aldaar worden gesorteerd voor de verschillende achterlandbestemmingen. Dit sorteerwerk brengt een extra belasting voor de kranen met zich mee. Daarbij zullen veel containers niet direct bij de ligplaats van het schip op de kade gestacked kunnen worden. Het transport van deze containers langs de kade mag de kranen niet te veel belasten. Daarom is gekozen om dit te doen met shuttle-carriers, die onder de kranen door, heen en weer rijden. Containers die voor dit transport in aanmerking komen worden op de rijbaan van de shuttle-carrier gezet, deze ruimte wordt de overpakstack genoemd. De shuttle-carrier pakt de container op en rijdt die naar de juiste dedicated stack.
2
Valburg ligt tussen enerzijds Amsterdam, Rotterdam, Vlissingen en Antwerpen en anderzijds de verschillende Duitse en Zwitserse Rijnbestemmingen. Bij elkaar goed voor meer dan 60 bestemmingen waartussen containervervoer over water plaatsvindt. Samenvattend: • Veel containerbezoeken, 637.000 TEU in 2020 • Veel verschillende containerbestemmingen, meer dan 60 • Grote partijen ongesorteerde containers, CUB • Hoge belasting kranen, zowel lossen en laden van schepen en trucks als stacken en sorteren. Kortom, hier is sprake van een complex systeem. Daarom is gekozen de haalbaarheid te onderzoeken met een simulatiemodel. De aankomsten van schepen zijn bepaald met behulp van het MoCoBi-model. Met dit model is bepaald dat er dagelijks gemiddeld 12 aan- en afvaarten zijn, met schepen met een gemiddelde laadcapaciteit van 158 TEU. De lading per schip is vervolgens bepaald met de MTC-vaarschemamodule. Dit model kiest op basis van gemiddelde doorvoeren per bestemming per week een lading voor elk schip. Het bestaande voorontwerp van de bargeterminal is aangepast en aangevuld, zodat op basis daarvan een simulatiemodel gebouwd kon worden. Dit model houdt onder meer de bezettingsgraad en de productiviteit van de kranen bij. Ook registreert het hoeveel containers van de ene naar de andere ligplaats getransporteerd dienen te worden. Met het model zijn een drietal experimenten uitgevoerd. Eén waarbij er per containerbestemming één dedicated stack is en één waarbij er per containerbestemming meerdere dedicated stacks, verspreid langs de kade liggen. Een derde experiment bestond uit het verhogen van de kraansnelheden voor beide gevallen. Uit de eerste twee experimenten bleek dat de capaciteit van de terminal voldoende is wat betreft ligplaats- en kraanbezetting. Dit was zo, onafhankelijk van de stackindeling. Uit deze experimenten bleek echter dat bij één dedicated stack per bestemming het transport van containers langs de kade een probleem wordt. Niet alleen het vervoer per shuttle-carrier gaf problemen maar ook de capaciteit van de overpakstacks was te klein. Bij een spreiding van de dedicated stacks over de kade is het transport met de shuttle-carrier waarschijnlijk zeer goed mogelijk, hoewel de capaciteit van de overpakstack waarschijnlijk aan de lage kant is. Nader simulatieonderzoek zou hier uitsluitsel over kunnen geven. De verhoging van de maximum kraansnelheid bleek de servicetijden van de schepen gunstig te beïnvloeden, waardoor ook de ligplaatsbezetting omlaag ging. Gevolg is wel dat de pieken in het aanbod aan overpakcontainers groter worden, waardoor de overpakstacks, sneller vol zullen lopen. Gedetailleerde simulatie van het proces van de shuttle-carriers zal nodig zijn om de haalbaarheid van deze oplossing beter te kunnen bepalen. De grootschalige toepassing van het CUB-concept op binnenvaartterminals met een conventionele kraanconfiguratie lijkt op basis van dit onderzoek in eerste instantie haalbaar. Met het mediumscenario van 637.000 TEU per jaar in 2020 zit de terminal wel dichtbij zijn maximum capaciteit. Het aantal TEU-bezoeken van het maximumscenario van iets meer dan 1 miljoen heeft meer ruimte en overslagcapciteit nodig.
3
Inhoudsopgave VOORWOORD .....................................................................................................................................................1 SAMENVATTING ................................................................................................................................................2 LIJST VAN FIGUREN .........................................................................................................................................7 LIJST VAN TABELLEN ......................................................................................................................................8 1
INLEIDING..................................................................................................................................................10 1.1
2
CONTAINERSTROOM PROGNOSES....................................................................................................14 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10
3
PROGNOSE ..............................................................................................................................................34 MODAL-SPLIT .........................................................................................................................................34 CONTAINERS ...........................................................................................................................................35 KRANEN .................................................................................................................................................36 LIGPLAATSEN .........................................................................................................................................38 BOORD-BOORD-OVERSLAG .....................................................................................................................39 SCHEPEN .................................................................................................................................................39 SERVICENIVEAU .....................................................................................................................................39 OPERATIONELE UREN .............................................................................................................................40 STACK ....................................................................................................................................................40 BENODIGDE STACKOPPERVLAKTE ..........................................................................................................41 VLOOTSAMENSTELLING ..........................................................................................................................42 BELADINGSGRAAD EN CALLSIZE .............................................................................................................42 WATERSTANDEN OP DE WAAL ...............................................................................................................43
VAARSCHEMA’S EN AANKOMSTEN ..................................................................................................45 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
6
KRITISCHE BESCHOUWING DHV-VOORONTWERP IN AANLEGFASE 2......................................................26 AANGEPAST VOORONTWERP VOOR HET MEDIUM-SCENARIO IN 2020 .....................................................32
ALGEMENE RANDVOORWAARDEN EN UITGANGSPUNTEN......................................................34 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14
5
PROGNOSES IN DE CONTAINERMARKT.....................................................................................................14 MTC VALBURG ......................................................................................................................................14 BESTAANDE PROGNOSES VOOR HET MTC VALBURG .............................................................................15 INCOMAAS (TIJD VOOR TEIT’S) [REF 13]..............................................................................................17 CUB/BIVA – MTC VALBURG BARGE TERMINAL [REF 4] ......................................................................18 TNO INRO – KOSTEN – BATENANALYSE MTC VALBURG [REF 28] .......................................................20 BANDBREEDTE PROGNOSES MTC VALBURG ..........................................................................................21 VERGELIJK MET EUROPESE GROEIVERWACHTINGEN ..............................................................................21 3 SCENARIO’S .........................................................................................................................................23 MODAL-SPLIT MEDIUM-SCENARIO .........................................................................................................23
VOORONTWERP BINNENVAART SERVICE CENTER (BSC).........................................................26 3.1 3.2
4
ONDERZOEKSAANPAK ............................................................................................................................12
VAARSCHEMA’S VOOR HET MTC VALBURG ..........................................................................................45 PROJECT MOCOBI ..................................................................................................................................45 MODELOPBOUW......................................................................................................................................46 HOE IS MOCOBI GEBRUIKT VOOR HET MTC VALBURG?........................................................................48 HET MTC-VAARSCHEMA VOLGENS MOCOBI ........................................................................................48 LADINGGENERATIE MET HET MTC-VAARSCHEMAMODEL ......................................................................49
SIMULATIEMODEL .................................................................................................................................52 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
HET TE SIMULEREN SYSTEEM..................................................................................................................52 MODELLEN IN PROSIM ............................................................................................................................52 MAIN ......................................................................................................................................................54 DE SCHIPGENERATOR .............................................................................................................................55 DE STACKS..............................................................................................................................................55
4
6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 7
HET SCHIP ...............................................................................................................................................56 HAVENMEESTER .....................................................................................................................................57 DE KRANEN ............................................................................................................................................58 DE LANDZIJDIGE IMPORT/EXPORT-GENERATOR ......................................................................................62 DE KRAANMEESTER ................................................................................................................................63 DE TRUCK ...............................................................................................................................................64
VERIFICATIE VAN HET MODEL..........................................................................................................65 7.1 7.2
8
INSPEELTIJD, SIMULATIEDUUR EN REPLICATIES ......................................................................................65 VERIFICATIE VAN HET MODEL ................................................................................................................66
SIMULATIE EXPERIMENTEN ...............................................................................................................70 8.1 8.2 8.3
9
EXPERIMENT 1 EÉN DEDICATED STACK PER BESTEMMING ......................................................................71 EXPERIMENT 2 MEERDERE DEDICATED STACKS PER BESTEMMING .........................................................74 EXPERIMENT 3 VERHOGING VAN DE KRAANSNELHEID ...........................................................................76
CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN...................................................................................................77 9.1 9.2
CONCLUSIES ...........................................................................................................................................77 AANBEVELINGEN ....................................................................................................................................79
10
REFERENTIES .......................................................................................................................................81
11
GEBRUIKTE AFKORTINGEN ............................................................................................................83
12
VERKLARENDE WOORDENLIJST ...................................................................................................84
BIJLAGE A: VOORONTWERP .......................................................................................................................86 BIJLAGE A1 DHV VOORONTWERP BINNENHAVEN EN HAVENTERREIN; FASE 1..................................................86 BIJLAGE A2 DHV VOORONTWERP BINNENHAVEN EN HAVENTERREIN; FASE 2..................................................87 BIJLAGE A3 GESPREKSVERSLAG KALMAR INDUSTRIES .....................................................................................88 BIJLAGE A4 BENODIGDE STACKOPPERVLAKTES.................................................................................................91 12.1 BIJLAGE B1 INVOERGEGEVENS MOCOBI ...............................................................................................93 BIJLAGE B2 MOCOBI VAARSCHEMA .................................................................................................................94 BIJLAGE C: MTC-VAARSCHEMAMODULE ..............................................................................................98 BIJLAGE C1 MTC-VAARSCHEMAMODULE LISTING ...........................................................................................98 BIJLAGE C2 MTC-VAARSCHEMAMODULE VAARSCHEMA ...............................................................................120 BIJLAGE D: VERIFICATIE...........................................................................................................................122 INSPEELTIJD ......................................................................................................................................................122 VERIFICATIE .....................................................................................................................................................122 BIJLAGE D1 INVOERGEGEVENS ........................................................................................................................123 BIJLAGE D3 VEREXP1 ‘CONTAINER BALANS’................................................................................................130 BIJLAGE D4 VEREXP2 ‘KRAANBEWEGINGEN’ ...............................................................................................131 BIJLAGE D5 VEREXP3 ‘LIGPLAATS EN KRAANBEZETTING’............................................................................139 BIJLAGE D6 VEREXP4 ‘KRAANSNELHEID’.....................................................................................................141 BIJLAGE D7 VEREXP5 ‘GEEN IMPORT / GEEN EXPORT’..................................................................................143 BIJLAGE D8 VEREXP6 ‘PIEK IN AANKOMSTEN VAN SCHEPEN’.......................................................................145 BIJLAGE D9 VEREXP7 ‘AANTAL KRANEN’ ....................................................................................................148 BIJLAGE D10 VEREXP8 ‘VARIËREN VAN DE KRAANSNELHEID’ .....................................................................154 BIJLAGE D11 VEREXP9 ‘ EÉN OF TWEE KRANEN’ ..........................................................................................158 BIJLAGE E: KANSVERDELINGEN EN BETROUWBAARHEID............................................................159 BIJLAGE E2 GEBRUIKTE KANSVERDELINGEN ...................................................................................................159 BIJLAGE E2 BETROUWBAARHEID UITVOER ......................................................................................................160 BIJLAGE F: EXPERIMENTEN......................................................................................................................161 BIJLAGE F1 EXPERIMENT 1 ..............................................................................................................................161 BIJLAGE F2 EXPERIMENT 2 ..............................................................................................................................165 BIJLAGE F3 EXPERIMENT 3 ..............................................................................................................................169
5
Experiment 3.1.............................................................................................................................................169 Experiment 3.2.............................................................................................................................................171 BIJLAGE G: LISTING SIMULATIEMODEL ..............................................................................................174
6
Lijst van figuren FIGUUR 1 ARTIST IMPRESSION MTC VALBURG BRON: N.V. OMTC .....................................................................10 FIGUUR 2 ZEEHAVEN CONCEPT BRON: ECT...........................................................................................................11 FIGUUR 3 BINNENVAART CONCEPT BRON: CTD ....................................................................................................11 FIGUUR 4 DHV-VOORONTWERP FASE 2 BRON: DHV [REF 9]............................................................................13 FIGUUR 5 SOORTEN BINNENVAARTVERVOER .........................................................................................................16 FIGUUR 6 AFHANKELIJKHEID CUB BIJ INCOMAAS PROGNOSES..............................................................................17 FIGUUR 7 CUB/BIVA PROGNOSES TOT 2020...........................................................................................................19 FIGUUR 8 TNO INRO PROGNOSES...........................................................................................................................20 FIGUUR 9 BANDBREEDTE PROGNOSES TOT 2020 ....................................................................................................21 FIGUUR 10 PROCENTUELE MARKTGROEI ................................................................................................................22 FIGUUR 11 EUROPESE BNP ONTWIKKELING ..........................................................................................................22 FIGUUR 12 DRIE SCENARIO'S ..................................................................................................................................23 FIGUUR 13 MODAL-SPLIT TNO INRO .....................................................................................................................24 FIGUUR 14 MODAL-SPLIT CUB BIVA .....................................................................................................................24 FIGUUR 15 MODAL-SPLIT BINNENVAART SERVICE CENTER (BSC)........................................................................25 FIGUUR 16 KRAANMOVES ......................................................................................................................................27 FIGUUR 17 STACKRUIMTE BEHOEFTE BIJ VERSCHILLENDE DWELLTIMES ................................................................29 FIGUUR 18 KRAANCONFIGURATIE VOLGENS HET DHV-VOORONTWERP .................................................................31 FIGUUR 19 SHUTTLE CARRIER BRON: KALMAR INDUSTRIES ................................................................................32 FIGUUR 20 AANGEPAST VOORONTWERP.................................................................................................................33 FIGUUR 21 MODAL-SPLIT MEDIUMSCENARIO .........................................................................................................34 FIGUUR 22 GANTRY- EN TROLLEYSNELHEID BRON: BTB....................................................................................36 FIGUUR 23 VT-DIAGRAM VAN EEN GANTRYBEWEGING ...........................................................................................37 FIGUUR 24 VT-DIAGRAM VAN EEN GANTRYBEWEGING; ALLEEN VERSNELLING EN VERTRAGING ...........................37 FIGUUR 25 DRIEHOEKSVERDELING HIJSTIJD ...........................................................................................................37 FIGUUR 26 KRAANCONFIGURATIE MTC VALBURG................................................................................................38 FIGUUR 27 TOELAATBARE BELADINGSGRAAD VLNR. BINNENVAART- EN SHORTSEA-SCHEPEN ..............................43 FIGUUR 28 ONDERSCHRIJDINGSFREQUENTIES WATERSTAND WAAL BIJ VALBURG BRON: GWR [REF 14] ...........43 FIGUUR 29 HOOGTELIGGING TERMINALVLOER ......................................................................................................44 FIGUUR 30 MODELOPBOUW MOCOBI ....................................................................................................................46 FIGUUR 31 CUB-CONCEPT BINNEN MOCOBI .........................................................................................................47 FIGUUR 32 MTC-VAARSCHEMAMODEL .................................................................................................................49 FIGUUR 33 DRIEHOEKSVERDELING VAN DE BELADINGSGRAAD ..............................................................................50 FIGUUR 34 TOEWIJZEN LADING PER SCHEEPSSOORT...............................................................................................51 FIGUUR 35 VOORBEELD VAN DE WERKING VAN EEN MODEL ..................................................................................53 FIGUUR 36 VOORBEELDSTROOMDIAGRAMMEN VAN HET SCHIP(LINKS) EN DE HAVENMEESTER (RECHTS) .............53 FIGUUR 37 VOORBEELD VAN PROSIM SOURCECODES VAN HET SCHIP(LINKS) EN DE HAVENMEESTER(RECHTS) .....54 FIGUUR 38 STROOMSCHEMA VAN DE MAIN ............................................................................................................54 FIGUUR 39 STROOMSCHEMA VAN DE SCHIPGENERATOR.........................................................................................54 FIGUUR 40 STROOMSCHEMA VAN EEN SCHIP ..........................................................................................................56 FIGUUR 41 STROOMSCHEMA VAN DE HAVENMEESTER ...........................................................................................57 FIGUUR 42 STROOMSCHEMA VAN DE ENKELE KRAANMODULE ...............................................................................58 FIGUUR 43 DETAILSTROOMSCHEMA LOSSEN IN DE ENKELE KRAANMODULE ..........................................................59 FIGUUR 44 DETAILSTROOMSCHEMA LADEN IN DE ENKELE KRAANMODULE ...........................................................60 FIGUUR 45 STROOMSCHEMA LANDZIJDIGE IMPORT/EXPORT-GENERATOR ..............................................................62 FIGUUR 46 STROOMSCHEMA KRAANMEESTER (TOEWIJZEN KRANEN).....................................................................63 FIGUUR 47 STROOMSCHEMA TRUCK .......................................................................................................................64 FIGUUR 48AUTOCORRELATIE SERVICETIJD VAN EEN SCHIP ....................................................................................65 FIGUUR 49 AUTOCORRELATIE SERVICETIJD VAN EEN TRUCK .................................................................................65 FIGUUR 50 KRAANBEZETTING ................................................................................................................................67 FIGUUR 51 HISTOGRAM HIJSDUUR..........................................................................................................................67 FIGUUR 52 HISTOGRAM KRAANCYCLUSTIJD...........................................................................................................68 FIGUUR 53 CONTAINERVOORRAADVERLOOP BIJ TIJDELIJK STERK VERMINDERDE IMPORT .....................................68 FIGUUR 55 EÉN DEDICATED STACK PER BESTEMMING ............................................................................................71 FIGUUR 55 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD VAN SCHEPEN EXPERIMENT 1 ...........................................71 FIGUUR 56 AANTAL SCHEPEN IN WACHTRIJ EXP1...................................................................................................72
7
FIGUUR 57 INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS EXPERIMENT 1 ................................................................................73 FIGUUR 58 MEERDERE DEDICATED STACKS PER BESTEMMING ...............................................................................74 FIGUUR 60 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD VAN SCHEPEN EXPERIMENT 2 ...........................................74 FIGUUR 60 AANTAL SCHEPEN IN DE WACHTRIJ EXPERIMENT 2 ...............................................................................74 FIGUUR 61 INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS EXPERIMENT 2 ................................................................................75 FIGUUR 62 HISTOGRAM TUSSENAANKOMSTTIJD ....................................................................................................94 FIGUUR 63 GEMIDDELDE SERVICETIJD VAN EEN SCHIP .........................................................................................128 FIGUUR 64 KRAANBEZETTING,MOVES/UUR EN LIGPLAATSBEZETTING ..................................................................129 FIGUUR 65 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.1.1 EN BIJ VEREXP 2.1.2 ........................................................132 FIGUUR 66 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.1.3.............................................................................................133 FIGUUR 67 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.2.1.............................................................................................135 FIGUUR 68 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.2.2.............................................................................................137 FIGUUR 69 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.3................................................................................................138 FIGUUR 70 V-T DIAGRAM GANTRYBEWEGING .......................................................................................................141 FIGUUR 71 V-T DIAGRAM GANTRYBEWEGING ZONDER BEREIKEN MAXIMUMSNELHEID ........................................141 FIGUUR 72 CONTAINERVOORRAADVERLOOP BIJ NORMALE IMPORT EN EXPORT ...................................................143 FIGUUR 73 CONTAINERVOORRAADVERLOOP BIJ TIJDELIJK STERK VERMINDERDE IMPORT ...................................144 FIGUUR 74 CONTAINERVOORRAADVERLOOP BIJ TIJDELIJK STERK VERMINDERDE EXPORT ...................................144 FIGUUR 75 WACHTRIJ EN KRAANMOVES IN NORMALE SITUATIE ..........................................................................146 FIGUUR 76 WACHTIJ EN KRAANMOVES BIJ EEN PIEK IN DE AANKOMSTEN VAN SCHEPEN .....................................147 FIGUUR 77 KRAANBEZETTING, AANTAL MOVES/UUR EN WACHTRIJ BIJ VEREXP3.1 ‘1 KRAAN’.........................149 FIGUUR 78 KRAANBEZETTING, AANTAL MOVES/UUR EN WACHTRIJ BIJ VEREXP3.2 ‘2 KRANEN’ .......................150 FIGUUR 79 KRAANBEZETTING, AANTAL MOVES/UUR EN WACHTRIJ BIJ VEREXP3.3 ‘3 KRANEN’ .......................151 FIGUUR 80 KRAANBEZETTING, AANTAL MOVES/UUR EN WACHTRIJ BIJ VEREXP3.1 ‘4 KRANEN’ .......................152 FIGUUR 81 KRAANBEZETTING, AANTAL MOVES/UUR EN WACHTRIJ BIJ VEREXP3.1 ‘1 KRAAN’.........................153 FIGUUR 82 UITVOERVARIABELEN BIJ VEREXP8.1’LAGE KRAANSNELHEID‘.......................................................155 FIGUUR 83 UITVOERVARIABELEN BIJ VEREXP8.2’NORMALE KRAANSNELHEID‘ ...............................................156 FIGUUR 84 UITVOERVARIABELEN BIJ VEREXP8.3’HOGE KRAANSNELHEID‘ ......................................................157 FIGUUR 85 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD SCHEPEN ........................................................................161 FIGUUR 86 WACHTRIJEN VOOR TWEE VERSCHILLENDE REPLICATIES ...................................................................162 FIGUUR 87 INHOUD VERSCHILLENDE OVERPAKSTAKS IN DE TIJD .........................................................................163 FIGUUR 88 TOTALE INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS IN DE TIJD ........................................................................163 FIGUUR 89 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD SCHEPEN ........................................................................165 FIGUUR 90 WACHTRIJEN VOOR TWEE VERSCHILLENDE REPLICATIES ...................................................................165 FIGUUR 91 INHOUD VERSCHILLENDE OVERPAKSTAKS IN DE TIJD .........................................................................166 FIGUUR 92 TOTALE INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS IN DE TIJD ........................................................................167 FIGUUR 93 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD SCHEPEN ........................................................................169 FIGUUR 94 WACHTRIJEN VOOR TWEE VERSCHILLENDE REPLICATIES ...................................................................169 FIGUUR 95 INHOUD VERSCHILLENDE OVERPAKSTAKS IN DE TIJD .........................................................................170 FIGUUR 96 TOTALE INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS IN DE TIJD ........................................................................171 FIGUUR 97 HISTOGRAMMEN OMLOOP- EN SERVICETIJD SCHEPEN ........................................................................171 FIGUUR 98 WACHTRIJEN VOOR TWEE VERSCHILLENDE REPLICATIES ...................................................................171 FIGUUR 99 INHOUD VERSCHILLENDE OVERPAKSTAKS IN DE TIJD .........................................................................172 FIGUUR 100 TOTALE INHOUD VAN DE OVERPAKSTACKS IN DE TIJD ......................................................................173
Lijst van tabellen TABEL 1 CPB SCENARIO'S ......................................................................................................................................15 TABEL 2 INCOMAAS PROGNOSES VOOR OVERSLAG IN KAN ...................................................................................17 TABEL 3 CUB/BIVA PROGNOSES IN 1000*TEU .....................................................................................................19 TABEL 4 DRIE SCENARIO'S......................................................................................................................................23 TABEL 5 MODAL-SPLIT BSC ..................................................................................................................................25 TABEL 6 DWELL TIMES VOLGENS ARTHUR D. LITTLE ............................................................................................28 TABEL 7 SCENARIO'S ..............................................................................................................................................34 TABEL 8 VERHOUDING VOLLE EN LEGE CONTAINERS BRON: CUB/BIVA [REF 4]..................................................35 TABEL 9 CONTAINERVERDELING OVER DE TERMINAL ............................................................................................36 TABEL 10 SERVICETIJDEN ......................................................................................................................................39 TABEL 11 PRODUCTIE VERDELING BRON: ROYAL HASKONING [REF 25] .............................................................40 TABEL 12 BENODIGDE OPPERVLAKTE PER CONTAINERTYPE...................................................................................41
8
TABEL 13 DWELL TIMES .........................................................................................................................................41 TABEL 14 SCHEEPTYPEN EN AFMETINGEN ..............................................................................................................42 TABEL 15 VOORBEELD MOCOBI-VAARSCHEMA ....................................................................................................48 TABEL 16 MOCOBI-VAARSCHEMA SAMENGEVAT ..................................................................................................49 TABEL 17 VAARSCHEMA-GEGEVENS VOOR 28 DAGEN ...........................................................................................51 TABEL 18 VERTRAGINGEN .....................................................................................................................................51 TABEL 19 INVOERGEGEVENS SCHEPEN ...................................................................................................................70 TABEL 20 WACHTIJD EXPERIMENT 1 ......................................................................................................................72 TABEL 21 BEZETTINGSGRADEN EXPERIMENT 1 ......................................................................................................72 TABEL 22 WACHTIJD ..............................................................................................................................................74 TABEL 23 BEZETTINGSGRADEN EXPERIMENT 2 ......................................................................................................75 TABEL 24 EFFECT VAN HOGERE KRAANSNELHEID ..................................................................................................76 TABEL 25 KRAANSNELHEDEN ................................................................................................................................89 TABEL 26 STACKOPPERVLAKTEN ...........................................................................................................................91 TABEL 27 OPPERVLAKTEN PER BESTEMMING .........................................................................................................92 TABEL 28 MOCOBI INVOERGEGEVENS ...................................................................................................................93 TABEL 29 VAARSCHEMA’S CUB-BARGES ..............................................................................................................93 TABEL 30 VERTRAGINGEN PER VAARSCHEMA........................................................................................................94 TABEL 31 MOCOBI-VAARSCHEMA SAMENGEVAT ..................................................................................................94 TABEL 32 LEGENDA VAN HET MOCOBI-VAARSCHEMA ..........................................................................................94 TABEL 33 MOCOBI-VAARSCHEMA .........................................................................................................................95 TABEL 34 VAARSCHEMA SAMENGEVAT ...............................................................................................................120 TABEL 35 OPTREDENDE VERTRAGINGEN ..............................................................................................................120 TABEL 36 CONTAINER BALANS ............................................................................................................................130 TABEL 37 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.1.1 .............................................................................................131 TABEL 38 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.2.2 .............................................................................................131 TABEL 39 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.1.3 DEEL 1 .................................................................................131 TABEL 40 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.1.3 DEEL 2 .................................................................................131 TABEL 41 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.2.1 1E GEDEELTE ‘LOSSEN VAN EEN CUB-BARGE; 2 KRANEN’ .134 TABEL 42 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP 2.2.1 2E GEDEELTE ‘LADEN VAN EEN CUB-BARGE; 2 KRANEN’...134 TABEL 43 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.2.2 1E GEDEELTE ‘LOSSEN VAN EEN GEWONE BARGE; 1 KRAAN’136 TABEL 44 KRAANBEWEGINGEN BIJ VEREXP2.2.2 2E GEDEELTE ‘LADEN VAN EEN GEWONE BARGE; 1 KRAAN’.136 TABEL 45 LIGPLAATSBEZETTING BIJ VEREXP3 ..................................................................................................139 TABEL 46 KRAANBEZETTING BIJ VEREXP3........................................................................................................140 TABEL 47 AFGELEGDE AFSTAND EN MOVEDUUR VAN EEN KRAAN BIJ VEREXP4................................................142 TABEL 48 GANTRY- EN TROLLEYSNELHEID BIJ VEREXP8 ..................................................................................154 TABEL 49 LOSSEN VAN EEN GEWONE BARGE MET 2 KRANEN ...............................................................................158 TABEL 50 LOSSEN VAN EEN GEWONE BARGE MET 1 KRAAN .................................................................................158 TABEL 51 WACHTTIJD EXPERIMENT 1 ..................................................................................................................161 TABEL 52 KRAAN- EN LIGPLAATSDATA ...............................................................................................................162 TABEL 53 OVERPAKDATA ....................................................................................................................................162 TABEL 54 WACHTIJD EXPERIMENT 2 ....................................................................................................................165 TABEL 55 KRAAN- EN LIGPLAATSDATA ...............................................................................................................166 TABEL 56 OVERPAKDATA EXPERIMENT 2.............................................................................................................166 TABEL 57 WACHTTIJD EXPERIMENT 3.1 ...............................................................................................................169 TABEL 58 KRAAN- EN LIGPLAATSDATA EXP 3.1...................................................................................................170 TABEL 59 OVERPAKDATA EXPERIMENT 3.1..........................................................................................................170 TABEL 60 BEZETTINGSGRADEN EXPERIMENT 3.1 .................................................................................................170 TABEL 61 WACHTTIJD EXPERIMENT 3.2 ...............................................................................................................171 TABEL 62 KRAAN- EN LIGPLAATSDATA EXP 3.2...................................................................................................172 TABEL 63 OVERPAKDATA EXPERIMENT 3.2..........................................................................................................172 TABEL 64 BEZETTINGSGRADEN EXPERIMENT 3.2 .................................................................................................172
9
1 Inleiding Sinds het begin van de jaren negentig bestaat het voornemen in het gebied tussen Valburg, Elst, Oosterhout en Slijk-Ewijk om het Multimodaal Transport Centrum Valburg te realiseren. Op dit knooppunt komen straks drie vervoersstromen samen: spoor, weg en water. Spoor in de vorm van de Betuweroute, weg via de A15 en mogelijk A73 en water via de Waal. Het Multimodaal Bedrijvenpark MTC zal bedrijven in de logistieke dienstverlening, distributie, productie en bewerking van goederen huisvesten. Het MTC zal naar schatting aan tussen de 6.000 en 7.000 mensen werk bieden. Het goederenknooppunt moet een bijdrage leveren aan de versterking van het KAN1-gebied als multimodale transportregio. Zoals in Figuur 1 te zien is komt het MTC Valburg te liggen op het punt waar drie belangrijke transport aders zeer dicht bij elkaar komen en bovendien nabij het knooppunt van de IJssel, Lek en Rijn. Valburg is gelegen tussen de havens van Amsterdam, Rotterdam, Vlissingen, Antwerpen en het Duitse en Europese achterland, waartussen op dit moment rond de 1,5 miljoen containers per jaar vervoerd worden. Dit aantal wordt verwacht in 2020 toe te nemen tot 2 à 3 miljoen containers. Hiervan gaat ongeveer 45% per truck, 16% per trein en 39% per schip[Ref 11]. Om deze redenen is de locatie ideaal voor een multimodaal transport centrum.
RSC RSC
Bedrijventerrein Valburg BedrijvenComplexValburg
BSC BSC Betuweroute
A15
Waal
A73
Figuur 1 Artist impression MTC Valburg Bron: N.V. OMTC De belangrijkste onderdelen van het MTC Valburg zijn eveneens te zien in Figuur 1, een Rail Service Center (RSC), het Bedrijven Complex Valburg en een Binnenvaart Service Center (BSC). Dit laatste onderdeel vormt het onderwerp van deze studie. Het BSC grenzend aan de haven zoals dat in de artist impression van Figuur 1 te zien is bestaat uit drie onderdelen een RoRo–terminal, een servicehaven en een containerterminal. Over de eerste twee bestaat nog onduidelijkheid over de noodzaak, maar de containerterminal vormt de basis van de plannen voor de haven en is dan ook de meest zekere factor. De containerterminal moet plaats bieden aan het bestaande bedrijf Container Terminal Nijmegen (CTN) en het nieuw te vormen Container Uitwisselpunt Binnenvaart (CUB). Het huurcontract van CTN op haar huidige locatie loopt af en haar activiteiten zullen op het MTC voortgezet worden. Het CUB is een logistiek concept waarbij grote partijen containers ongesorteerd in bijvoorbeeld duwbakken getransporteerd worden vanuit de zeehavens om vervolgens op het CUB gesorteerd te worden voor de verschillende achterlandbestemmingen. Hiermee worden de zeehaventerminals ontlast in termen van opslagruimte en sorteren. 1
KAN-Knooppunt Arnhem Nijmegen
10
Dit houdt voor het BSC in dat er naast het verwerken van de lading van de reguliere containerlijndiensten ook grote aantallen containers gesorteerd moeten worden op de terminal, een extra belasting die een hoge efficiëntie vraagt. Een binnenvaartterminal verschilt wezenlijk van een zeehaventerminal. Op een zeehaventerminal worden de containers van het zeeschip getild door de zogenaamde portainer, op een (onbemand) voertuig gezet en naar het opslagterrein, de zogeheten stacks, gereden. Daar worden ze door een andere kraan, een gantry, weggezet. Vervolgens wordt de container voor vervolgtransport uit de stacks gehaald en op een vrachtwagen, trein of (binnenvaart-)schip gezet. Op een zeehaventerminal vinden meerdere overslaghandelingen plaats met een aparte kraan voor laden en lossen van schepen en een apart voertuig of kraan voor stacken.
Figuur 2 Zeehaven concept Bron: ECT Voor de veel kleinschaligere binnenvaartterminals is deze werkwijze als in zeehavens dikwijls te kostbaar en daarom worden containers door een kraan van het schip getild en onder diezelfde kraan opgeslagen. Om de containers op een truck, trein of ander schip te zetten wordt de kraan ook weer gebruikt. De portaalkraan op een binnenvaartterminal wordt voor zowel laden en lossen als voor stacken ingezet. De figuren 1.2 en 1.3 maken dit verschil tussen respectievelijk zee- en binnenvaartterminals duidelijk.
Figuur 3 Binnenvaart concept Bron: CTD De portaalkraan op een binnenvaartterminal zoals te zien in Figuur 3, rijdt op rails over de kade heen en weer. De container wordt opgepakt door de kat, die door zich te verplaatsen langs de ligger van de kraan, de container op een bepaalde afstand van de kademuur kan neerzetten. Wanneer er ligplaatsen voor meerdere schepen zijn en ook meerdere kranen, kan het voorkomen dat bijvoorbeeld containers uit een schip, afgemeerd bij ligplaats 1 voor een bepaalde bestemming bij ligplaats 3 moeten worden klaargezet. Onderweg komt de kraan dan nog twee andere kranen tegen, waar tussen de containers dan zullen moeten worden overgepakt. Dit heeft een negatief effect op de productie van de kranen en daarmee op de productiviteit van de terminal.
11
Het voorontwerp voor de haven zoals dat er nu ligt bestaat in 2020 uit vijf ligplaatsen met evenzoveel portaalkranen. Nu is het de vraag of dit ontwerp ook in 2020 de verwachte aantallen containers voldoende efficiënt kan verwerken. Zeker als dan het CUB zorgt voor grote hoeveelheden ongesorteerde containers, wat weer veel transport tussen de verschillende ligplaatsen met zich meebrengt. Voordat duidelijk is of het voorontwerp geschikt is, kan de stap naar een definitief ontwerp niet gemaakt worden. Deze studie onderzoekt voor het BSC, op basis van voorspellingen van toekomstige ladingstromen, de haalbaarheid van het logistieke proces op de terminal, zoals dat in het voorontwerp beschreven is. Met dit voor ogen is een simulatiemodel gemaakt, waarbij de bevindingen als input kunnen dienen voor het definitief ontwerp van de terminal. Samengevat resulteert dat in de volgende vraagstelling en doelstelling Vraagstelling: ‘Is het mogelijk om met een conventionele kraanconfiguratie van een binnenvaartterminal het CUB concept op grote schaal toe te passen? Dat wil zeggen: Kan de terminal grote hoeveelheden ongesorteerde containers verwerken en daarbij een voldoend serviceniveau bieden?’ Doelstelling: ‘Deze studie moet in de eerste plaats een bandbreedte vaststellen van de verschillende verwachte containerstromen. Die moet resulteren in drie scenario’s: een minimum, medium en maximum scenario. Op basis van één van deze drie scenario’s zal het logistieke proces op de terminal onderzocht worden. Tenslotte moet met behulp van een simulatiestudie een uitspraak gedaan worden over de logistieke haalbaarheid van het CUB-concept, binnen het gegeven voorontwerp, alsmede aanbevelingen over eventuele aanpassingen aan dit ontwerp.’
1.1 Onderzoeksaanpak Alvorens een simulatie model opgezet kan worden moet eerst duidelijk zijn om wat voor haven het precies gaat. Dat wil zeggen wat is de jaarlijkse doorvoer? , modal-split? , vlootsamenstelling? ; wat voor soort kranen worden gebruikt? , en wat is de werkwijze ervan? , kortom wat zijn de randvoorwaarden en uitgangspunten voor het model? Aan de hand van deze afbakening kan het model worden opgesteld en getest. Tenslotte wordt met het model een aantal experimenten uitgevoerd om antwoord te kunnen geven op de onderzoeksvraag. Dit is in grote lijnen de opzet van het onderzoek. Hieronder wordt nu kort het hele onderzoekstraject beschreven waarbij steeds wordt verwezen naar de betreffende hoofdstukken. Prognoses Sinds het initiatief voor het MTC Valburg begin jaren negentig is een aantal studies verricht naar de verwachte containerstromen. In hoofdstuk 2 wordt een kwalitatieve analyse gemaakt van deze verschillende studies. Die levert een bandbreedte van prognoses op waaruit een drietal scenario’s samen te stellen zijn. Vervolgens wordt van deze drie scenario’s één gekozen om als uitgangspunt van deze studie te dienen. Op basis hiervan wordt aan de hand van de verschillende bestaande studies over het MTC Valburg een modalsplit opgesteld voor het Binnenvaart Service Centrum (BSC). Deze prognose met bijbehorende modal-split zijn de eerste twee belangrijke randvoorwaarden voor dit onderzoek. Randvoorwaarden Het voorontwerp van DHV, beschreven en aangepast in hoofdstuk 3, vormt een ander belangrijk uitgangspunt. Een afbeelding van de havenlay-out van dit ontwerp is te zien in Figuur 4 en is ook terug te vinden in bijlage A2. Tevens is in hoofdstuk 3 omschreven op welke manier het transport van containers langs de kade moet plaatsvinden. Verder leverde literatuur studie zowel van openbare literatuur als van onderzoeksrapporten van de Ontwikkelingsmaatschappij MTC Valburg en gesprekken met terminal operators van CTN en CTU2 en met kraanbouwer Kalmar, een uitgebreid pakket randvoorwaarden en uitgangspunten op. Deze zijn terug te vinden in hoofdstuk 4 . Andere belangrijke randvoorwaarden zijn de vaarschema’s van de schepen die Valburg in de toekomst aan zullen doen. Om een dergelijk vaarschema op te stellen is gebruik gemaakt van het door het Centraal Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart (CBRB) ontwikkelde MoCoBi-model [Ref 5]. Het deterministische vaarschema dat 2
CTU – Container Terminal Utrecht
12
uit het MoCoBi-model volgt wordt met het MTC-Vaarschemamodel stochastisch gemaakt. Beide modellen en hun toepassing staan beschreven in hoofdstuk 5. Simulatie model Na het verzamelen van alle randvoorwaarden en uitgangspunten wordt in hoofdstuk 6 het eigenlijke probleem nog eens nader omschreven. Hieruit komen de vragen naar voren die met behulp van het simulatie model beantwoord zullen worden: • Zijn de omloop- en servicetijden van schepen acceptabel? • Is de bezettingsgraad van de kranen acceptabel? • Is de kadebezetting acceptabel? • Is het mogelijk al het transport langs de kade met een shuttle-carrier uit te voeren? Vervolgens wordt in paragraaf 6.3 tot en met paragraaf 6.11 het simulatie model uitgebreid beschreven. Alle componenten en hun procesbeschrijvingen komen aan bod, alsmede de gemaakte aannamen en vereenvoudigingen. In hoofdstuk 7 wordt het model geverifieerd. De tests die zijn gedaan voor deze verificatie worden kort besproken en zijn in bijlage D uitgebreid gedocumenteerd. Simuleren Hoofdstuk 8 beschrijft de experimenten, die antwoord moeten geven op de verschillende onderzoeksvragen. Per experiment worden de verschillende resultaten geanalyseerd. Uitgebreide documentatie hiervan is te vinden in bijlage F. Conclusies en Aanbevelingen Tot slot worden in hoofdstuk 9 conclusies over de onderzoeksvragen beschreven en aanbevelingen gedaan voor het definitief ontwerp en voor nader onderzoek.
Figuur 4 DHV-voorontwerp fase 2
Bron: DHV [Ref 9]
13
2 Containerstroom prognoses In dit hoofdstuk wordt op basis van een aantal prognoses een bandbreedte voor verwachte containerstromen rond het MTC Valburg vastgesteld. Allereerst wordt een korte inleiding gegeven over hoe prognoses worden gemaakt waarna specifiek voor het MTC Valburg de verschillende bestaande prognoses worden geanalyseerd. Dit leidt na een vergelijk met de Europese marktgroei tot een bandbreedte waarbinnen een drietal scenario’s wordt gekozen.
2.1 Prognoses in de containermarkt Sinds de jaren zeventig is de wereldwijde maritieme containermarkt zeer snel gegroeid en overtrof zij de meeste verwachtingen. De vloot van containerschepen zag haar capaciteit in vijfentwintig jaar twintig keer zo groot worden, wat neerkomt op een jaarlijkse groei van ongeveer 13%. Deze enorme groei kent een aantal oorzaken. Er zijn twee soorten oorzaken te onderscheiden: Ten eerste oorzaken die de grootte van handelsstromen tussen regio’s beïnvloeden en ten tweede oorzaken die de containerisatiegraad van die handelsstromen bepalen. De grootte van handelsstromen is naast onder andere de openheid van de markt en de relaties tussen twee handelspartners in de eerste plaats afhankelijk van de grootte van het Bruto Nationaal Product (BNP) van beide partners. De containerisatiegraad is onder meer afhankelijk van percentage goederen geschikt voor containervervoer en de concurrentiepositie van transport over water, ten opzichte van andere vervoersmodaliteiten. De ontwikkeling van de wereld containermarkt en de vraag naar havens is daarmee in de eerste plaats afhankelijk van de snelheid en de structuur van economische expansie. De macro-economische link tussen de groei en handel is daarom een goede leidraad voor voorspellingen over containerbewegingen [Ref 30]. Dit kan op twee manieren gebeuren: Een eerste is aan de hand van de transport-multiplier, een getal dat de verhouding weergeeft tussen groei in transport en de groei in de wereld economie. Op de korte termijn verandert deze verhouding weinig en kan daarmee gebruikt worden om voorspellingen te doen over groei van transport. Deze methode is echter nogal grof en geeft slechts zeer beperkt inzicht in de toekomstige ontwikkelingen van de markt. Daarom wordt veel gebruik gemaakt van een tweede methode, namelijk om voorspellingen te doen aan de hand van scenario’s. Hierbij wordt een scala aan factoren bekeken om tot een groeiscenario te komen. Een andere combinatie van aannames over die factoren levert weer een ander groeiscenario. In de Tabel 1 zijn drie scenario’s te zien, waarop ook het Gemeentelijk Havenbedrijf Rotterdam (GHR) haar prognoses baseert; ze zijn opgesteld door het Centraal Plan Bureau (CPB).
2.2 MTC Valburg Voor het ontwerp van het logistieke proces op de bargeterminal is het van groot belang om een idee te krijgen welke ladingvolumes te verwachten zijn. Sinds het initiatief voor het MTC Valburg is een aantal studies verricht die prognoses geven voor containerstromen. De belangrijkste drie hiervan zijn in chronologische volgorde de Incomaas-studie, Tijd voor TEIT’s [Ref 13], het CUB/Biva onderzoek [Ref 4] en de TNO-Inro Maatschappelijke Kosten Baten Analyse[Ref 28]. Andere studies over het MTC Valburg verwijzen naar de prognoses van de Tijd voor TEIT’s studie. De drie prognoses uit de zo juist genoemde studies worden in dit hoofdstuk besproken en vormen samen een bandbreedte. Hieruit wordt op basis van overwegend kwalitatieve analyses een drietal scenario’s ontwikkeld (zie paragraaf 2.9) , te weten een minimum, medium en maximum scenario.
14
Tabel 1 CPB scenario's Divided Europe (DE)
European Coordination (EC)
Global Competition (GC)
Meer marktwerking
Beperkt
gereguleerd vrijgegeven
vanuit de markt opengebroken
Ontwikkeling EU
trage verdere integratie
Europa van meer Snelheden
Europe à la carte
Technische ontwikkeling
Trage groei, Traditioneel gericht
Sociaal culturele ontwikkeling
Nationalistisch gericht
Bevolking in 2020
16,2 mln
17,7 mln
16,9 mln
Economie
sterke BBP-groei in N-Amerika en Azië. Europa blijft achter
tamelijk sterke BBP-groei in Europa en Azië. N-Amerika blijft achter
wereldwijd sterke BBP-groei
BBP-groei Nederland
1½ %/jaar
2¾ %/jaar
3¼ %/jaar
Groei particuliere consumptie
Zwak
vrij sterk, maar meer maatschappelijk- en milieubewust
sterk, veel differentatie in producten
Productie structuur
Relatief weinig Verandering
minder scherpe internationale concurrentie, internationaal milieubeleid
dynamisch, bepaald door comparatieve voordelen, gericht op hoogwaardige activiteiten
Werkloosheid
Relatief hoog
daalt, minder dynamiek
laag, wel baanonzekerheid
sterke groei kennispotentieel, maatschappelijk gericht Europese-burger, gemeenschapszin, solidariteit
sterke groei kennispotentieel, marktgericht wereldburger, individualistisch
2.3 Bestaande prognoses voor het MTC Valburg In de hier besproken onderzoeken wordt het binnenvaartvervoer steeds onderverdeeld in een aantal groepen. In Figuur 5is dit grafisch weergegeven. Deepsea/maritiem: is internationaal overzeese lading waarbij grotendeels in de zeehavens overgeslagen wordt. Een deel is bestemd voor de binnenlandse markt en de rest wordt doorgevoerd naar de Europese markt. Internationaal maritiem: dat deel van de maritieme lading dat na aankomst in de zeehavens bestemd is voor de Europese markt(zie ook Deepsea/maritiem) Nationaal maritiem: dat deel van het maritieme lading dat na aankomst in de zeehavens bestemd is voor de binnenlandse markt(zie ook Deepsea/maritiem) Shortsea: Lading vanaf zee die direct, zonder overslag in de zeehavens met coasters het binnenvaart op wordt gestuurd.
15
Nationaal maritiem (regionaal)
Shortsea
M T C
Achterland CUB-functie
Zeehaven
Deepsea/maritiem
Figuur 5 Soorten binnenvaartvervoer In de verschillende studies worden de prognoses ofwel in laadeenheden (LE) ofwel in TEU weergegeven. In deze analyse zijn alle cijfers in TEU, daardoor kunnen sommige cijfers anders lijken dan in de bronstudies. De laatste twee studies, de CUB/BIVA en de TNO Inro MKBA hanteren de toekomstscenario’s van het CPB als uitgangspunt. Dit is een drietal scenario’s: • • •
Divided Europe, matige groei, European Coördination, redelijke groei en Global Competition, hoge groei.
De kenmerken van de verschillende scenario’s zijn te vinden in Tabel 1. Op basis van de eerste en de laatste heeft het GHR in haar rapport “2020 Integrale verkenningen voor haven en industrie” [Ref 11] prognoses gemaakt voor de ontwikkeling in transport en industrie in de Rotterdamse haven. Hiervoor is gebruikt gemaakt van het Goederenstroommodel 7 (GSM 7). Deze prognoses worden in de CUB/Biva rapportage overgenomen. De TNO Inro MKBA gebruikt de CPB-scenario’s als invoer voor haar eigen goederenstroommodel KABINET.
16
2.4 Incomaas (Tijd voor TEIT’s) [Ref 13] Achtergrond In het rapport Tijd voor TEIT’s, Nederlandse Trans Europese Inland Terminals, van 1996 [Ref 13] wordt de gewenste infrastructuur in de Nederlandse (achterland)regio’s bepaald voor verwachte stromen containers in het jaar 2020. Dit alles in het kader van het Incomaas3 project van het CTT4, dat een visie geeft op de benodigde ontwikkeling van infrastructuur voor containeroverslag op de Maasvlakte voor een periode tot 2020. Er wordt in dit rapport voor alle Nederlandse TEIT’s een analyse gemaakt, zo ook voor de TEIT in het KAN5-gebied. Uitgangspunten en beschrijving onderzoek De prognose van de stroom containers is gebaseerd op ‘Verkennend onderzoek logistieke elementen Multimodaal Transportcentrum KAN [Ref 15], dat is gebaseerd op het GSM6-model van het GHR en de modalsplit uit het rapport van de commissie Kroes. Prognoses voor 2010 zijn hierin geëxtrapoleerd naar het jaar 2020. Binnenvaartvervoer is in deze studie opgedeeld in nationaal maritiem, internationaal maritiem en shortsea. (zie uitleg in de inleiding van deze paragraaf 2.3) Shortsea De shortsea of kustvaart is eveneens niet meegenomen in de prognoses, hierin zal wel enige groei zijn maar die is zeer lastig te voorspellen. Nationaal maritiem Het nationaal maritiem vervoer is het meest zekere en heeft in het KAN alleen een regiofunctie, namelijk de bestemming Midden-Nederland. De ontwikkeling hiervan is in Tabel 2 weergegeven. Internationaal maritiem Voor de internationaal maritieme lading wordt verwacht dat in 2010 reeds 30% stopt in het binnenvaartknooppunt van het KAN. (Zie Tabel 2) Dit ladingaandeel wordt aangeduid als het CUB-aandeel. Tabel 2 Incomaas prognoses voor overslag in KAN
* 1000 TEU 2000 2010 2020 Nationaal maritiem 68 125 180 30% CUB van Internationaal maritiem 0 227 511 Totale overslag in KAN 68 352 691 Evaluatie De Incomaas-studie dateert uit 1996 en de verwachtingen zijn gebaseerd op groeicijfers uit die tijd. Verder is de studie redelijk conservatief, zo wordt de ontwikkeling van de shortsea vaart op de KAN – regio verwaarloosbaar klein geacht evenals het continentale ladingaandeel. Het meest zeker is de prognose voor de nationaal maritieme lading die direct gebaseerd is op de GSM6 verwachtingen van het GHR.
1000 * TEU
700 600 500 400
30% CUB
300 200
Zonder CUB
100 0 2000
10% CUB
2005
2010
2015
2020
tijd in jaren
Figuur 6 Afhankelijkheid CUB bij Incomaas prognoses 3
Incomaas – Infrastructuur Containeroverslag Maasvlakte CTT - Centrum Transport Technologie zit tegenwoordig in Connekt het kenniscentrum verkeer en vervoer. 5 KAN – Knooppunt Arnhem Nijmegen 4
17
De internationaal maritieme lading passeert het KAN, maar als de CUB –functie ontwikkeld kan worden dan zou een deel van deze lading er echter wel kunnen stoppen. In de studie wordt daarvoor zonder verdere toelichting een percentage van 30% van het maritieme ladingaandeel aangenomen. Wel wordt opgemerkt dat dit getal volledig afhankelijk is van hoe het CUB –netwerk zich ontwikkelt. In Figuur 6 is te zien wat de prognoses zijn bij 30%, 10% van het internationaal maritieme ladingvolume als CUB -aandeel en zonder CUB –functie. Hierin is duidelijk te zien hoe groot de afhankelijkheid van de prognoses is van de aanname die gedaan wordt over de omvang van het CUB ladingaandeel.
2.5 CUB/Biva – MTC Valburg Barge Terminal [Ref 4] Achtergrond Eind 1999 gaf de Stichting Telematica KAN opdracht voor een studie naar de bargeterminal binnen het MTC Valburg. Onderwerp was de organisatorische en logistieke inrichting van de bargeterminal en de logistieke optimalisatie en simulatie daarvan. De studie is uitgevoerd door Bake Business Support, de Stichting RIL en Brand Consultants en moest inzicht verschaffen in volumeprognoses, marktwensen, infra- en suprastructurele oplossingsvarianten en organisatorische oplossingen voor de bargeterminal. Zij diende bovendien een simulatiemodel op te leveren, op grond waarvan specifieke toekomstige scenario’s onderling vergeleken konden worden en optimalisatie kon plaatsvinden van ontwerp en inrichting. Voor dit hoofdstuk zijn met name de volume-prognoses uit deze studie van belang. Uitgangspunten en beschrijving onderzoek Het CUB/Biva rapport [Ref 4] heeft als algemeen uitgangspunt het Global Competition groeiscenario. Dit is van de drie CPB scenario’s uit Tabel 1, degene die de hoogste groei te zien geeft. De opzet van de prognoses in het CUB/Biva rapport is als volgt. De ladingen worden in drie groepen verdeeld: 1. Deepsea / maritiem: alle lading afkomstig uit de ARA-havens + Vlissingen. 2. Shortsea: direct Rijnkustvaart vervoer. (zonder overslag in de ARA-havens) 3. Nationaal maritiem: dat deel van de maritieme lading dat een nationale bestemming heeft. Vervolgens worden per zeehaven voor elk van deze drie groepen prognoses gemaakt voor 2005, 2010 en 2020. Hierbij worden aannames gedaan over onder meer de modal-split van elke zeehaven en het aandeel van het binnenvaartvervoer dat over de Rijn gaat. Dit proces wordt hieronder per ladinggroep nader besproken. Deepsea / maritiem Voor de deepsea volumes wordt per haven de jaarlijkse overslag vastgesteld. Vervolgens wordt hiervan de modalsplit bepaald, dit gebeurt voor Rotterdam aan de hand van het GSM76 en voor de overige havens aan de hand van aanwezig cijfermateriaal, aangevuld met inschattingen gedaan in gesprekken en workshops met vertegenwoordigers van de betreffende havens of betrokkenen uit het vakgebied. Nu moet voor de binnenvaart bepaald worden welk aandeel over de Rijn getransporteerd wordt. Dit aandeel wordt op basis van gesprekken met betrokkenen geschat in een bepaalde range te liggen; voor Rotterdam bijvoorbeeld tussen de 35% en 50%. Aan de hand van Planco7 onderzoek [Ref 22 ] en eigen inschattingen wordt de verdeling over de verschillende Rijnbestemmingen bepaald. Tenslotte wordt een schatting gemaakt voor de CUB-potentie van de goederenstromen die over de Rijn naar het Duitse achterland worden vervoerd. Met andere woorden hoeveel containers kunnen in plaats van in de zeehaven op het MTC Valburg gesorteerd en/of opgeslagen worden. Voor containers uit Rotterdam bijvoorbeeld tussen de 10% en 20% in het jaar 2010. Uiteindelijke prognoses voor het deepsea-aandeel zijn te vinden in Tabel 3. Shortsea Voor de shortsea zijn de verwachte groeipercentages van GHR gebruikt om de groei van de huidige direct Rijnkustvaart in te schatten. Het MTC Valburg moet hiervan in 2005 50% overslaan. (Zie Tabel 3) Nationaal maritiem Om het nationaal maritieme volume dat op Valburg wordt overgeslagen te voorspellen is het totale volume opgedeeld in drie regio’s te weten Noord, Zuid en MTC zelf. 6 7
GSM7 – Goederenstroom model 7 Planco Consulting GMBH
18
Tabel 3 CUB/Biva prognoses in 1000*TEU 2010 410 33 80
2020 870 65 155
Totaal
523
1090
700 600 1000 * TEU
Deepsea / Maritiem Shortsea Nationaal maritiem
500 400
30% CUB
300 200
Zonder CUB
100 0 2000
10% CUB
2005
2010
2015
2020
tijd in jaren
Figuur 7 CUB/Biva prognoses tot 2020 Evaluatie De prognoses in deze studie zijn in beginsel behoorlijk positief omdat het GC-scenario uitgangspunt is. Dit is het meest positieve CPB-groeiscenario. Daarnaast is een aantal aannames en schattingen gedaan zoals over de modal-splits van de ARA8-havens en Vlissingen. Het is de vraag of het verstandig is om in een voorspelling met zoveel onzekerheden te kiezen voor een maximaal groeiscenario. Met name voorspellingen over ladingvolumes van nog niet of nog niet volledig opererende havens als Vlissingen en Amsterdam(Ceres -Paragon) zijn zeer lastig. Ze zetten vaak in op hetzelfde ladingaanbod als naburige havens. Zoals Vlissingen met Zeebrugge en bijvoorbeeld Amsterdam met Rotterdam. Hierdoor is de kans op dubbeltellingen groot. Daarnaast wordt in de CUB/Biva-studie [Ref 4] bij gebrek aan hard cijfermateriaal veel gebruik gemaakt van schattingen op basis van workshops en interviews met verschillende partijen. De aanname met de grootste impact is echter die van het CUB-aandeel. Uit een variabelen-analyse van de CUB/Biva goederenstroom prognose bleek dat het MTC zonder het CUBconcept bijna de helft minder overslaat. (Zie Figuur 7) Deze analyse is gedaan met een spreadsheetmodel waarin simpelweg de aangenomen waarden uit de CUB/Biva rapportage gevariëerd zijn. Het resultaat is een pessimistische scenario dat uitgaat van de meest ongunstige modal-split voor de binnenvaart en het volgens het CUB/Biva rapport minimale CUB-aandeel. (Zie Figuur 7) Een ander scenario, zonder CUB geeft echter een nog kleiner overslagvolume te zien. (Zie Figuur 7) Dit illustreert hoe groot de afhankelijkheid van de CUB/Biva prognose is van het slagen van het CUB-concept.
8
ARA – Amsterdam Rotterdam Antwerpen
19
2.6 TNO Inro – Kosten – batenanalyse MTC Valburg [Ref 28] Achtergrond Om te bepalen welke financiële bijdrage het Directoraat Generaal Goederenvervoer (DGG) aan de ontwikkeling van het MTC Valburg zal doen, is TNO Inro gevraagd een maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA) op te stellen. Daarmee moet worden vastgesteld hoe het MTC Valburg bijdraagt aan realisatie van de beleidsdoelen van DGG te weten: vergroten van de veiligheid, efficiëntie en duurzaamheid van het goederenvervoer in Nederland. Uitgangspunten en beschrijving onderzoek De studie deelt het MTC Valburg op in zeven onderdelen, waaronder het RSC en het BSC en bekijkt per onderdeel wat de bijdragen zijn aan de kosten en baten. Hierbij wordt slechts gekeken naar directe binnenlandse effecten. Hiervoor is onder meer gekeken naar de netwerkeffecten van het MTC Valburg – dat wil zeggen de verwachte landelijke modal-shift , met name minder wegvervoer en meer rail en binnenvaart, en de omvang van de hoeveelheid containers overgeslagen op de terminals. Hierbij is gebruik gemaakt van het goederenvervoermodel KABINET dat op nationaal en internationaal niveau goederenstromen modelleert. Ook is gebruik gemaakt van gegevens over de groei in productie en consumptie. Met het goederenvervoermodel KABINET zijn voor de drie CPB –scenario’s (zie Tabel 1) de goederenstromen in Nederland bepaald. Voor cijfers over in-, uit- en doorvoer is gebruik gemaakt van CBS9 - statistieken. De verwachte behoefte aan vervoer per container is in deze studie sterk gebaseerd op de groei in productie en consumptie. Door op basis hiervan een netwerkstudie te doen met een uitgebreide Herkomst –Bestemmingstabel ontstaat een gedetailleerd beeld van verwachte containerstromen binnen Nederland. Met deze HB –matrix wordt steeds de goedkoopste route gezocht in het multimodale netwerk. “Goedkoopst” wordt berekend aan de hand van een aantal criteria: transportkosten, overslagkosten en reistijd en reistijdwaardering. Deze laatste factor wordt bepaald door de snelheid van vervoer en de waarde van het vervoerde goed per uur dat het onderweg is. 600
EC
500 1000 * TEU
DE
400 GC
300 200
Dub EC
100 0 2000
Dub GC
2005
2010
2015
2020
tijd in jaren
Dub DE
Figuur 8 TNO Inro prognoses Uit deze netwerkstudie komen in eerste instantie voor de binnenvaartterminal de prognoses zoals die in Figuur 8 zijn weergegeven. Vervolgens wordt aangenomen dat dit aantal nog vermeerdert, afhankelijk van de invulling van het bedrijventerrein. Dat wil zeggen als er bijvoorbeeld een groot distributie centrum komt dan zal dat een positief effect hebben op de hoeveelheden containers. De prognoses voor de bargeterminal na deze vermeerdering zijn te zien in Figuur 8 in de legenda aangegeven met ‘Dub’. Evaluatie De uitgebreide netwerkstudie geeft goed weer wat de potentie is voor de nationaal maritieme markt; de geprognosticeerde aantallen zijn berekend aan de hand van methodes als beschreven in de inleiding van dit hoofdstuk, waarmee een groot aantal factoren is meegewogen.
9
CBS – Centraal Bureau voor de Statistiek
20
Wat het effect is van het MTC Valburg op de modal-split van het goederenvervoer in Nederland is lastiger te zeggen. Dit heeft voornamelijk te maken met de manier waarop de keuze voor een vervoersmodaliteit wordt gemaakt. Dit gebeurt op basis van de factor reistijdwaardering. Terwijl dit voor veel goederen niet doorslaggevend is, wordt deze factor bepaald door de snelheid van vervoer. Het gaat er bij een groot deel van de goederen om dat er ‘op tijd’ geleverd wordt. Daarom is het de vraag hoe de modal-shift eruit zal zien bij een andere berekeningsmethode van de reistijdwaardering. Hoewel de studie voor de nationaal maritieme markt een goed beeld geeft, wordt de CUB –functie in deze studie in het geheel niet meegenomen waardoor een groot ladingaandeel ontbreekt. Het aandeel van de internationaal maritieme lading die Valburg mogelijk aan kan doen komt daarmee niet terug in de prognose. Hier staat echter tegenover dat de hoeveelheid containers die het Bedrijven Complex Valburg zelf zal genereren bijna de helft van alle overgeslagen containers bedraagt. Deze hoeveelheid containers wordt bepaald door de met de netwerkstudie geprognosticeerde aantallen te vergroten. Deze vergroting is echter een aanname en er wordt bij vermeld dat hierin sprake kan zijn van dubbeltellingen, waarvoor een correctie van 20% is doorgevoerd.
2.7 Bandbreedte prognoses MTC Valburg De prognoses uit de hiervoor besproken onderzoeken leveren een bandbreedte op zoals in Figuur 9 weergegeven. De linker grafiek laat zien welke prognoses de grenzen van de bandbreedte vormen en de rechter laat voor diezelfde bandbreedte zien uit welke prognoses die is opgebouwd. Hieruit blijkt dat de CUB/Biva-studie de hoogste verwachtingen heeft en de Incomaas studie Tijd voor TEIT’s zonder CUB de laagste. In de rechtergrafiek is ook te zien dat beide varianten duidelijke extremen zijn ten opzichte van de overige scenario’s, die allemaal ongeveer in de range 400.000-600.000 TEU in 2020 liggen. 1200
1200
1000 * TEU
1000
1000
800
CUBBiva
600
Incomaas zonder CUB
400 200
Incomaas zonder CUB CUBBiva
800 600 400
CUBBiva zonder CUB TNO Inro GC
200
0 2000
Incomaas 30%CUB
2005
2010
2015
2020
tijd in jaren
0 2000
2005
2010
2015
2020
TNO Inro DE
tijd in jaren
Figuur 9 Bandbreedte prognoses tot 2020
2.8 Vergelijk met Europese groeiverwachtingen Om de waarde van de gemaakte prognoses te bepalen is het belangrijk te kijken naar de verwachte groei van het BNP van de markt waarin het MTC Valburg zich bevindt. Het rapport World Container Port Markets to 2012 van Ocean Shipping Consultants (OSC) [Ref 21] doet wereldwijd voorspellingen over de groei van de containermarkt en de vraag naar havens voor handelsregio’s. Dit gebeurt op basis van twee scenario’s. Case 1 die een hoge groei aanhoudt en case 2 die van lage groei uitgaat. Beide zijn opgesteld via de link tussen BNP – groei en containermarktgroei. De verwachtingen van OSC bieden hiermee een goed ijkpunt voor vergelijking van de hierboven beschreven rapporten. Volgens het OSC-rapport is op de Europese markt voor containeroverslagcapaciteit een goede balans tussen vraag en aanbod, toch wordt een verzwakking van de markt verwacht omdat een enorme hoeveelheid nieuwe capaciteit vooruit loopt op de ontwikkeling van de handelsvolumegroei. Dat wordt duidelijk in Figuur 10. Dit was echter ook al te zien in het midden van de jaren ’80 en is een normaal verschijnsel voor deze markt.
21
8.00
OSC Noord Europa
7.00 procenten %
6.00 5.00 4.00
GHR Cont GC
3.00 2.00 1.00 0.00 2000
GHR Cont DE
2005
2010 tijd in jaren
2015
2020
Figuur 10 Procentuele marktgroei Aangezien de CUB/Biva-rapportage [Ref 4] en de TNO Inro MKBA [Ref 28] gebruik maken van de CPBscenario’s is het interessant om te zien hoe deze voorspellingen zich verhouden tot die voor de Noord- en WestEuropese markt als geheel. In de grafiek van Figuur 10 zijn dan ook de procentuele containermarktgroei verwachtingen van het GHR [Ref 11], die uitgaan van de CPB scenario’s uitgezet naast een prognose van OSC voor de Noord- en WestEuropese containermarkt. Hieruit wordt duidelijk dat de GHR-scenario’s redelijk overeenkomen met die van OSC. Die van OSC houdt het midden tussen de beide GHR verwachtingen. De scenario’s van het GHR zijn gekozen als een goede basis voor verdere prognoses. Hoewel de trend duidelijk een afnemende groei laat zien is er in het marktgebied van Noord-Europa toch een onzekerheid over hoe de groei zich zal ontwikkelen. Dit heeft te maken met de marktontwikkeling in Oost– Europa. In de grafiek van Figuur 11 is deze groei voor zowel de Europese Unie als voor Oost-Europa tot 2012 weergegeven. Duidelijk te zien is hoe de BNP–groei van de Europese Unie na wat schommelingen door het invoeren van de monetaire eenheid een zeer stabiele groei van tussen de 2 en 2,5 procent per jaar zal hebben. De Oost–Europese markt daarentegen is een stuk onzekerder maar heeft veel potentieel met een verwachte groei van tussen de twee en vier procent per jaar. Of de ontwikkeling van de overgeslagen ladingvolumes op het MTC Valburg in de ondergrens van de range zal liggen (400.000 TEU in 2020) of in de bovengrens (600.000 TEU in 2020) zal mede afhankelijk zijn van de BNP-groei van Oost-Europa en de wijze waarop Oost-Europa ontsloten wordt op het netwerk van Noord-Europese havens. 4.5
% per annum GDP groei
4 3.5 3
EU case 1
2.5
EU case 2
2
Oost Europa case1
1.5
Oost Europa case 2
1 0.5 0 1998
2000
2002
2004 2006 tijd in jaren
2008
2010
2012
Figuur 11 Europese BNP ontwikkeling Zo bedienen op dit moment de havens van Noord-Frankrijk, België, Nederland en Duitsland het hele NoordEuropese continent. Daarnaast vormen de grote hubs als Rotterdam en Antwerpen een sterke link met de rest van Europa. Ook wordt het achterland via intermodale links langzaam uitgebreid naar Oost–Europa.
22
2.9 3 scenario’s Zoals al uit de bandbreedte van Figuur 9 duidelijk werd komen de meeste prognoses ongeveer in de range 400.000-600.000 TEU in het jaar 2020 te liggen. Met daarbij één uitschieter naar boven, namelijk het CUB/Biva-scenario [Ref 4] . De prognoses hangen sterk af van de aanname van het CUB–aandeel. Het slagen van dit concept is zeer sterk afhankelijk van de wijze waarop dit concept in de markt wordt ontwikkeld. Hiermee zijn verschillende scenario’s te bedenken. Ofwel het concept komt in het geheel niet van de grond, dan moet er gerekend worden op de onderkant van de range uit Figuur 12, circa 435.000 TEU in 2020. Dit wordt dan ook het minimum-scenario. Ofwel de marktpartijen zien er wat in en beginnen het langzaam te ontwikkelen. Dit wordt het medium-scenario, hiervoor wordt de bovengrens van de range gekozen, 637.000 TEU in 2020. Tenslotte wordt de CUB/Biva-prognose als maximum-scenario genomen. Deze valt weliswaar volledig buiten de bandbreedte waarbinnen de andere studies vallen, maar omdat het succes van het CUB-concept zo sterk afhangt van de acceptatie van de markt moet ook rekening worden gehouden met een generatief effect van een eventueel succes. Dat wil zeggen als het een succesvol concept blijkt is het mogelijk dat de interesse meegroeit met het succes en een dergelijk scenario reëel wordt. 1200
Max
1000 * TEU
1000 800
Med
600
CUBBiva
400 200 0 2000
2005
2010
2015
2020
Min
tijd in jaren
Figuur 12 Drie scenario's Zowel het medium als het maximum scenario zijn relatief positieve scenario’s, hiervoor is gekozen enerzijds vanwege de sterke afhankelijkheid van de ontwikkeling van het CUB. Anderzijds rekening houdend met een sterke marktgroei in Oost–Europa dat via de Betuweroute voor Rotterdam bereikbaar wordt. Ook voor de doelstelling van dit rapport is het interessanter om na te gaan of de terminal voldoet voor grote ladingvolumes dan voor kleine. Tabel 4 Drie scenario's Scenario Minimum Medium Maximum
Aantal TEU in 2020 435.000 637.000 1.090.000
In eerste instantie wordt bij dit onderzoek uitgegaan van het medium-scenario met in 2020 een volume van 637.000 TEU.
2.10 Modal-split Medium-scenario De verschillende studies over het MTC Valburg geven verschillende prognoses, en daarmee ook verschillende modal-splits. De TNO Inro MKBA [Ref 28] geeft een goed beeld van de modal-split tussen water-rail, waterweg, weg-rail, zoals te zien in Figuur 13. Hierbij moet opgemerkt worden dat de doorvoer die het Bedrijven
23
Complex Valburg genereert verwerkt is in de landzijdige aan- en afvoer. Omdat moeilijk te zeggen is met welke modaliteiten deze plaatsvindt is aangenomen dat hiervoor dezelfde modal-split geldt. Weg 38.8% Spoor 11.2%
BSC
Water 50%
Figuur 13 Modal-split TNO Inro Binnen deze studie is echter geen rekening gehouden met bijzondere binnenvaart-concepten zoals bijvoorbeeld het CUB. Volumes behorende tot de CUB-functie komen in deze modal-split dan ook niet terug. Weg/ Spoor 23%
BSC
CUB 54%
Water 46%
Figuur 14 Modal-split CUB Biva De CUB/Biva-studie [Ref 4] geeft echter wel aan wat de verhouding is tussen regulier volume en CUB volume. Dat komt neer op 54% CUB en 46% regulier in het meest positieve CUB/Biva-scenario. De CUB/Biva modalsplit voor dit scenario is te zien in Figuur 14. Hierin ontbreekt echter een verhouding tussen de verschillende modaliteiten en wordt slechts een onderscheid gemaakt tussen nationaal en internationaal maritieme lading. Of wel tussen CUB-volume, dat een puur transshipment volume voor de Rijn is, en nationaal maritiem-volume dat import en export in de regio en Noord- en Zuid-Nederland is.
24
Spoor 10.4%
33.124 TEU 113.386 TEU
33.124 TEU
Weg 35.6%
Doorvoer BSC 637.000 TEU 113.386 TEU
343.980 TEU
343.990 TEU
146.510 TEU
CUB 54%
146.510 TEU
Water 46%
Figuur 15 Modal-split Binnenvaart Service Center (BSC) In eerste instantie wordt uitgegaan van het mediumscenario met 637.000 TEU per jaar. Daarbij wordt gekozen voor een verhouding CUB-import/export van 54%-46%. Om nu een realistische modal-split te verkrijgen voor het medium-scenario is er gekozen om de modal-split van de TNO Inro MKBA [Ref 28] te combineren met de CUB/Biva modal-split. Dit wordt gedaan door het jaarlijkse volume allereerst op te delen in de verhouding CUB-regulier en vervolgens de reguliere lading te verdelen volgens de modal-split verhouding zoals die in de TNO Inro MKBA wordt aangehouden. Dit levert de modal-split op zoals te zien in Figuur 15en Tabel 5. Deze is opgesteld volgens de definitie van modal-split uit Ports and Terminals [Ref 16]. Tabel 5 Modal-split BSC Totale aantal 637.000 TEU bezoeken Water 46% 146.510 TEU CUB 54% 343.980 TEU Uit via land 146.510 TEU In via land 146.510 TEU Totaal landzijde 293.020 TEU Waarvan: Weg 17.8% 113.386 TEU Spoor 5.2% 33.124 TEU Containers over de terminal: Landzijde + CUB = 637.000
Voor deze studie wordt het probleem beperkt tot de stacks onder de kraan. Hiermee wordt lading vanuit landzijde ofwel overslag wegwater en spoor-water geschematiseerd tot een constante in- en uitstroom van containers in het gebied onder de kraan. De aan- en afvoer van deze containers vanaf de waterzijde wordt via de vaarschema’s van de binnenvaart in het systeem gebracht.
25
3 Voorontwerp Binnenvaart Service Center (BSC) Zoals eerder beschreven bevindt het project zich in de voorontwerp fase. Het huidige voorontwerp beschrijft ondermeer de lay-out van de haven en het haventerrein, de functionele indeling en logistiek, de aanleg van de haven en het bouwrijp maken van het terrein, de waterkeringen, de afmeervoorzieningen en de civiel technische terreinindeling. Op dit door DHV opgestelde document [Ref 9] is door GWR een second opinion gegeven [Ref 14]. Hier volgt een kritische beschouwing van het DHV-voorontwerp, waarin ook op- en aanmerkingen van de GWR zijn meegenomen. De opzet is per onderdeel steeds een beschrijving van het door DHV ontwikkelde voorontwerp, vervolgens eventuele kritiek daarop, die tenslotte leidt tot een aangepast voorontwerp, dat uitgangspunt is van deze studie. Het DHV-voorontwerp voor het haventerrein gaat uit van twee aanlegfasen; de eerste voorziet in 250m kade en moet eind 200810 operationeel zijn. Een plattegrond van het ontwerp van deze aanlegfase is te vinden in bijlage A1. De tweede fase, te zien in bijlage A2, moet de voor 2020 verwachte containerstromen kunnen verwerken. Het verschil tussen beide aanlegfasen bestaat alleen uit het aantal kranen, kadelengte en de stackoppervlakte. Voor deze studie is in de eerste plaats de functionele indeling en logistiek in 2020 van belang, hieronder wordt dit dan ook voor aanlegfase 2 beschreven.
3.1 Kritische beschouwing DHV-voorontwerp in Aanlegfase 2 Aanlegfase 2 moet de voor 2020 verwachte containervolumes verwerken. Dit komt neer op een jaarlijkse doorvoer van 900.000 TEU in het jaar 2020. Hiervan bedraagt 780.000 TEU water-water overslag en 120.000 TEU water-rail of water-weg. DHV baseert deze doorvoer op cijfers van ADL [Ref 2 en 3], die weer gebaseerd zijn op de Tijd voor TEIT’s studie [Ref 13] . Deze studie gaat, zoals reeds in hoofdstuk 2 beschreven, uit van 637.000 TEU doorvoer per jaar, waarvan 490.490 TEU water-water en 146.510 TEU water-rail of water-weg. Kranen De overslag gebeurt met kranen met een outreach van 25 meter aan de waterzijde en een backreach achter de achterkraanbaan van eveneens 25 meter. De ruimte tussen de kraanpoten bedraagt 50 meter. De hoogte van de kraan is afhankelijk van een stackconcept van 1 over 4, dat wil zeggen de kraan moet een container over een 4 containers hoog gestapelde stack kunnen hijsen. Een schematische weergave van deze kraanconfiguratie is te zien in Figuur 18. Zoals in paragraaf 4.3 en Tabel 9 omschreven, worden 60% van de containers onder de kraan gestacked. Totaal 60% * 637.000 TEU = 382.200 TEU. De andere 40%, 254.800 TEU wordt achter de kranen in het depot opgeslagen. Dat betekent dat de kranen niet voor elke container evenveel moves hoeven te mak en.
10
Schatting aangezien onduidelijk is wanneer de nieuwe MER-procedure is afgerond.
26
Containers die per truck worden geexporteerd:
Containers die onder de kraan gestacked worden:
Containers die achter de kraan, in het depot gestacked worden:
146.510TEU * 60% = 87.906 TEU export =
146.510TEU * 60% = 87.906 TEU import =
54.941 moves
54.941 moves
146.510 0TEU +343.980 TEU * 40% = 196.196 TEU =
122.623 moves
Stackruimte onder de kranen
1
343.980 TEU * 60% = 206.388 TEU import =
128.993 moves
3
2
343.980 TEU * 60% = 206.388 TEU export =
128.993 moves
Containers die onder de kraan gestacked worden:
Containers die per schip geexporteerd worden:
146.510TEU * 60% = 87.906 TEU import =
146.510TEU * 60% = 87.906 TEU export =
54.941 moves
54.941 moves
Containers die achter de kraan, in het depot gestacked worden: 146.510 0TEU +343.980 TEU * 40% = 196.196 TEU =
122.623 moves
Figuur 16 Kraanmoves Een container die per schip arriveert en van het type empty, reefer of IMO is moet naar het depot achter de kranen. Hiervoor maakt de kraan één move: van het schip naar de backreach. Zoals te zien aan de pijlen, aangegeven met nummer 3 in Figuur 16. Een gewone container (niet van het type empty, reefer of IMO) die per schip arriveert en moet wachten op verder transport via de weg of het spoor wordt in het stack onder de kranen gezet (1 move) en wacht op een ITS-voertuig of truck. Zodra deze arriveert wordt de container uit de stack gehaald en op de truck gezet (1 move). Voor deze containers zijn 2 kraanmoves nodig. (Zie de pijlen met nr. 2 in Figuur 16) Tenslotte zijn er nog CUB-containers die via een CUB-barge arriveren en in de stack onder de kranen worden gezet (1 move). Daar wachten ze tot een schip uit Duitsland ze weer meeneemt (1 move). Deze moves zijn in Figuur 16 met nummer 1 aangeduid. Alle moves uit Figuur 16 bij elkaar opgeteld betekent een totaal van 722.996 moves, die moeten worden gemaakt met een netto kraancapaciteit van 22 moves/uur. Netto wil zeggen: de kraancapaciteit na aftrek van onder meer schaften en wisseling van de wacht. Daarbij mag de kraanbezetting geen 100% zijn omdat de kranen ook nog moeten reshufflen. Bovendien is het wenselijk een bepaalde overcapaciteit te houden om eventuele pieken op te kunnen vangen. Daarom is een bezettingsgraad van 60% gekozen. Daarmee komt het aantal benodigde kranen op: 722.996 mvs / 0.6 * 22 mvs/u = 54.772 u ; 54.772 u / 8760 u/kraan = 6,3 kranen ofwel 7 kranen. Het DHV-voorontwerp [Ref 9] geeft zonder enige berekening aan dat 5 kranen voldoende is. Het DHVvoorontwerp gaat echter wel uit van 900.000 TEU per jaar, bijna 1,5 maal zoveel als waar deze studie van uitgaat. Voor zoveel moves zijn minstens 10 kranen nodig. Voor deze studie wordt van 7 kranen uitgegaan. CTN verkoopt haar huidige kranen en alle kranen voor het BSC worden nieuw aangeschaft en op maat geleverd. Nadere beschrijving van de kranen is ook te vinden in paragraaf 4.4 en bijlage A3.
27
Aantal ligplaatsen en kadelengte Het aantal ligplaatsen en de kadelengte is door DHV overgenomen uit de ADL-studie en wordt niet nader onderbouwd. Voor deze studie wordt een eerste schatting van het benodigde aantal ligplaatsen gedaan met de volgende formule [Ref 16]: cb = p ·ƒ ·Nb ·tn ·mb = 22 ·1,6 ·1,4 ·365 ·24 ·0,5 = 215.846 TEU/jaar waarbij: cb p ƒ Nb tn mb
jaarlijks gemiddeld aantal TEU per ligplaats netto productie per kraan TEU-factor aantal kranen per ligplaats aantal operationele uren per jaar bezettingsgraad ligplaats
[TEU/jaar] [moves/uur] [-] [-] [uren/jaar] [-]
Netto productie per kraan wil zeggen de productie per uur met aftrek van de tijd voor schaften en wisselen van bemanning. Voor de bezettingsgraad is uitgegaan van 50%. Dit is vrij hoog maar omdat het hier gaat om een aankomstenpatroon volgens een vaarschema, waardoor schepen op vaste tijden arriveren moet het zeker mogelijk zijn om met minimale wachttijden een dergelijke bezettingsgraad te halen. Het aantal benodigde ligplaatsen kan nu als volgt bepaald worden: n = Cs/cb = 980980 TEU / 215.846 TEU = 4,54 ligplaatsen ofwel 5 ligplaatsen. Met een maximale scheepslengte van 135m, van de Jowi, komt de benodigde kadelengte op: 135m ·1,1 · 4,54 = 674,9 m In deze berekening wordt de factor 1,1 gehanteerd voor tussenruimte tussen twee afgemeerde schepen. Omdat met de maximale scheepslengte gerekend wordt, wordt de benodigde kadelengte echter wel overschat. Daarom wordt in deze studie de in het DHV-voorontwerp geplande 625m aangehouden. Een voorsimulatie van de aankomsten van schepen zou een nauwkeuriger kadelengte op kunnen leveren. Dit valt echter buiten de scope van deze studie en is als aanbeveling opgenomen in paragraaf 9.2. Als deze zelfde berekening gedaan wordt voor de prognoses waar DHV vanuit gaat, zijn 11,7 ligplaatsen met een totale kadelengte van 1734 m nodig. Veel meer dan de in het DHV-voorontwerp geplande kadelengte van 625m. Stacks Het DHV-voorontwerp [Ref 9] gaat, zoals eerder vermeld, uit van 900.000 TEU als jaarlijkse doorvoer voor het jaar 2020. De benodigde stackruimte daarvoor is bepaald analoog aan de methode zoals die in paragraaf is beschreven. Hierbij is uitgegaan van de dwell times zoals weergegeven in tabel 6. Deze dwell times zijn zeer kort en het is de vraag of het realistisch is uit te gaan van dergelijke lage waardes. Zeker aangezien dit grote gevolgen heeft voor de ruimtebehoefte van de terminal. De grafiek van Figuur 17 geeft een indicatie van de afhankelijkheid van de benodigde stackoppervlakte van de gehanteerde dwell times. Hierin is te zien dat bij de door DHV gehanteerde dwell time van 0,73 dag de oppervlakte behoefte, hier in bruin weergegeven, voldoet aan de in het voorontwerp bepaalde oppervlakte aangegeven met de gele lijn in de figuur. Maar een wat realistischer dwell time van 1,5 dag laat al een tekort van circa 24.000 m2 zien. Dit komt bij de in het DHV-voorontwerp gekozen lay-out neer op een kadelengte van 1000 m in plaats van de door DHV voorziene 625 m in de tweede aanlegfase. Het DHV-voorontwerp voldoet wat betreft stackruimte alleen bij de in tabel 6 weergegeven dwell times. Het medium-scenario, waar in deze studie vanuit wordt gegaan, voldoet bij een gemiddelde dwell time van anderhalve dag wel. Maar heeft bij een gemiddelde dwell time van 2,5 dag al meer ruimte nodig dan voorzien in het DHV-voorontwerp. In Tabel 13 in paragraaf 4.11 staat toegelicht dat voor deze studie wordt uitgegaan van een gemiddelde dwell time van 1,46 dag.
tabel 6 Dwell times volgens Arthur D. Little
28
Maritiem CUB Gemiddeld
stackoppervlakte onder de kraan 2 [m ]
Gemiddelde dwell times (dagen)
Reefer/IMO/ Empties gewoon 1 3 0,5 3 0,73 3
DHV VO
250000
Medium Scenario
200000 beschikbaar DHV VO
150000 100000 50000 0 0,73
1,46
2,46
3,46
Dwelltime [dagen]
Figuur 17 Stackruimte behoefte bij verschillende dwelltimes In het geval de dwelltimes in de praktijk langer worden dan aangenomen ontstaat een tekort aan stackruimte. Om dit ruimtetekort op te vangen kan op een aantal manieren ruimte winst worden geboekt. Verhogen van de maximale stackhoogte van 1 over 4 naar 1 over 5: Hiermee kan de beschikbare stackoppervlakte met 25% verhoogd worden. Nadeel is echter dat reshufflen minder efficiënt wordt omdat meer containers op elkaar gestapeld staan. Ook wordt de kraan hoger en daarmee zwaarder. Door de grotere hoogte wordt de hijsafstand van een container ook groter en de kraanproductiviteit daarmee lager. Hogere gemiddelde stackhoogte: DHV gaat uit van een gemiddelde stackhoogte van 2 en maximaal 4. Dit lijkt gezien de hiervoor reeds bepaalde krappe stackruimte een wat positief uitgangspunt. Een optie is om uit te gaan van gemiddeld 3 en maximaal 4 hoog. Nadeel is wel dat hiermee reshufflen veel minder efficiënt wordt omdat meer containers op elkaar gestapeld staan. Grotere overspanning van de kraan (50m naar 60m): Hiermee wordt de beschikbare stackoppervlakte groter, maar wordt de kraan ook zwaarder en de kans op scheefrijden groter (Zie ook bijlage A3Error! Reference source not found.). Ook worden de afstanden die de trolley moet afleggen groter, waardoor de productiviteit van de kraan omlaag gaat. Meer containers achter in plaats van onder de kraan: In deze analyse is ervan uitgegaan dat de verschillende typen containers over de terminal verdeeld zijn zoals weergegeven in Tabel 9. Dat wil zeggen dat 60% van de doorvoer onder de kraan staat en 40% er achter. Door bijvoorbeeld de containers met bestemming KAN en BCV direct achter de kraan te plaatsen of wel in het depot ofwel op ITS voertuigen wordt onder de kraan ruimtewinst geboekt. Nadeel is echter dat meer materieel (reachstackers, terminal-tractors of straddle-carriers) nodig is om die containers te verwerken. In deze studie wordt voorlopig uitgegaan van een verdeling van de verschillende container typen zoals weergegeven in Tabel 9. De empties11 worden geplaatst op het terminal terrein achter de kranen. Hierin worden ook plaatsen voor 45 voet containers gereserveerd. Dit terrein achter de kranen wordt vanaf hier ook aangeduid als het depot. De ruimte tussen de kranen en de stacks moet minimaal 20m bedragen. Zodat voldoende manoeuvreerruimte aanwezig is voor reachstackers met een 45-voet-container. IMO’s Het DHV-voorontwerp rekent op dat 15% IMO’s. Deze mogen allen maximaal 2 hoog gestacked worden, waarbij geen onderscheid is gemaakt tussen de verschillende classificaties van de IMO’s. Voor deze containers is in het DHV-voorontwerp een strook van 2 TEU diep aan de zuidzijde van de zuidelijkste kraan gereserveerd. Als de oppervlakte behoefte echter bepaald wordt analoog aan de methode zoals beschreven in paragraaf dan is deze ruimte veel te klein. Daarom wordt in deze studie voor de IMO’s een aparte stack achter de kranen aan de 11
Lege containers.
29
zuidzijde van de terminal gerealiseerd, zoals in te zien is. Om welk type IMO’s het gaat vergt nader onderzoek en hiervan is ook de benodigde oppervlakte sterk afhankelijk. Voorlopig wordt voor deze studie de oppervlakte gereserveerd zoals aangegeven in
Waal
CUB-barge
kranen
Draaicirkel shuttle carrier Rijbaan shuttle carrier
N
Rijbaan trucks/ ITS
Figuur 20. Stack on Wheels Zoals in de beide figuren van bijlage A1Error! Reference source not found. en A2, te zien is houdt het ontwerp van DHV rekening met een vrij grote hoeveelheid stack-on-wheels. Dit is in Nederland echter ongebruikelijk omdat hiervoor een omvangrijke pool en een aanzienlijke investering in chassis noodzakelijk is. Daarbij is het vaak onduidelijk wie verantwoordelijk is voor de chassis. Het is daarmee onzeker of deze activiteit ook werkelijk door het MTC gerealiseerd wordt. Chassis hebben wel het voordeel dat de doorlooptijd op de terminal voor de vervoerder veel korter wordtVoor deze studie wordt ervan uitgegaan dat geen ruimte voor chassis gereserveerd hoeft te worden. Mocht dit uiteindelijk wel wenselijk blijken dan kan een gedeelte van het empty depot in gewisseld worden voor parkeerruimte voor chassis. Reefers Er zou ook ruimte gereserveerd moeten worden voor reefers. Dit houdt in dat er stackruimte moet komen met speciale voorzieningen, zoals bijvoorbeeld stroom. Dit zou zowel onder als achter de kraan kunnen, maar gezien de toch al krappe ruimte onder de kranen, wordt ervoor gekozen de reefers achter de kranen in de stacks te plaatsen. Intern Transport Systeem (ITS) Het RSC en BSC staan met elkaar in verbinding via een ITS-baan. Deze loopt over de A15 via een viaduct, dit is de zogenaamde backbone. Het ITS valt buiten het nationale wegennet en is geschikt voor de meeste terminalvoertuigen. De baan loopt ook over de terminal, langs de stacks en onder de kranen door, voor uitwisseling van containers. Reparatiefaciliteit Een reparatiewerkplaats voor terminalmaterieel is reeds gepland op het Facility-center. Al het materieel met uitzondering van de kranen kan via de ITS-baan (Backbone) deze reparatiewerkplaats bereiken. ODC – Ondergronds Distributie Centrum Er bestaan plannen om onder het terminalterrein een ondergronds distributie centrum aan te leggen. Binnen deze studie wordt daarmee geen rekening gehouden. CFS – Container Freight Station Omdat de terminal in Valburg ook een sterke regionale functie heeft zal het nodig zijn om containers te vullen met lading, die niet in containers op de terminal arriveert, het zogenaamde stuffen. En omgekeerd ook om de
30
lading uit containers te halen en over te slaan op trucks of her te verdelen over andere containers, het zogenaamde strippen. Aangezien niet alle lading bloot gesteld mag worden aan het weer moet dit stuffen en strippen overdekt plaatsvinden. Dit kan in een Container Freight Station (CFS). Als het ODC inderdaad gebouwd wordt zou eventueel ook het CFS daarin opgenomen kunnen worden, zo niet dan is een apart gebouw noodzakelijk. Dit kan op het terminal terrein, maar ook ergens in de buurt, bijvoorbeeld op het BCV. Het DHV-voorontwerp houdt geen rekening met een CFS. Op het terminal terrein zou daarvoor nog ruimte gereserveerd moeten worden. De benodigde oppervlakte van het CFS is sterk afhankelijk van het aantal TEU’s dat jaarlijks door het CFS behandeld zal worden. Het bepalen van deze doorvoer vergt nader onderzoek en valt buiten het bestek van deze studie. Voor de plaats van gebouwen op een terminal terrein is vuistregel om deze niet te plaatsen in de buurt van verkeersstromen op de terminal [Ref 8]. Voor een CFS geldt dit ook. Verder is het handig om een CFS nabij het empty-depot te plaatsen, gezien de vraag om empties bij stuffen en het aanbod aan empties dat ontstaat bij strippen. Voor de bereikbaarheid voor trucks is het handig om het CFS nabij de terminalpoort te plaatsen. Kantoorgebouw Het DHV-voorontwerp voorziet in een kantoorgebouw naast de terminalpoort. Daarbij is ook gerekend op 700m2 parkeerplaats, met 40 plaatsen voor personeel en bezoekers 15 plaatsen voor trucks.
Landzijdige import en export Volgens de uitgangspunten van het DHV-voorontwerp [Ref 9] is de doorvoer die plaatsvindt via water-rail of water-weg 120.000 TEU per jaar. Dat komt met een TEU-factor van 1,6 neer op 75.000 / (2·1,6) = 56.250 trucks of ITS12-voertuigen per jaar, ofwel 154 per dag. Onder de landzijdige overstek wordt daarvoor door DHV ruimte gereserveerd voor één ITS-baan en twee rijstroken voor eenrichtingsverkeer voor vrachtwagens. Van beide vrachtwagenstroken is de strook het dichtst bij de kade bestemd voor laden en lossen, de andere voor passeren. Rekeninghoudend met pieken in de aankomsten lijkt een drietal rijbanen nogal veel. Ook zou het passeren van voertuigen beter plaats kunnen vinden buiten het kraanbereik. Daarmee wordt kostbare stackruimte onder de kraan gewonnen. Ook zal een deel van de overslag onder de backreach met reachstackers gebeuren, waardoor het niet direct noodzakelijk is rijruimte onder de backreach te reserveren. Nader onderzoek van pieken in de aankomsten patronen van vrachtwagens en ITS-voertuigen alsmede onderzoek naar het aandeel van de overslag dat niet met de kraan plaatsvindt maar met reachstackers zou moeten uitwijzen hoeveel rijbanen daadwerkelijk nodig zijn. Aangezien het aantal voertuigen dat onder de backreach arriveert in het medium-scenario van deze studie (146.510 TEU / (2 · 1,6) = 45.785 trucks/jaar) nog lager ligt dan in het DHV-voorontwerp wordt in deze studie voorlopig uitgegaan van één rijbaan onder de backreach. DHV hanteert voor de rijbanen een breedte van 3,5 m. Die is te smal voor bijvoorbeeld een straddle carrier. Daarom wordt in deze studie uitgegaan van één rijbaan met een breedte 5,5 m.
Outreach
Backreach
Voorkraanbaan 25m
50m
Achterkraanbaan
Empty stack
Empty stack
ITS Truck 25m
20m
20m
Figuur 18 kraanconfiguratie volgens het DHV-voorontwerp
Transport langs de kade Van de doorvoer waarop het DHV-voorontwerp [Ref 9] gebaseerd is, is 80% CUB, dat wil zeggen dat jaarlijks een groot aantal schepen arriveert waarvan de lading niet op eindbestemming gesorteerd is. De stackindeling is zo dat een groot aantal dedicated stacks verdeeld is over de kade. Een container uit een CUB-barge heeft daardoor niet altijd een dedicated stack nabij de ligplaats van de barge. Hierdoor zullen relatief veel containers 12
ITS – Intern Transport Systeem
31
van de ene naar de andere ligplaats vervoerd moeten worden. Hoe dit precies moet plaatsvinden wordt niet besproken in het DHV-voorontwerp. In deze studie is, zoals te zien in de figuren het CUB-aandeel een stuk kleiner, maar toch zal een aanzienlijke hoeveelheid containers tussen de verschillende ligplaatsen vervoerd moeten worden. Hiervoor zijn verschillende opties. Deze worden hier kort behandeld. Na een kwalitatieve analyse wordt vervolgens gekozen voor een oplossing. Overpakken door kranen Deze methode houdt in dat containers die naar een andere ligplaats moeten, tussen twee kranen in neergezet worden in zogenaamde overpakstacks. De volgende kraan pakt de container vervolgens op en plaatst die in de juiste stack, of als de container nog een ligplaats verder moet, in de volgende overpakstack. Voor deze methode moet ruimte gereserveerd worden voor de overpackstacks. Dit gaat ten koste van gewone stackruimte. Ook bestaat het risico dat twee kranen tegelijkertijd een container in de overpakstack moeten zetten, waardoor de ene kraan op de ander zal moeten wachten en de kans op botsingen groter is. Daarnaast worden de kranen naast het stacken en laden en lossen van schepen en trucks ook nog eens belast met het transport van containers tussen de verschillende ligplaatsen. Straddle-carriers onder de kranen Hierbij worden containers, die naar een andere ligplaats moeten onder de kraan neergezet en door een straddlecarrier opgepakt. Die rijdt vervolgens naar de juiste locatie en zet de container daar neer. De kraan, bezig op die locatie, pakt de container op en plaatst die in de juiste stack. Hiervoor is onder de kranen een rijbaan vrijgehouden voor straddle-carriers. Deze baan is 5,5m breed en moet op een aantal punten ook een draaicirkel hebben met een straal van ongeveer 11m. Met terminalmaterieel achter de kranen Hierbij worden containers met bijvoorbeeld reachstackers, een multitrailersysteem of straddle-carriers verplaatst. In eerste instantie wordt uitgegaan van reachstackers. Een container die naar een andere ligplaats moet, wordt onder de backreach neergezet en wordt door de reachstacker opgepakt en naar de juiste dedicated stack gereden. Daar aangekomen wordt de container door de daar werkzame kraan opgepakt en in de stack gezet. Bij deze methode worden in principe geen extra kraan-bewegingen uitgevoerd, ook gaat geen stackruimte onder de kraan verloren. Oplossingskeuze Gekozen is voor een het gebruik van straddle-carriers onder de kranen. Deze methode kost weliswaar stackruimte onder de kranen, maar levert geen extra belasting op voor de kranen. Ook wordt op deze manier kruising met het verkeer dat tussen het depot en de backreach van de kranen heen en weer rijdt vermeden. De gekozen carrier is een shutlle-carrier, zoals te zien in Figuur 19. Deze kan 1 over 1 liften en is laag genoeg om onder de kranen door te rijden. De carrier heeft een maximum snelheid van 30 km/u. In deze studie wordt er van uitgegaan dat de carrier, rekening houdend met optrekken en afremmen, gemiddeld 24 km/u rijdt, op 80% van de maximum snelheid.
Figuur 19 Shuttle carrier Bron: Kalmar Industries
3.2 Aangepast voorontwerp voor het Medium-scenario in 2020 Het DHV-voorontwerp [Ref 9] gaat uit van een containerdoorvoer van 900.000 TEU in het jaar 2020. Zoals in hoofdstuk 3 te lezen, wordt in deze studie voor 2020 uitgegaan van 637.000 TEU per jaar. Daarom is het door DHV opgestelde voorontwerp voor deze studie aangepast.
32
Samengevat zijn de voor deze studie relevante aanpassingen de volgende, resultaat ervan is te zien in figuur 20 en Figuur 26. • • • • • • •
Aantal kranen wordt 7 in plaats van 5 Kadelengte blijft 625m Slechts één rijbaan onder de backreach van de kraan Eén rijbaan voor straddle-carriers tussen de kraanpoten Rijbaanbreedte van 3,6 m naar 5,5m Reefers en IMO’s naar het depot in plaats van onder de kranen Gehanteerde dwelltime gaat van 0,73 dag naar 1,5 dag
Waal
CUB-barge
kranen
Draaicirkel shuttle carrier Rijbaan shuttle carrier
N
Rijbaan trucks/ ITS
Figuur 20 Aangepast voorontwerp
33
4 Algemene randvoorwaarden en uitgangspunten 4.1 Prognose Tabel 7 Scenario's Scenario Minimum Medium Maximum
Aantal TEU in 2020 435.000 637.000 1090.000
De verwachte aantallen containers voor het jaar 2020 zijn in hoofdstuk 2 bepaald. Tabel 7 geeft kort de resultaten voor drie scenario’s. Als eerste uitgangspunt is het medium-scenario gekozen.
4.2 Modal-split Spoor 10.4%
33.124 TEU 113.386 TEU
33.124 TEU
Weg 35.6%
Doorvoer BSC 637.000 TEU 113.386 TEU
343.980 TEU
343.990 TEU
CUB 54%
146.510 TEU
146.510 TEU
Water 46%
Figuur 21 Modal-split mediumscenario Op basis van de geprognosticeerde aantallen containers is in hoofdstuk 2 een modal-split opgesteld voor het medium-scenario. Deze in Figuur 21 afgebeelde modal-split dient als uitgangspunt.
34
4.3 Containers Er bestaat een aantal typen containers; deze zijn onder te verdelen in twee groepen, de standaard en de niet standaard-containers. Hier worden beide groepen kort beschreven, waarbij is aangegeven hoe groot hun aandeel wereldwijd is. Vervolgens wordt voor het MTC Valburg beschreven van welke verdeling per type container wordt uit gegaan. Standaard-containers (98%) Deze hebben twee gangbare lengtes 20’ en 40’ en zijn 8’ breed, de hoogte varieert tussen de 8’ en 9’6”. Reefers behoren ook tot deze groep, maar hebben elektriciteitsvoorziening nodig. De TEU-factor die de verhouding tussen de aantallen 20’en 40’ containers weergeeft bedraagt nu ongeveer 1,6 maar neemt in de nabije toekomst toe tot 1,7 [Ref 7]. Dit door toename van het aantal 40’containers. Niet standaard-containers (2%) 45’containers (1%) Wijken slechts in lengte af van de standaard containers Off standard A containers (0,7%) Wijken of in hoogte of lengte of breedte en/of gewicht met een bepaalde marge af van de standaard-containers. Off standard B containers (0,2%) Als de afmetingen van een container niet in een van de bovenstaande categorieën valt, dan behoort de container automatisch tot deze groep. IMO containers (0,1%) Containers met gevaarlijke lading worden geclassificeerd als IMO-containers. De afmetingen wijken over het algemeen niet af van de standaard containers. Ze moeten wel een speciale plaats op zowel het schip als in de stack krijgen. Reefers en IMO’s Van de niet standaard-containers wordt alleen rekening gehouden met de reefers en IMO-containers. Het percentage reefers wordt verwacht in 2020 rond de 10% te zijn. Deze hebben elektriciteitsvoorziening nodig en worden de stacks achter de kranen geplaatst. In het voorontwerp wordt ervan uitgegaan dat de IMO’s 15% van het totaal aantal op het MTC Valburg overgeslagen containers bedragen. Dat is een aanzienlijk groter percentage dan wereldwijd geldt; hoewel dit grote aantal in de prognoses niet wordt toegelicht wordt toch van dit cijfer uitgegaan. Voor het definitieve havenontwerp zou dit getal wel nader onderzocht moeten worden. De IMO’s krijgen in verband met de veiligheid de twee meest zuidelijke stacks in het depot achter de kranen toegewezen als aparte plaats, zoals te zien in. Ze worden niet meer dan 2 TEU hoog gestapeld. Empties Tabel 8 Verhouding volle en lege containers Bron: CUB/Biva [Ref 4]
Markt Deepsea
jaar Vol [%] Leeg [%] 2000 70 30 2010 75 25 2020 80 20 Shortsea 2000 80 20 2010 83 17 2020 86 14 Continentaal 2000 60 40 2010 65 35 2020 70 30
De verhouding tussen lege en volle containers voor het MTC Valburg is in de CUB/Biva rapportage [Ref 4] voorspeld zoals weergegeven in Tabel 8; hierbij is onderscheid gemaakt tussen de deepsea, shortsea en continentale containers. Aangezien het aandeel shortsea en continentale lading relatief klein is, wordt in deze studie uitgegaan van de verhouding in de deepsea markt, 80% vol en 20% leeg. De empties komen achter de kranen op het terminalterrein te staan, in het depot.
35
Tabel 9 Containerverdeling over de terminal
Verhouding Vol/Leeg
IMO 15% reefer 10% normaal 75% Totaal
Vol [TEU] Leeg [TEU] 76440 19110 50960 12740 382200 95550 509600 127400
Container bezoeken [TEU] 95550 63700 477750 637000
Stack locatie Achter Onder kraan kraan [TEU] % [TEU] % 95550 15 63700 10 95550 15 382200 60 254800 40 382200 60
Samenvattend wordt in deze studie voor het jaar 2020 gerekend met een verdeling tussen de verschillende containers zoals weergegeven in Tabel 9. Zowel de empties als de reefers komen achter de kranen op het terminalterrein te staan. Deze containers leggen dan ook geen beslag op de stackruimte onder de kraan. TEU-factor De voorspellingen voor de TEU-factor lopen uiteen tussen de 1,5 en 1,7; hier wordt uitgegaan van 1,6. De IMO's en reefers hebben dezelfde TEU-factor.
4.4 Kranen Op binnenvaartterminals is vanaf ongeveer 20.000 TEU doorvoer per jaar de werkwijze over het algemeen met stacks onder de kranen. Deze hebben dan naast het lossen en laden van schepen ook een stacking functie. Dit in tegenstelling tot de gebruikelijke configuratie op zeeterminals. De kranen kunnen vrijwel net zo snel langs de kade heen en weer bewegen als de trolley zich loodrecht op de kade heen en weer kan verplaatsen. De kraansnelheid bestaat dan ook uit een gantrysnelheid en een trolleysnelheid. Zoals in Figuur 22 is weergegeven.
tr o lley sn elh eid g an tr y sn elheid
Figuur 22 Gantry- en trolleysnelheid
Bron: BTB
Meestal is de gantrysnelheid hoger maar vanwege de grote liggerlengte gaat CTN voor het MTC Valburg voor beide snelheden uit van 120m/min. Naast deze maximumsnelheden is gegeven dat de versnelling constant is. Verder wordt aangenomen dat de vertraging net zo groot is als de versnelling. Het vt-diagram van een kraanbeweging ziet er dan uit als weergegeven in Figuur 23; hier gaat het om een gantrybeweging.
36
V [m/min]
120 m/min 60 m/min
6s
?s
6s
t [s]
Figuur 23 vt-diagram van een gantrybeweging Gantrysnelheid Zoals in Figuur 23 te zien heeft een gantry eerst een 6 seconden durende versnelling tot de maximumsnelheid en daarna een bepaalde tijd rijden met die maximumsnelheid en tenslotte 6 seconden vertragen. Het kan ook voorkomen dat de afstand die de kraan moet afleggen dermate klein is dat alleen versneld en vertraagd wordt, in dat geval ziet het vt-diagram er uit als in Figuur 24. De versnelling is constant en bedraagt 0,333 m/s2, de vertraging is -0,333 m/s2. V [m /min]
a =0.33m /s 2
a = - 0.33m /s 2
t [s]
Figuur 24 vt-diagram van een gantrybeweging; alleen versnelling en vertraging Trolleysnelheid Omdat de trolleysnelheid ook 120m/min is geldt hiervoor hetzelfde als voor de gantrysnelheid. Hijssnelheid Bij het hijsen en zakken worden twee snelheden onderscheiden, de snelheid met een volle en een lege spreader. Een volle spreader wil zeggen een spreader waaraan een container hangt. Of deze geladen is of niet wordt hier verwaarloosd; voor de hijssnelheid met een volle spreader wordt er vanuitgegaan dat een gemiddeld ladinggewicht in de container zit. Zoals in bijlage A3Error! Reference source not found. te lezen is gaat CTN voor hijsen met een volle spreader uit van 45m/min en voor een lege van 90m/min. Voordat gehesen kan worden moet de spreader precies boven de container gepositioneerd worden, zodat de spreader kan vastgrijpen. Dit hele proces van oppakken en hijsen of zakken en neerzetten is erg variabel. Het hangt sterk af van de concentratie en kunde van de kraanmachinist, maar ook van de bewegingen van het schip, de wind en de bewegingen van de kraan. Daarom wordt de duur van dit proces getrokken uit een driehoeksverdeling, zoals te zien in Figuur 25. Daarbij duurt het hijsproces minimaal 15 s en maximaal 200 s, een hijsduur van 20 s komt het meest voor.
a = 15 s b = 20 s c = 200 s
f(x)
a
b
c
x
Figuur 25 Driehoeksverdeling hijstijd Deze verdeling is een aanname, voor een betrouwbare verdeling zijn veldmeting van dit proces nodig. Werkwijze De computer geeft de machinist de workload door, dat wil zeggen alle containers die verplaatst moeten worden en waarheen. De machinist bepaalt dan zelf hoe dit gebeurt. Efficiëntie is daarbij bepaald door ervaring van de machinist. Een zeer ervaren machinist kan bijvoorbeeld zo nu en dan een import container in de heengaande
37
beweging tillen en een export container in de teruggaande. Hier wordt echter vanuit gegaan dat eerst alleen gelost wordt en vervolgens alleen geladen. Bij het opereren van de kraan moet een aantal veiligheidsregels in acht genomen worden. Zo mag een gehesen container niet over de stuurhut heen verplaatst worden. Ook heeft een kraan een stopafstand van ongeveer 5 meter; een minimum afstand van 10 meter tussen twee kranen is daarmee noodzakelijk. Bij het werken met meerdere kranen, nabij elkaar, bijvoorbeeld op één schip moet rekening worden gehouden met verschillende tempo’s van kraanmachinisten, waardoor de ene kraan de ander zou kunnen inhalen. Om botsing te voorkomen wordt daarom in deze studie van een werkgebied van 60 meter per kraan uitgegaan. Downtime Downtime van de kranen kan twee oorzaken hebben; enerzijds door het falen van materieel en anderzijds operationele downtime door wisselingen van de wacht en schafttijden. In deze studie is gekozen om de effecten van beide typen downtime niet mee te nemen. De grootste oorzaak van downtime door falen van materieel bij dit type kranen, is het falen van de spreader. Zoals ook te lezen in bijlage A3Error! Reference source not found. is dit een zeer kwetsbaar onderdeel. Er wordt hier echter uitgegaan van de beschikbaarheid van enkele reserve spreaders, waardoor de downtime verwaarloosbaar wordt. Reachstacker of heftruck Trolley
Outreach
Backreach
Shuttle carrier
Truck of ITS-voertuig
1,25 5,50
25,00
42,00
50,00
1,25 3,75
15,75
5,50
25,00
Figuur 26 Kraanconfiguratie MTC Valburg
4.5 Ligplaatsen Voor aanleggen wordt een tijd van 10 minuten aangenomen, evenals voor afvaren en verhalen. Schepen die moeten aanleggen kunnen of vanaf de wachtplaatsen tegenover de terminalkade of vanaf de draaicirkel in de havenkom komen, zoals te zien in de voorontwerptekening van bijlage A2Error! Reference source not found.. De verschillen in afstand vanaf die punten tot de ligplaatsen worden verwaarloosd. De aanlegtijden en afvaartijden worden daarmee als gemiddelden bepaald. Ook zal in deze tijden in werkelijkheid een behoorlijke afwijking zitten, met name het verhalen is sterk afhankelijk van de beschikbaarheid van de schipper. Dat wil zeggen hoe snel is deze klaar om het schip te verhalen. Dit soort onzekerheden worden echter verwaarloosd, waarmee de waarden als constant beschouwd kunnen worden. Per ligplaats kunnen twee schepen tegelijk behandeld worden, deze liggen dan naast elkaar afgemeerd binnen het bereik van de outreach van de kraan. Meer hierover staat onder de volgende paragraaf, boord - boord overslag. De schepen leggen aan met hun boeg naar het zuiden, richting de Waal. In verband met calamiteiten kunnen schepen dan te allen tijde wegvaren.
38
4.6 Boord-boord-overslag De kranen zijn uitgerust met een outreach boven water van 25m. Daarmee is het mogelijk om twee naast elkaar afgemeerde schepen tegelijk te bedienen. In het VO13 en de CUB/Biva-studie [Ref 4] wordt ervan uitgegaan dat een groot deel van de overslag direct tussen de schepen plaats zal vinden, zonder verblijf in de stacks. Dit teneinde de efficiëntie van de terminal te verhogen. Het succes van deze manier van overslag is sterk afhankelijk van de compatibiliteit van de vaarschema’s. Veel bestaande terminals beschikken reeds over kranen met voldoende outreach om twee schepen tegelijk te bedienen. In de praktijk wordt hiervan echter alleen gebruik gemaakt als een schip voor vertrek nog even één of twee containers moet laden. Om te bepalen wanneer de toepassing van boord-boord-overslag gunstig wordt is een zeer complex beslissingsprobleem, om die reden wordt in deze studie verder geen rekening gehouden met boord-boordoverslag.
4.7 Schepen De typen schepen die de bargeterminal aan zullen doen staan beschreven in de paragraaf vlootsamenstelling. Hier wordt de afhandeling van de containerschepen besproken. Van de arriverende schepen is meestal het laadplan van het schip bekend. In dit plattegrondje van het schip staat precies aangegeven welke container waar staat. Lossen van een schip gaat in principe van voor, de boeg, naar achter, de achtersteven, dit omdat anders de mogelijkheid bestaat dat het schip zover naar voorover hangt dat de schroef uit het water komt, waardoor schippers in geval van nood niet weg kunnen varen. Laden gebeurt in principe andersom, dat wil zeggen van achter naar voor en van binnen naar buiten. Hierbij worden zwaardere containers zoveel mogelijk onderin het ruim geplaatst, zodat de stabiliteit van het schip optimaal is. Ook dwarsscheeps moet er daarom een goede gewichtsverdeling zijn. Zoals het laadplan vaak van tevoren bekend is, zo heeft elke reder ook zijn eigen stuwwijze, in grote lijnen wordt echter de hier beschreven werkwijze gevolgd.
4.8 Serviceniveau Het serviceniveau van een containerterminal wordt bepaald door de doorlooptijd van de schepen of trucks die de terminal aandoen. Gezien de geplande vaarschema’s en de concurrentie in de sector worden hoge eisen gesteld aan de betrouwbaarheid van deze doorlooptijd. Maar ook de flexibiliteit is bijvoorbeeld in geval van vertragingen van schepen zeer belangrijk. Het te behandelen schip (of truck) heeft te allen tijden de prioriteit, dat wil zeggen kostenbesparingen op kraangebruik mogen niet ten koste gaan van de doorlooptijd van het schip. Als criterium voor de servicetijd worden in deze studie waarden aangehouden zoals die bij CTN gehanteerd worden. Voor een callsize van 400 TEU moet circa 11 uur verblijftijd gerekend worden en voor kleinere schepen moet tussen de 5 en 7 uur worden aangehouden. Dit is allemaal gebaseerd op 22 kraanmoves per uur. In Tabel 10 is voor verschillende callsizes weergegeven wat de servicetijd mag zijn bij gebruik van 1 of 2 kranen. Tabel 10 Servicetijden
Callsize Servicetijd schip [uur] [TEU] [Container] 1 kraan 2 kranen 400 250 11 6 500 313 14 7 600 375 17 9 700 438 20 10 800 500 23 11 900 563 26 13 1000 625 28 14
13
mvs/uur
22
VO - Voorontwerp
39
4.9 Operationele uren Per jaar Het programma van eisen voor het MTC KAN van 1996 [Ref 2] en ook het eerste concept ondernemingsplan VALPARK – KAN van 2002 [Ref 20] stellen dat de terminal 365 dagen per jaar geopend is voor zowel schepen als trucks. Per dag Zowel de Wet milieubeheer als de Wet geluidshinder leggen bepaalde beperkingen op aan de hoeveelheid geluid die de haven mag produceren. Deze beperkingen hebben de vorm van geluidscontouren rond het haventerrein. Omdat een groot aantal woningen rondom het MTC Valburg binnen de 50dB(A)-contour ligt worden beperkingen opgelegd aan het aantal uren dat het BSC op volle capaciteit mag draaien. Uit onderzoek van Royal Haskoning [Ref 25] bleek dat een vermindering van de productie ’s nachts tot 70 a 75 % een gunstige 50dB(A)contour oplevert. Wat betreft het aantal woningen dat dan nog binnen die contour valt. Of deze contour in de bestemmingsplannen wordt opgenomen hangt af van de beslissing of deze operationele beperking voor het BSC acceptabel is. Aangezien deze contour voor-als-nog de meest kansrijke is en bovendien het effect op de terminal efficiëntie bij deze nachtelijke productiebeperking onderzocht moet worden, wordt deze contour als uitgangspunt genomen. De productie verdeling is dan als volgt: • 07.00-19.00 uur 100% • 19.00-07.00 uur 75% Tabel 11 geeft de productie beperking per dagdeel weer, hierin is ook onderscheid gemaakt in avond- en nachturen. Tabel 11 Productie verdeling Bron: Royal Haskoning [Ref 25] EtmaalIndeling Dag Avond Nacht
Tijdstippen
Tijdsduur
07.00-19.00 19.00-23.00 23.00-07.00
12 uur 4 uur 8 uur 24 uur
Percentage uren van De dag 50% 16,6% 33,3% 100%
Percentage handelingen 66,5% 10% 23,5% 100%
In deze studie wordt de bovenstaande productieverdeling niet per dagdeel gehanteerd maar wordt een over de dag gemiddelde productie gebruikt. De kranen draaien 24 uur per dag op 87,5% van hun capaciteit. Dit is in het simulatiemodel verwerkt door zowel de gantry- als de trolleysnelheid op 87,5% van hun maximum te stellen.
4.10 Stack De stacks bevinden zich op het MTC Valburg voornamelijk onder de kranen. Slechts het empty-depot en de reefers en IMO’s bevinden zich buiten hun bereik. In bijlage A4 is per bestemming het geprognosticeerde aantal containers bepaald. Hieruit blijkt duidelijk de grote verscheidenheid aan bestemmingen, die in de stacks op de terminal verwerkt moeten worden. Om een efficiënte stackindeling te maken moet allereerst per bestemming de benodigde stackoppervlakte bepaald worden.
40
4.11 Benodigde stackoppervlakte In Tabel 12 staan de oppervlakte-behoeften per type container weergegeven. In bijlag A4 staan ook de oppervlaktes per bestemming, hierbij is de verdeling naar type container zoals die in Tabel 9 te zien is gehanteerd. Deze oppervlakten zijn bepaald met behulp van de onderstaande formule. De waarde van de verschillende variabelen wordt hieronder kort toegelicht.
O=
C i ⋅ td ⋅ F r ⋅ 365 ⋅ mi
waarbij: O Ci td F r mi
Benodigde stackoppervlakte [m2] Aantal containerbewegingen per stacktype per jaar [TEU] Gemiddelde dwell time in dagen Benodigde stackoppervlakte per TEU, afhankelijk van het gebruikte stacking materieel en nominale stackhoogte. Gemiddelde stackhoogte / nominale stackhoogte Acceptabele gemiddelde bezettingsgraad
Tabel 12 Benodigde oppervlakte per containertype Vol [80%]
[TEU] IMO 76440 reefer 50960 gewoon 382200 Totaal 509600
Leeg [20%]
[m^2] [TEU] 24461 19110 13589 12740 38220 95550 76270 127400
[m^2] 3597 2398 17986 23981
Aantal containerbewegingen, Ci Dit volgt uit de prognoses die in bijlage A4 per bestemming gemaakt zijn. Gemiddelde dwell time, td De dwelltime voor binnenvaartterminals is ongeveer 2 dagen. Uiteraard geldt dit niet voor alle containers, die in het empty-depot hebben een langere gemiddelde verblijftijd op de terminal. Terwijl voor de CUB containers een kortere verblijftijd geldt. In Tabel 13 staan de dwell times gebaseerd op ervaringscijfers van CTN. De dwell time voor het CUB is een eis uit het programma van eisen voor het MTC KAN van 1996 [Ref 2]. In het depot bevinden zich voornamelijk de empties, waarvoor een verblijftijd van gemiddeld 3 dagen geldt. Op basis van de verhouding tussen volume aan CUB en reguliere containers, respectievelijk 54% en 46%, is een gemiddelde dwell time bepaald voor de terminal. Tabel 13 Dwell times Gemiddelde dwell times (dagen)
Maritiem CUB Gemiddeld
Reefer/IMO/ Empties gewoon 2 6 1 6 1,46 6
Stackoppervlakte per TEU, F Deze factor is empirisch bepaald en hangt af van het gebruikte container handling materieel en de nominale stackhoogte. Een reachstacker heeft bijvoorbeeld meer bewegingsruimte nodig dan een gantry kraan. Voor de containers onder de kraan, die als een gantry beschouwd kan worden, wordt voor F een waarde van 8,75 m2/TEU aangehouden. Voor het empty-depot wordt uitgegaan van het gebruik van reachstackers, zoals bij CTN en CTU gebruikelijk is. Hierbij hoort een factor F van 28 m2/TEU. Reefers hebben speciale voorzieningen, zoals een elektriciteitsaansluiting nodig, hierdoor is de benodigde stackoppervlakte voor een reefer wat groter dan voor een normale container. Aangezien deze ook achter de kraan gestacked worden, wordt voor F een waarde van 32 m2/TEU aangenomen.
41
Gemiddelde stackhoogte / nominale stackhoogte, r De gemiddelde stackhoogte en nominale stackhoogte volgen uit het voorontwerp van DHV en bedragen respectievelijk 2 TEU en 4 TEU. De r-waarde is daarmee voor de containers onder de kraan: r = 0,5. Dit geldt niet voor de containers in het empty-depot. Deze kunnen in principe hoger gestacked worden. Er wordt dan ook een r-waarde van r = 0,85 voor empties gehanteerd. De IMO’s worden uit veiligheidsoverwegingen echter slechts 2 hoog gestacked; voor de gemiddelde stackhoogte van IMO’s wordt 1 TEU aangenomen. Acceptabele gemiddelde bezettingsgraad, mi Deze factor geeft de mate van congestie op de terminal weer, waarbij een waarde van 1 perfecte doorstroom betekent. In werkelijkheid is de aankomst en het vertrek van containers echter stochastisch verdeeld. Daardoor kunnen pieken in het aankomst- en vertrekpatroon van containers voorkomen, waardoor geen perfecte doorstroom meer kan plaatsvinden. De gemiddelde bezettingsgraad mi gaat hierdoor omlaag. Voor het MTC Valburg wordt de in de praktijk gangbare waarde van 0,70 aangenomen.
4.12 Vlootsamenstelling De vlootsamenstelling wordt overgenomen uit de MoCoBi-studie[Ref 5], hierin is een aantal scheepsgrootten gebruikt uitgedrukt in beladingscapaciteit in TEU. In Tabel 14 staan deze weergegeven. Hoewel er in de MoCoBi-studie niet over scheepstypen of klassen wordt gesproken zijn deze toch aan de tabel toegevoegd, om een indruk te krijgen om wat voor soort schepen het gaat. Tabel 14 Scheeptypen en afmetingen V e r g e lijk b C E M T aar m et typ e s c h ip k la s s e
1 duw bak Jow i
G e b r u ik t e c a p a c it e it in M oCobi 50 100 120 160 500
L e n g te
B r e e d te
[m ] 36 5 2 .5 65 76 135
[m ] 5 8 8 1 1 .4 1 6 .8
In de MoCoBi-studie is de Jowi niet opgenomen, maar aangezien er volgens ADL [Ref 2 en 3] wel rekening mee moet worden gehouden is deze daarom toegevoegd. Zowel de CUB/Biva-studie [Ref 4] als de MoCoBi-studie [Ref 5] gaan uit van tweebaksduwvaart voor de CUB-schepen tussen Valburg en de ARA-havens. Deze bakken hebben een capaciteit van 160 TEU ieder en vallen in CEMT klasse Vb of VIa. Welke is afhankelijk van de bakconfiguratie, respectievelijk voor of naast elkaar. Omdat de outreach van de kranen voldoende groot is wordt er hier uitgegaan van twee bakken naast elkaar.
4.13 Beladingsgraad en callsize In Valburg wordt elk schip helemaal geladen en gelost de call size is daarmee gelijk aan de beladingsgraad. Uit gesprekken met CTN en CTU blijkt de beladingsgraad van schepen gemiddeld zo tussen de 70 en 80% te liggen. Dit geldt bijvoorbeeld ook voor de eigen vloot van CTU waarvoor het streven 90% belading is maar over het algemeen ongeveer 80% gehaald wordt. De CUB/Biva-studie [Ref 4] houdt voor de beladingsgraad een gemiddelde van 80% aan voor 2020. De keuze voor deze waarde was niet alleen afhankelijk van de haalbare efficiëntie maar ook van de beschikbare waterdiepte. In Figuur 27 is voor de voorkomende scheepsklassen de beladingsgraad uitgezet tegen de kans op onderschrijding van de benodigde waterdiepte. De uiteindelijke callsize wordt bepaald met de MTC-Vaarschemamodule.
42
4.14 Waterstanden op de Waal De waterstanden op de Waal leggen zoals in paragraaf 4.13 beschreven een beperking op aan de beladingsgraad van schepen. In de grafiek van Figuur 27 is te zien dat bij een gemiddelde beladingsgraad van 80% de kans dat een binnenvaartschip de haven niet kan aandoen tussen de 5% en 10% ligt. Voor short sea-schepen, de lijnen rechts in de figuur ligt dit anders die kunnen bij de gegeven waterstanden zo tegen de 70% van de tijd de haven niet aanlopen. 100 Beladingsgraad %
95
IV
90
Va
85
V ib
80
W & B 3000
75
W & B 45-55
70
S ea-River
65 60 0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
O n sch rijd in g ska ns %
Figuur 27 Toelaatbare beladingsgraad vlnr. binnenvaart- en shortsea-schepen In het geval van maatgevend hoogwater is er ook kans op het onderlopen van het terminalterrein. Deze kans is afhankelijk van de hoogteligging van de voorontwerpvariant voor het terminalterrein die gekozen zal worden. Hierbij wordt voorlopig uitgegaan van de variant zoals weergegeven in . Omdat dit financieel het meest aantrekkelijke alternatief is. [Ref 14] De terminalvloer ligt op 12,50 m + NAP en de kademuur, die tevens dienst doet als waterkering, heeft als hoogste punt 15,50m + NAP. Bij deze hoogte hoort een kans op overstromen van één maal in 1.250 jaar, dit is dermate laag dat dit voor de operatie van de terminal geen verdere gevolgen heeft. Het geval van downtime van de terminal door onderlopen van het terrein wordt dan ook niet meegenomen in deze studie. Terminalvloer: 12,50m +NAP
Waalbodem: 2,70m +NAP
Figuur 28 Onderschrijdingsfrequenties waterstand Waal bij Valburg Bron: GWR [Ref 14] De bodem van de Waal ligt bij Valburg op 2,70m + NAP.[Ref.4]
43
15,50m + NAP
Geïntegreerde kademuur en waterkering
12,50m + NAP
7,00m + NAP Terminalvloer
2,70m + NAP Gemiddelde waterstand Waal
Waalbodem
Figuur 29 Hoogteligging terminalvloer
44
5 Vaarschema’s en aankomsten De containerbinnenvaart op de Rijn wordt momenteel gekenmerkt door een organisatie structuur met een twaalftal operators, die gezamenlijk ongeveer 60 schepen inzetten, grotendeels op charterbasis. Deze bargeoperators bieden een volledig dienstenpakket van kade-tot-deur aan, inclusief overslag op de inlandterminal en het aansluitende wegvervoer in het voor- of natransport. In het Rijnstroomgebied tussen Rotterdam en Basel staat een 32-tal full-containerterminals ter beschikking. De meeste daarvan beschikken over railaansluitingen, al is het gebruik daarvan gering. Frequent uitgevoerde lijndiensten met vaste vaarschema’s verbinden de terminals in het achterland met de zeehavens in Rotterdam, Antwerpen, Vlissingen en Amsterdam. De belangrijkste terminals worden meermalen per dag aangelopen. De gezamenlijke operators bieden vanaf Rotterdam dagelijks gemiddeld elke 2,5 uur een afvaart. De binnenvaartterminals werken op basis van geplande aankomsten van lijndiensten. Een schip dat zijn geplande aankomst niet haalt verliest daarmee zijn prioriteit en moet wachten op eventuele andere schepen die wel volgens planning gearriveerd zijn. Vaarschema’s en de betrouwbaarheid en stiptheid van de lijndiensten bepalen daarmee in sterke mate de aankomsten bij een inlandterminal. [Ref 5]
5.1 Vaarschema’s voor het MTC Valburg Het MTC Valburg wordt een nieuwe inlandterminal, die tussen de ARA–havens en de Rijnterminals in komt te liggen. Bij elkaar gaat het om rond de 70 verschillende bestemmingen. In de eerste aanlegfase wordt CTN gehuisvest, en zijn de vaarschema’s in principe die, die het huidige CTN nu bedient. In de tweede fase in 2020 wordt echter naast een gegroeid CTN ook het CUB gehuisvest. Daarom is een aanpassing en uitbreiding van het huidige aankomstenpatroon bij CTN geen realistische oplossing voor de situatie in 2020. Om nu toch een voor simulatie bruikbaar beeld te krijgen van het aankomstenpatroon bij het MTC Valburg kan aan de hand van de jaarlijks verwachte doorvoer en de gemiddelde callsize het aantal aankomsten per dag en daarmee de tussenaankomsttijd van de schepen bepaald worden. Het arriveren bij een haven is echter over het algemeen een stochastisch proces. Dat wil zeggen dat de tussenaankomsttijd van schepen niet vast ligt maar een stochastische karakter heeft. De tussenaankomsttijd is dan stochastisch verdeeld bijvoorbeeld volgens een negatief exponentiele kansverdeling. Met een random trekking daaruit kan een tussenaankomsttijd bepaald worden. Deze methode geeft een aardig beeld van een mogelijk aankomstenpatroon bij een haven. Containerterminals van vandaag de dag, zowel de zee- als de inlandterminals werken echter grotendeels met vooraf bepaalde aankomsten, waarbij het in de binnenvaart zelfs gaat om lijndiensten. De tussenaankomsttijden waarmee schepen de haven aandoen is dan niet meer volstrekt willekeurig, maar ligt vast in een vaarschema. De stochastische variatie die in dit schema overblijft is de eventuele vertraging die het schip heeft opgelopen. Ook is het voor deze studie van groot belang om te weten hoeveel containers voor welke bestemmingen de schepen vervoeren. Omdat alleen dan een beeld ontstaat van het aantal containerbewegingen tussen de stacks op de terminal en de schepen. Dergelijke informatie kan men niet uit een wachtrij-systeem halen. Om toch een realistisch aankomstenpatroon met informatie over bestemmingen van de lading als invoer voor het simulatiemodel te kunnen gebruiken is gekozen om met het MoCoBi-model [Ref 5]een vaarschema op te stellen.
5.2 Project MoCoBi Het Centraal Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart (CBRB), de brancheorganisatie voor de binnenvaart, heeft in 1995 het initiatief genomen om met behulp van een modelsimulatieproject beter inzicht te creëren in de verschillende mogelijke logistieke concepten voor de binnenvaart. De sterk groeiende containerstromen die via de ARA-havens Europa binnenkomen vragen namelijk steeds betere achterlandverbindingen. In dit achterlandtransport is de containerbinnenvaart een snel groeiende modaliteit, die onder meer vanuit de zeehavens Rotterdam, Antwerpen en Amsterdam via de Rijn verbindingen onderhoudt met het Europese achterland. Haar marktaandeel van 35% in 1997, wat neerkomt op 1.000.000 containers per jaar, groeit nog steeds.
45
Om haar positie te kunnen versterken dient de binnenvaartsector zich vergaand te professionaliseren en een collectief standpunt in te nemen ten aanzien van de logistieke concepten die er bestaan. Vandaar dat een samenwerkingsverband tussen CBRB, Stichting Kennisinfrastructuur Mainport Rotterdam, Centrum Transporttechnologie en het Gemeentelijk Havenbedrijf Rotterdam, opdracht gaven aan Cap Gemini en TNO Inro om het MoCoBi (Modelsimulatie ContainerBinnenvaart) [Ref 5] te starten. Het resulterende MoCoBi-model rekent een aantal logistieke concepten door en vergelijkt deze op basis van de prestatie-indicatoren: Tijd: Betrouwbaarheid: Prijs:
wat is de doorlooptijd van containers? hoe vaak wordt de toegezegde doorlooptijd niet gehaald? wat is de totale prijs van het achterlandtransport?
5.3 Modelopbouw Het MoCoBi-model is opgebouwd uit drie in serie staande modellen; de vaarschemamodule, het simulatiemodel en het rekenschema. Figuur 30maakt een en ander inzichtelijk.
Vaarschema module
Simulatie model
Rekenschema
maakt vaarschema's op basis van ladingsstromen tussen zeezijde en achterland
simuleert vaarschema en beoordeelt op criteria: tijd, betrouwbaarheid en prijs
Vergelijkt op Europees niveau de binnenvaart met andere modaliteiten
iteratie tot optimale combinatie criteria
Figuur 30 Modelopbouw MoCoBi De vaarschemamodule Dit is een statisch model dat vaarschema’s genereert voor een operator of groep van samenwerkende operators met randvoorwaarden als scheepsgroottes en kosten, locatie van en soort terminals, aanloopfrequentie per terminal, ladingvolumes per terminal en samenwerkingscriteria. Het basisprincipe voor de werking van de vaarschemamodule is het samenvoegen de ladingen van inlandterminals die gezamenlijk (als cluster) door één vaarschema bediend worden. Hierbij wordt getracht qua containervolume zo groot mogelijke clusters te vormen, aangezien de inzet van grotere schepen relatief goedkoper is.
46
Zeezijde
Punt-punt verbindingen met CUB-barges en gewone binnenvaartschepen
Punt-punt verbindingen met gewone binnenvaartschepen
Achterland
Amsterdam
R'dam Maasvlakte
BovenRijn MTC Valburg R'dam stad
MiddenRijn
Vlissingen BenedenRijn Antwerpen
Figuur 31 CUB-concept binnen MoCoBi In het geval van het CUB concept ziet de situatie in MoCoBi [Ref 5] er uit zoals in Figuur 31. Vier havens aan de zeezijde en vier Rijnstroomgebieden met daartussenin de CUB-terminal. Alle acht locaties bestaan ieder op zich weer uit een aantal terminals, waarvan de jaarlijkse doorvoer, die via de binnenvaart plaatsvindt, bekend is. Hierin zijn de terminals van onder meer Hengelo, Meppel, Zwolle en Groningen niet meegenomen. Over deze terminals waren geen prognoses beschikbaar. Het opstellen daarvan valt buiten de scope van deze studie. Door nu te bepalen wat gemiddeld per dag vanaf elke terminal getransporteerd moet worden is het mogelijk om een vaarschema op te stellen. De vaarschemamodule maakt met behulp van de eerder genoemde randvoorwaarden een zo optimaal mogelijk vaarschema en zet dat schema klaar als invoer voor het simulatiemodel. Het simulatiemodel Dit is een dynamisch model, dat de effecten van de vaarschema’s van de verschillende scenario’s voor de binnenvaartketen simuleert en vastlegt in termen van de voornoemde prestatie-indicatoren kosten, doorlooptijd en betrouwbaarheid. Er is bekend wat de jaarlijkse doorvoer van elke terminal is, en daarmee het ladingvolume dat van de zeezijde terminals naar de achterlandterminals en vice versa, vervoerd moet worden. Hiervan wordt een daggemiddelde bepaald dat op elk traject vervoerd moet worden Het model simuleert vervolgens dagelijkse stochastische fluctuaties in onder meer dit daggemiddelde en de aanwezige vervoerscapaciteit. Op basis hiervan worden voor de vaarschema’s de kosten, de doorlooptijden en betrouwbaarheid bepaald. Het Rekenschema Om te onderzoeken of andere gebieden in Europa een markt vormen voor de containerbinnenvaart, is een rekenschema opgesteld. In dit rekenschema wordt zowel voor de containerbinnenvaart als voor andere modaliteiten (weg- rail- en trimodaal transport) bepaald welke kosten en tarieven op bepaalde trajecten gelden.
47
Het schema maakt het mogelijk de verschillende modaliteiten binnen Europa te vergelijken op basis van kosten en tarieven. Dit rekenschema is voor dit onderzoek verder niet van belang.
5.4 Hoe is MoCoBi gebruikt voor het MTC Valburg? Voor het MTC Valburg is met behulp van de vaarschemamodule en het simulatiemodel een geschikt vaarschema bepaald. Dit vaarschema wordt vervolgens weer gebruikt als invoer voor het uiteindelijke MTCBargeterminalmodel. Hiervoor is een groot aantal variabelen ingevoerd en is een aantal vereenvoudigingen en aannamen gebruikt. De belangrijkste daarvan worden hier besproken. Zeezijde terminals Het MoCoBi model [Ref 5] kent als zeezijdeterminals alleen Rotterdam Maasvlakte, Rotterdam Stad en Antwerpen, hierin zijn Amsterdam en Vlissingen nog niet opgenomen. Omdat het zeer omslachtig is en veel tijd kost om deze terminals apart in het model in te bouwen is er voor gekozen om de volumes van Amsterdam en Vlissingen respectievelijk bij Rotterdam Stad en Antwerpen te voegen. Door deze vereenvoudiging doet het volume uit Amsterdam er per rondreis naar Valburg gemiddeld 48 minuten langer over en het volume uit Vlissingen 2 uur en 24 minuten korter. Dit zijn aanzienlijke verschillen, maar aangezien de volumes van zowel Amsterdam als Vlissingen beide slechts ongeveer 2% van het totale Rijnvolume bedragen wordt deze vereenvoudiging toch aanvaardbaar geacht. De vaarschema’s zullen hierdoor afwijken van de situatie waarin Amsterdam en Vlissingen wel apart worden meegenomen, maar de te verwerken volumes blijven hetzelfde. Daarmee blijft het aantal te verwerken TEU’s voor de terminal in Valburg dezelfde maar zal het aantal calls iets anders zijn. Dit kan bijvoorbeeld zijn omdat de volumes uit Amsterdam mee kunnen met bakken die tussen Rotterdam Stad en Valburg varen. Of omdat vanwege de kortere vaarafstand kleinere schepen ingezet moeten worden voor de volumes uit Amsterdam. Inlandterminals Bij het zoeken naar een geschikt vaarschema bleek dat bij het mediumscenario bij de terminals van Mainz en Germersheim wachtrijen ontstonden. Dit capaciteitsprobleem is opgelost door het aantal ligplaatsen van beide terminals te verhogen. Mainz van 2 naar 3 en Germersheim van 1 naar 2. Scheepstypen Van de scheepstypen zoals die in de randvoorwaarden (paragraaf 4.12) beschreven worden waren de meeste reeds in het MoCoBi-model [Ref 5] ingevoerd. Alleen de Jowi (ca. 500 TEU) en de Kempenaar (ca. 30 TEU) zijn nog toegevoegd. Voor de kosten van beide schepen is een extrapolatie gemaakt van de reeds in het model aanwezige gegevens van de andere scheepstypen, hierbij rekening houdend met schaalvoordeel.
5.5 Het MTC-Vaarschema volgens MoCoBi Het MoCoBi-model levert uiteindelijk een vaarschema op, dat in de simulatiemodule van MoCoBi onderworpen wordt aan een stochastische fluctuatie van het dagelijkse containeraanbod. Hieruit volgen onder meer kosten per container, wachttijden en percentages te laat arriverende lijndiensten. Na een aantal experimenten waarbij de invoerparameters gevarieerd worden ontstaat een optimaal vaarschema. Het komt neer op 14 aankomsten per dag en een gemiddelde capaciteit per schip van 173 TEU. Het MoCoBi-model [Ref 5] levert daarmee een vast vaarschema dat gebruikt kan worden voor het MTC-model. Een voorbeel van een vaarschema is gegeven in Tabel 15. Tabel 15 Voorbeeld MoCoBi-vaarschema V aarschema: O perator: Laadvermogen schip: V aarsnelheid schip: Kosten rondreis: Duur rondreis: Keerpunt rondreis: M aasvlakte CU BTerminal
Intra3 operatorCU B 3 2 0 TEU 1 4 km/ h 9 6 0 0 gld 2 .0 dagen CU BTerminal A ankomst Locatie 1033 dag: 2 , 0 0 :0 0 940 dag: 3 , 0 2 :2 5
V ertrek dag: 2 , 1 2 :0 0 dag: 3 , 1 4 :2 5
beide
Samengevat is het resultaat van de MoCoBi-vaarschema-generatie te zien in Tabel 16. Uitgebreidere informatie, als invoergegevens en dergelijke zijn terug te vinden in bijlagen B1 en B2.
48
Tabel 16 MoCoBi-vaarschema samengevat Aantal calls Aantal calls uit ARA-havens Aantal calls uit Rijnbestemmingen Gemiddelde tussenaankomsttijd [uur] Gemiddelde laadcapaciteit [TEU]
338 155 183 2,0 158
Aantal CUB-barges Gemiddelde laadcapaciteit CUB-barge [TEU] Totale CUB-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad CUB-barge Aantal MTC-KAN-barges Gemiddelde laadcapaciteit MTC-KAN-barge [TEU] Totale MTC-KAN-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad MTC-KAN-barge Aantal Duitsland-barges Gemiddelde laadcapaciteit Duitsland-barge [TEU] Totale Duitsland-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad Duitsland-barge
75 267 20000 68% 80 197 15760 73% 183 96 17590 73%
Aantal CUB-TEU 28 dagen jaar 13600 176800 Aantal KAN -TEU 28 dagen jaar 11426 148538 Aantal Duitsland -TEU 28 dagen jaar 12753 165786 Totaal 491124
5.6 Ladinggeneratie met het MTC-vaarschemamodel Hoewel geoptimaliseerd door iteratie met stochastische variatie in dagelijks containervolume en beschikbaarheid van schepen is in het MTC-vaarschema echter nog geen stochastische variatie in de aankomsttijden aangebracht. Ook geeft het vaarschema niet aan welke hoeveelheden containers voor welke bestemmingen elk schip im- en exporteert. Deze informatie wordt wel gegenereerd door het MoCoBi-model maar behoort niet tot de uitvoermogelijkheden. Daarom wordt dit deterministische vaarschema met een apart model stochastisch gemaakt. Dit model is gemaakt in Prosim en werkt als volgt. Het statische vaarschema van MoCoBi wordt ingelezen. Er is nu van elk schip het type, de aankomsttijd, de maximumcapaciteit, en de herkomst- en vervolgbestemmingen bekend. Het MTC-vaarschemamodel brengt vervolgens stochastische variatie aan in de aankomsttijd, bepaalt de beladingsgraad en tenslotte kent het een aantal im- en export containers toe aan het arriverende schip. Hierbij wordt ondermeer het aantal bestemmingen per lading en het aantal containers per bestemming bepaalt. Al deze informatie vormt het vaarschema zoals dat door het MTC-Bargeterminal-model gebruikt zal worden. Het schema van Figuur 32 maakt dit proces inzichtelijk. Lees aankomsttijd, type schip en scheepscapaciteit uit MoCoBi vaarschema in
Schip te laat? nee
ja
Trek vertraging
Trek beladingsgraad voor alle aankomsten in vaarschema
Beladingsgraad * Capaciteit / TEU-factor = Aantal containers
Trek importcontainer
Trek exportcontainer
Tot import aantal bereikt is
Tot export aantal bereikt is
Schrijf ladinggegevens naar uitvoerfile
Figuur 32 MTC-Vaarschemamodel
49
Aankomsttijd De aankomsttijd is geen vast gegeven een schip kan ook te vroeg of te laat arriveren. In de MoCoBi studie wordt ervan uit gegaan dat schepen nooit te vroeg zijn, deze aanname wordt hier ook gebruikt. Uit de resultaten van de simulatiemodule van MoCoBi is het percentage te late aankomsten en de gemiddelde, minimum en maximum duur van die vertraging bekend. De verdelingsfunctie ervan is verder niet bekend. Omdat er geen rede is aan te nemen dat de kans op 1 uur vertraging groter is dan op 1,5 uur of 2 uur wordt een afwijking op de aankomst getrokken uit een uniforme verdeling met een minimum vertraging van 1 uur, en een maximum vertraging van 2 uur. Het MTC-vaarschemamodel bepaalt allereerst door een trekking uit een uniforme verdeling of een schip te laat is of niet, zo ja dan wordt met een trekking uit een normale verdeling bepaald hoe groot de vertraging is. Beladingsgraad Van de schepen is bekend wat hun maximumcapaciteit in TEU is. Ze worden echter niet altijd volledig beladen ofwel vanwege waterdiepte beperking ofwel vanwege variatie in ladingaanbod ofwel omdat ze hun vaarschema moeten nakomen en vertrekken alvorens volledig geladen te zijn. De variatie in het ladingaanbod is er niet alleen in aantal maar ook qua gewicht, wat weer invloed heeft op de diepgang. De beladingsgraad wordt daarmee bepaald door drie factoren, waterstand, aanbod van containers en gewicht van de containers.
a = 68 b = 75 c = 90
f(x)
a
b
c
x
Figuur 33 Driehoeksverdeling van de beladingsgraad Gemiddeld bedraagt de beladingsgraad 70% en kan variëren tussen de 60% en 80%. Hoe deze beladingsgraad precies verdeeld is, is onbekend, er wordt daarom aangenomen dat de beladingsgraad varieert volgens een driehoeksverdeling met waarden zoals in Figuur 33 weergegeven. Hierdoor zijn de alle combinaties van waterstanden, aantallen containers en containergewichten door één kansverdeling weergegeven. Het MTC-vaarschemamodel bepaalt voor een schip zowel de beladingsgraad bij aankomst als bij vertrek. Dit gebeurt door een trekking uit een driehoeksverdeling. Deze beladingsgraad wordt ververmenigvuldigd met de maximumcapaciteit en gedeeld door de TEU-factor.
Beladingsgraad*maximumcapaciteit = aantal containers aan boord TEU-factor Hiebij wordt aangenomen dat de TEU-factor voor elk schip gelijk is, in werkelijkheid kan dit uiteraard varieëren. Gevolg hiervan is dat pieken in het aantal noodzakelijke kraanmoves enigzins wordt uitgevlakt. Nu is het aantal containers dat een schip im- en exporteert op het MTC bekend.
50
Lading Een belangrijk gegeven voor de terminal in Valburg is de hoeveelheid te im- en exporteren lading voor elke bestemming. Bij het bepalen van de ladingverdeling is een aantal scheepssoorten te onderscheiden. Uit de schema’s van Figuur 34 wordt duidelijk welk onderscheid dat is en hoe de verschillende scheepssoorten hun lading toegewezen krijgen. CUB-barge
Binnenvaartschip Zeezijde-MTC Valburg
Binnenvaartschip MTC Valburg-Duits Achterland
arriveert vanuit een zeezijde locatie
arriveert vanuit een zeezijde locatie
arriveert vanuit achterland terminals
importlading voor het MTC Valburg getrokken uit de doorvoer van de verschillende terminals van duitse achterlandbestemmingen
importlading voor het MTC Valburg is alleen lading voor de regio, dus alleen Valburg zelf
importlading voor het MTC Valburg getrokken uit de doorvoer van de verschillende terminals van zeezijdebestemmingen
lossen
lossen
lossen
exportlading voor de oorsprongs zeezijde locatie getrokken uit de doorvoer van de verschillende terminals van die zeezijde locatie
exportlading voor de oorsprongs zeezijde locatie getrokken uit de doorvoer van de verschillende terminals van die zeezijde locatie
exportlading voor de oorsprongs achterland terminals uit haar vaarschema getrokken uit de doorvoer van die terminals
laden
laden
laden
vertrekt naar oorspronkelijke zeezijde locatie
vertrekt naar oorspronkelijke zeezijde locatie
vertrekt naar oorspronkelijke achterland terminals
Figuur 34 Toewijzen lading per scheepssoort Uiteindelijk wordt met de MTC-Vaarschemamodule de aankomsten uit het MoCoBi –vaarschema van lading voorzien. Hiermee komen er totaal in 28 dagen 390 schepen aan met een gemiddelde callsize van 148 containers. Deze waarden zijn samengevat in Tabel 17. Hierin is te zien dat in 28 dagen ongeveer 36.000 TEU de terminal via het water bezoeken. 36.000 TEU * 365/28 = 468.000 TEU. Dat komt aardig in de buurt van de 490.490 TEU uit de modal-split. Tabel 17 Vaarschema-gegevens voor 28 dagen
aantal calls 338 calls uit ARA-havens 155 calls uit Rijnbestemmingen 183 gemiddelde tussenaankomsttijd 1,98 u
inkomende containers uitgaande containers gemiddelde callsize max.callsize min. callsize
[container] 22632 22616 134 260 36
[TEU] 36211 36186 214,4 416 57,6
Het aantal vertragingen dat zich voordeed in de simulatie met de MTC-Vaarschemamodule is te zien in Tabel 18. De maximale vertraging die optrad bedroeg 238 minuten ofwel 4 uur. Tabel 18 Vertragingen
aantal vertragingen 33 gemiddelde vertraging [min] 172 minimum vertraging [min] 2 maximum vertraging [min] 238 Meer gegevens over hoe het vaarschema is opgesteld zijn terug te vinden in bijlagen B1 en B2.
51
6 Simulatiemodel In dit hoofdstuk wordt uiteengezet hoe het simulatiemodel van de bargeterminal is opgebouwd en hoe de globale werking is. Allereerst is het te simuleren systeem kort omschreven, daarna volgt een korte uitleg over modellen in Prosim en tenslotte een beschrijving per component. Verder wordt in hoofdstuk 7 het model geverifieerd, waarna het in hoofdstuk 8 wordt gebruikt om de vraagstelling van dit onderzoek mee te beantwoorden.
6.1 Het te simuleren systeem ‘Is het mogelijk om met een conventionele kraanconfiguratie van een binnenvaartterminal het CUB concept op grote schaal toe te passen? Dat wil zeggen: Kan de terminal grote hoeveelheden ongesorteerde containers verwerken en daarbij een voldoend serviceniveau bieden?’ Deze vraag moet met het simulatiemodel worden beantwoord. Daarom wordt de terminal zoals omschreven in het voorontwerp van hoofdstuk 3 gesimuleerd. Dit resulteert in een model met 5 kranen en 5 ligplaatsen met een totale kadelengte van 625m. De stacks worden onder de kranen naar bestemming ingedeeld. Deze indeling bepaalt waar een container met een bepaalde bestemming gestacked moet worden. Een container, die uit Rotterdam komt en naar Basel moet, arriveert met een schip uit Rotterdam en wordt door de kraan in de dedicated stack voor de bestemming Basel gezet. Als die dedicated stack zich niet nabij het schip bevindt, zet de kraan de container in de zogenaamde overpakstack. Dit is een strook die onder de kranen door loopt en de gehele kadelengte beslaat. Over deze strook kan shuttle carrier rijden om de container naar de juiste dedicated stack te brengen. Een CUB-barge vervoert een groot aantal containers die ongesorteerd in het ruim staan, hierdoor is de kans dat de dedicated stack voor een te lossen container zich niet nabij de ligplaats van de barge bevindt groot. Hierdoor zal het aantal containers dat via de overpakstack naar zijn dedicated stack gaat, ook relatief groot zijn. Het model moet registreren hoeveel containers er per tijd in de overpakstacks terecht komen en hoe groot de afstand is die ze moeten overbruggen. Op deze manier kan bekeken worden of het mogelijk is om het transport van containers langs de kade te realiseren zonder de prestatie van de terminal sterk te beïnvloeden. De vragen die met het model beantwoord moeten worden zijn: • Zijn de omloop- en servicetijden van schepen acceptabel? • Is de bezettingsgraad van de kranen acceptabel? • Is de kadebezetting acceptabel? • Is het mogelijk al het transport langs de kade met een shuttle-carrier uit te voeren?
6.2 Modellen in Prosim Prosim is een simulatiepakket waarmee zowel discrete als continue processen gemodelleerd kunnen worden. Elk prosimmodel bestaat uit een aantal componenten die processen doorlopen en met elkaar communiceren en op die manier de werkelijkheid zo goed mogelijk nabootsen. Al deze componenten hebben attributen die de status en de vorm van elke component beschrijven. In het model dat is gemaakt voor de terminal in Valburg bestaat uit de volgende componenten: • • • • • • • • • •
Main Schipgenerator Schepen Landzijdige import/export generator Trucks Havenmeester Kraanmeester Kranen Ligplaatsen Stack
52
Al deze componenten samen bootsen de binnenvaartterminal na door het doorlopen van processen en communiceren met elkaar. Ze worden stuk voor stuk beschreven in paragraaf 6.3 tot en met 6.11. Voorbeeld van een model in Prosim Figuur 35 geeft een voorbeeld hoe een Prosimmodel werkt. Dit is een voorbeeld en niet het uiteindelijke model. Het proces in dit voorbeeld is als volgt: Een schip arriveert via de Waal bij de terminal in Valburg, het roept via de marifoon de havenmeester op en vraagt of er een ligplaats vrij is. Vervolgens kijkt de havenmeester of er een ligplaats vrij is. Als dat zo is geeft de havenmeester het schip toestemming om af te meren bij die ligplaats; het schip vaart erheen en meert af. In Figuur 36 is te zien hoe van dit proces een stroomdiagram wordt gemaakt dat vervolgens wordt omgezet in Prosim sourcecode zoals te zien in Figuur 37. In de volgende paragrafen wordt voor alle componenten van het simulatiemodel het stroomdiagram besproken. kan ik aanleggen?
1
Schip
Havenmeester 4
ja, bij ligplaats 3
3 ligplaats 3 is vrij
vaart naar ligplaats 3
Zoekt een vrije ligplaats 2
5
Ligplaatsen
Figuur 35 Voorbeeld van de werking van een model Havenmeester
Schip Arriveert bij haveningang
Wacht tot geactiveerd door schip
Activeert havenmeester
Zoekt vrije ligplaats
Wacht op toestemming van havenmeester om aan te leggen Nee
Toestemming om aan te leggen?
ja
Nee
Vrije ligplaats beschikbaar?
Ja
Legt aan bij ligplaats 3
Wijst ligplaats toe aan schip
Figuur 36 Voorbeeldstroomdiagrammen van het schip(links) en de havenmeester (rechts)
53
Havenmeestersourcecode
Schipsourcecode
Figuur 37 Voorbeeld van Prosim sourcecodes van het schip(links) en de havenmeester(rechts)
6.3 Main Main is de centrale component die het begin en het einde van de simulatie regelt. Zoals in het schema van Figuur 38 te zien is worden in de main allereerst de distributies voor onder meer het trekken van vrachtwagentussenaankomsttijden aangemaakt. Vervolgens worden alle ligplaatsen gemaakt en krijgen de daarbij behorende stacks een begininhoud en coördinaten. Deze begininhoud is gebaseerd op de gemiddelde doorvoeren per bestemming uit de MoCoBi-studie. Daarna worden de kranen gemaakt en krijgen zij allen een trolley- en gantrysnelheid en een trolley- en gantryversnelling. De hijsduur wordt zoals in paragraaf 4.4 beschreven, getrokken uit een driehoekverdeling. Vervolgens activeert de main de schipgenerator en de landzijdige import/export generator. Nu wacht de main tot de simulatietijd verlopen is. Daarna start de main de uitvoermodule, deze zorgt ervoor dat alle vergaarde data naar files wordt weggeschreven. Tenslotte beëindigt de main de simulatie. aanmaken kansverdelingen
creëren ligplaatsen en stacks
creëren kranen
wacht gedurende tussenaankomsttijd
activeren scheepsgenerator
maak nieuw schip aan
activeren landzijdige im- en export generator
wachten gedurende simulatietijd
lees scheepsgegevens (als lengte, im- en exportlading, type schip etc.) uit vaarschema en ken toe aan schip
activeren uitvoermodule
zet schip in wachtrij
beëindigen simulatie
activeer schip
Gedurende simulatietijd
Figuur 38 Stroomschema van de main Figuur 39 Stroomschema van de schipgenerator
54
6.4 De schipgenerator Na te zijn geactiveerd door de main begint de schipgenerator te lezen uit de file waarin het vaarschema is opgeslagen. De schipgenerator leest de eerste aankomsttijd en wacht vervolgens gedurende de tussenaankomsttijd ofwel de tijd die verstrijkt tussen het moment van lezen en de daadwerkelijke aankomsttijd. Is de tussenaankomsttijd verstreken dan maakt de schipgenerator een nieuw schip aan, zoals in figuur 6.3 te zien is. Dan worden alle scheepsgegevens uit de vaarschemafile gelezen en toegekend aan het schip. Nu het schip een lading heeft zet de schipgenerator het schip in de wachtrij en activeert het. Vervolgens wacht de schipgenerator gedurende de volgende tussenaankomsttijd.
6.5 De stacks De stackindeling voor het model is zoals in bijlage is weergegeven. Onder de kranen bevinden zich naast dedicated stacks voor gewone containers van elke bestemming ook overpak stacks voor containers die verplaatst moeten worden naar een dedicated stack buiten het werkbereik van een kraan. De overpak stacks bestaan eigenlijk uit één lange rijbaan voor een shuttle-carrier, zoals beschreven in hoofdstuk 3. Naast de stacks onder de kraan zijn er ook drie verschillende stacks voor containers achter de kraan, één voor empties, één voor reefers en één voor IMO’s. Containers die naar één van die stacks moeten worden door de kranen eenvoudigweg onder de backreach gezet op de rijbaan voor trucks en ITSvoertuigen. Zij worden dan verder behandeld door ander terminalmaterieel(bv.: reachstackers of straddle-carriers). Andersom worden ze daar ook weer neergezet in geval van export. Containers Het lijkt voor de hand te liggen dat ook containers als componenten in het model zijn opgenomen. Dit is echter niet het geval, het genereren van componenten kost namelijk relatief veel werkgeheugen van de computer. Daarom worden de containers in het systeem bijgehouden met tellers, zo heeft elke stack er één om het aantal containers dat in en uit gaat bij te houden. TEU-factor Het MTC-Bargeterminalmodel werkt met containers, het maakt daarbij geen onderscheid tussen 20 ft en 40 ft containers. Voor de schepen betekent dit bijvoorbeeld dat voor elk ruim de TEU-factor gelijk is. Hierdoor is voor elk ruim een even groot aantal moves nodig.
55
6.6 Het schip Zoals in het stroomschema van Figuur 40 te zien neemt het schip, zodra het arriveert plaats in de wachtrij en meldt het zich bij de havenmeester. Als het een ligplaats krijgt toegewezen vaart het naar de ligplaats en legt aan, met de boeg richting het zuiden, richting de havenmonding. Dit om in geval van eventuele calamiteiten direct weg te kunnen varen. Dit hele proces duurt 15 minuten. Als er niet direct een ligplaats en kraan vrij zijn blijft het schip in de wachtrij totdat er een ligplaats vrij komt. Elk schip dat arriveert neemt direct plaats in de wachtrij, als het direct een ligplaats toegewezen krijgt, verlaat het die ook weer direct. Er is daardoor een groot aantal schepen dat geen wachttijd heeft gehad en fysiek nooit op één van de wachtplaatsen heeft gelegen. Het schip is ter vereenvoudiging opgedeeld in een even aantal ruimen en ligt afgemeerd met haar midden precies ter hoogte van het midden van de toegewezen ligplaats. Op deze manier weet de kraan precies de locatie van elk ruim te vinden. Nu het schip is afgemeerd wacht het totdat het, nadat het gelost en geladen is, wordt geactiveerd door de kraanmeester. Als dat gebeurt vaart het schip weg en meldt zich af bij de havenmeester.
Aankomst
Vertrek
Arriveert Havenmeester zoekt meest gunstige vrije ligplaats
Toestemming voor afmeren?
Geactiveerd door kraanmeester
Neemt plaats in wachtrij
Toestemming
Verlaat ligplaats
Meert af
wachtrij leeg? Nee
Wacht gedurende het los en laadproces
Activeer havenmeester vanaf begin
Ja
Verwijdert zichzelf
Verwijdert zichzelf
Figuur 40 Stroomschema van een schip
56
6.7 Havenmeester De havenmeester zorgt dat alle schepen die in het systeem arriveren een ligplaats krijgen. De schipgenerator meldt een arriverend schip bij de havenmeester; een vertrekkend schip meldt zichzelf bij de havenmeester. Zoals in Figuur 41 te zien is kijkt de havenmeester vervolgens of er een ligplaats vrij is. Zo nee, dan wacht hij totdat er weer een schip vertrekt. Zo ja, dan zoekt de havenmeester de meest gunstige ligplaats. Dit door voor elke ligplaats te bepalen hoe groot de opslagcapaciteit is per bestemming voor de door het schip aangeboden lading. En zo ook het exportladingaanbod per bestemming per ligplaats. Die ligplaats, die het grootste aantal direct te lossen en laden containers oplevert wordt vervolgens aan het schip toegewezen. Het schip verlaat de wachtrij en bezet de ligplaats. Tenslotte activeert de havenmeester de kraanmeester. De keuze van de meeste gunstige ligplaats wordt hier gemaakt op het moment dat het schip binnenkomt, in de praktijk zal dit ook in sterke mate afhangen van tijdstip waarop informatie over de lading beschikbaar is. Al voordat een schip geladen is in haar haven van oorsprong of bij vertrek van een schip uit een van de ARA – havens of de Duitse Rijnterminals. Ook zou het gunstig kunnen zijn om een schip tijdens het los- en laadproces te verhalen van de ene ligplaats naar de andere om zo het aantal kraanbewegingen te beperken. Aangezien het zeer moeilijk is om te beslissen wanneer dit gunstig wordt, wordt er in deze studie vanuit gegaan dat alle transport langs de kade gebeurt met het materieel op de kade en niet door het verhalen van het schip. Zoals al in hoofdstuk 4 besproken is. wacht tot geactiveerd door schipgenerator of vertrekkend schip
Ja
is er een ligplaats vrij?
nee nee
is er een kraan vrij? Ja
zoekt de gunstigste ligplaats wijs ligplaats toe aan schip haal schip uit wachtrij zet ligplaats op bezet activeer kraanmeester
Figuur 41 Stroomschema van de havenmeester
57
6.8 De kranen Voor de kraan kunnen verschillende processen geactiveerd worden zoals ook te zien in het stroomschema van de kraanmeester in Figuur 42. Allen hebben, zoals hieronder beknopt beschreven, een andere functie. • • • • •
Enkele kraanmodule: CUB- enkele kraanmodule: Twee kranenmodule: CUB- twee kranenmodule: Truck:
lossen en laden van een gewoon schip met 1 kraan lossen en laden van een CUB- barge met 1 kraan lossen en laden van een gewoon schip met twee kranen lossen en laden van een CUB- barge met twee kranen lossen en laden van een truck met 1 kraan
De eerste vier processen lijken zeer sterk op elkaar en zullen als één besproken worden, waarbij steeds onderlinge verschillen worden uitgelegd. Daarna zal de laatste, het truck los- en laadproces toegelicht worden. Lossen en laden van een schip Het stroomschema in Figuur 42 is dat van de enkele kraanmodule aan de hand hiervan wordt het los en laad proces van een schip besproken. Figuur 43 geeft het losproces gedetailleerd weer en Figuur 44 het laadproces. wacht tot geactiveerd door kraanmeester
Arriveert er een truck gedurende de aanlegtijd van het schip?
ja
nee
wacht gedurende aanleggen schip
los en laad truck
start lossen
Arriveert er een truck gedurende het lossen van het schip?
ja
los en laad truck nee
Ga door met lossen van het schip als schip gelost is, start laden
Arriveert er een truck gedurende het laden van het schip?
ja
los en laad truck nee
Ga door met laden van het schip als schip geladen is, activeer kraanmeester
Figuur 42 Stroomschema van de enkele kraanmodule
58
Zoals in Figuur 42 te zien, wordt de kraan geactiveerd door de kraanmeester. Op dat moment is het schip begonnen met aanleggen. Als er tijdens het aanleggen , dat 10 minuten duurt, een truck aankomt bij deze kraan, dan krijgt die truck op dat moment voorrang. Dat wil zeggen: De kraan lost en laad eerst de truck alvorens aan het schip te beginnen. Lossen De kraan wordt geactiveerd door de kraanmeester en wacht vervolgens terwijl het schip aanlegt. Mocht er in die aanlegtijd nog een truck arriveren dan wordt die nog behandeld. Zodra het schip is afgemeerd rijdt de kraan naar het voorste ruim van het schip en trekt een te lossen container uit de workload. Vervolgens wordt bepaald of het een empty, reefer, IMO of gewone container is. Daarna wordt aan de hand van de bestemming van de getrokken container de dichtstbijzijnde dedicated stack voor die container bepaald. Ligt die dedicated stack niet binnen het werkbereik van de kraan dan moet de container naar de overpakstack. Vervolgens wordt de rijtijd naar de stack of overpakstack bepaald, rijdt de kraan erheen en zet de container erin. Als er in de tussentijd een truck gearriveerd is onderbreekt de kraan het losproces om de truck te bedienen. Zo niet, dan rijdt de kraan terug naar het ruim waar het aan het lossen was en pakt een nieuwe container op. Dit gaat net zo lang door tot het ruim leeg is of het aantal containers van dezelfde bestemming op is. Bij een gewoon schip is het uitgangspunt namelijk dat alle containers met één bestemming bij elkaar in het schip staan. Als het aantal containers van dezelfde bestemming op is wordt er een container met een andere bestemming uit de workload getrokken. Het verschil met een CUB-barge is dat bij een CUB-barge alle containers ongesorteerd in het ruim staan. In de beide CUBkraanmodules wordt bij het lossen dan ook voor iedere kraanmove een nieuwe container uit de workload getrokken. Als een ruim leeg is rijdt de kraan na het lossen naar het ruim daar achter en gaat verder met lossen. Dit hele proces gaat net zolang door totdat alle ruimen gelost zijn.
Rij naar voorste ruim van het schip trek te lossen container uit workload bepaal type empty/reefer/IMO/gewoon bepaal meest nabije stack voor die container
ja
ligt stack binnen het werkbereik van de kraan?
nee
rij naar stack
rij naar overpakstack
zet container in de stack
zet container in de overpakstack
Ja
Totdat ruim volledig gelost is, rij dan naar volgende ruim
Is er een truck gearriveerd?
los en laad truck Nee
rij naar schip
Figuur 43 Detailstroomschema lossen in de enkele kraanmodule
59
Laden Dan begint de kraan het schip te laden. Het laden gaat voor de gewone barge en de CUB- barge exact hetzelfde. Er wordt een container uit de workload van de kraan getrokken, het type, empty, reefer, IMO of gewoon wordt bepaalt en vervolgens de dichtstbijzijnde dedicated stack, waar een container met die bestemming zich bevindt. Als die dedicated stack buiten het werkbereik van de kraan ligt wordt er van uitgegaan dat die container inmiddels in de overpak stack staat. Uitgangspunt is dat voordat een schip arriveert de complete exportlading voor dat schip bij de ligplaats klaarstaat. De rijtijd van de kraan wordt nu bepaald en de kraan rijdt vervolgens naar de stack en pakt de container op, en rijdt naar het achterste ruim van het schip en zet de container in het schip. De bestemming van de containers die de kraan laadt verandert niet totdat alle containers van die bestemming, die met het schip mee moeten geladen zijn. Pas dan wordt uit de workload een container met een andere bestemming getrokken. Als de kraan een container in het schip geladen heeft en er is in de tussentijd een truck gearriveerd dan wordt het laden onderbroken om de truck te bedienen. Als een ruim eenmaal vol is gaat de kraan naar een ruim naar voren en laadt dat, dit net zolang totdat het hele schip geladen is. Als het schip helemaal geladen is gaat de kraan verder met het bedienen van eventueel nog gearriveerde trucks en daarna wordt de kraanmeester geactiveerd.
trek te laden container uit workload bepaal type empty/reefer/IMO/gewoon bepaal meest nabije stack voor die container
ligt stack binnen het werkbereik van de kraan?
ja
nee
rij naar stack
rij naar overpakstack
haal container uit de stack
haal container uit de overpakstack
Totdat ruim volledig geladen is, rij dan naar volgende ruim
Totdat ruim volledig geladen is, rij dan naar volgende ruim
rij naar achterste ruim van het schip zet container in het schip
Ja
Is er een truck gearriveerd?
los en laad truck Nee
nee
Alle export containers voor deze bestemming geladen?
ja
Figuur 44 Detailstroomschema laden in de enkele kraanmodule Twee kranen Het verschil bij het lossen en laden met twee kranen is dat de ene kraan het voorste deel van het schip bedient en de andere het achterste deel. Als een container naar een dedicated stack in het werkbereik van de andere kraan moet wordt deze in de overpak stack geplaatst. Het hele proces is in principe verder hetzelfde als voor één kraan. Het gevaar dat de kranen met elkaar in botsing komen is er nauwelijks aangezien beide kranen van voor naar achter lossen en van achter naar voor laden. Er zit steeds een halve scheepslengte afstand tussen de kranen.
60
Cyclustijd van de kraan bepalen Als een kraan een container moet optillen, wordt voor de duur van het oppakken en hijsen samen een tijdsduur getrokken uit een driekhoeksverdeling. Vervolgens roept de kraan, als hij weet waar hij heen moet rijden een macro om de rijtijd naar die locatie te bepalen. Dit gebeurt zoals dat in hoofdstuk 4 beschreven is. Voor elke afstand wordt bepaald of de gantry- of de trolleysnelheid maatgevend is, respectievelijk langer langs de kade rijden of langer loodrecht erop. Vervolgens wordt met behulp van de kraanversnelling en kraansnelheid in de bewuste richting, de rijtijd bepaald. Shufflen De kraan plaatst de containers zoveel mogelijk direct in hun dedicated stack. Het kan zijn dat die container daar direct goed staat, maar het kan ook dat hij boven op een container komt te staan die eerder weg moet. Of dat de container zelf na verloop van tijd onderop komt te staan en er één of meerdere containers verplaatst moeten worden om die container weer te kunnen bereiken. Hierdoor zal er geshuffled moeten worden. Hoeveel moves er per container moeten worden gemaakt om te shufflen is zeer moeilijk te bepalen. Dit hangt af van de prioriteit van de container, het gewicht, het soort de initiële plaats en het aantal containers in de stack en de prioriteit en het gewicht en het soort en de initiële plaats daarvan. Dit is kortom afhankelijk van zeer gedetailleerde informatie per container, een detailniveau dat te hoog is voor deze studie. Er zou per container niet alleen een bestemming, maar ook een gewicht, prioriteit en soort bijgehouden moeten worden. Daarnaast moet ook de exacte locatie binnen een dedicated stack steeds bekend zijn. Dit alles maakt de simulatie onnodig complex en bovendien ontbreekt het aan invoergegevens om elke container van zulke gedetailleerde informatie te voorzien. Er is dan ook voor gekozen om het shufflen niet te modelleren. Omdat het shuffle proces toch een aanzienlijk deel van de totale kraanwerktijd in beslag neemt is het van belang om goed na te gaan wat de gevoeligheid van de prestaties van de terminal is voor het aantal shufflemoves dat per container gemaakt moet worden. Een kraan moet immers naast tijd voor shufflen ook voldoende tijd hebben om trucks en schepen te lossen en te laden. Hoe hiermee rekening wordt gehouden staat beschreven in hoofdstuk 8. Van en naar het depot Als er een empty, reefer of IMO vanuit het depot moet komen om geladen te worden, dan wordt er van uitgegaan dat die container is klaargezet onder de backreach van de kraan. Een kraan hoeft daardoor nooit te wachten als er een container uit het depot op een schip geladen moet worden. Een container die naar het depot moet wordt door de kraan in de backreach gezet. Hierbij is een uitgangspunt dat er voldoende terminalmaterieel beschikbaar is, zodat de ruimte onder de backreach nooit volloopt.
61
6.9 De landzijdige import/export-generator Nadat de main de landzijdige import/export-generator, hierna aangeduid als “landgen.”, heeft gestart wordt allereerst een verzameling aangemaakt met daarin containers met elk een bestemming. Deze verzameling wordt ingelezen uit een file met daggemiddelden van de jaarlijkse doorvoer per bestemming. Die gemiddelden zijn gebaseerd op de doorvoeren uit de MoCoBi-studie. In bijlag BError! Reference source not found. is hiervan een tabel opgenomen. Vervolgens wacht de landgen gedurende de tussenaankomsttijd tussen 2 trucks. En maakt daarna een nieuwe truck aan. Deze tussenaankomsttijd wordt getrokken met een exponentiëleverdeling met een gemiddelde tussenaankomst van ongeveer 6 minuten. Hier wordt gesproken over een truck, maar het kan ook een ITS-voertuig zijn, beide worden in de simulatie aangeduid met truck. Nu trekt de landgen een bestemming voor de importcontainer, die de truck vervoert. De bestemming van de container die de truck exporteert heeft altijd de bestemming KAN-regio. Nu de truck een lading heeft wordt hij geactiveerd in de truckmodule. Zoals in het stroomschema van Figuur 45 te zien is trekt de landgen de volgende tussenaankomsttijd en wacht tot die verstreken is.
wacht gedurende tussenaankomsttijd trucks maak truck aan trek bestemming van de importcontainer van de truck
gedurende simulatietijd
bepaal type empty/ reefer/IMO/gewoon activeer de truck Figuur 45 Stroomschema landzijdige import/export-generator
62
6.10 De kraanmeester De kraanmeester heeft een drietal taken. De meest belangrijke daarvan is het toewijzen van kranen aan schepen. Hiervoor activeert de havenmeester het deel van de kraanmeestermodule dat het benodigde aantal kranen toewijst aan het schip, hun werkbereik bepaalt en in geval van twee kranen bepaalt welke kraan het voorste deel van het schip bedient en welke het achterste. De kraanmeester kent aan de hand van de lengte en het type van het schip, één of twee kranen toe aan het schip. Ook krijgt de kraan hier zijn workload voor lossen en laden toegewezen. De workload wil zeggen het aantal containers van welke bestemming gelost en geladen moeten worden. Figuur 46 maakt dit hele proces inzichtelijk. Als er een truck is gearriveerd die door een kraan bediend moet worden, die op dat moment niet actief is dan activeert de truck de kraanmeester en die zorgt dat die kraan in de handel-truck-module geactiveerd wordt. Het laatste deel van de kraanmeestermodule wordt geactiveerd door de kranen als ze klaar zijn met het behandelen van het schip. De kraanmeester zet dan op non-actief. wacht tot geactiveerd door havenmeester
hoeveel kranen heeft het schip nodig? 1 kraan
2 kranen
zoek meest nabije kraan die vrij is
zoek de twee vrije kranen
zet kraan op bezet zijn er 2 kranen beschikbaar? bepaal workload kraan
ja
nee
zet beide kranen op bezet
bepaal werkbereik kraan
zet kraan op bezet
bepaal workload kraan
bepaal welke kraan het voorste deel van het schip bedient en welke het achterste
activeer kraan in enkele-kraanmodule
bepaal werkbereik kraan
bepaal werkbereik beide kranen ja
bepaal workload kraan
ja
activeer beide kranen in CUB-tweekranenmodule
is het een CUBbarge?
activeer kraan in CUB-enkelekraanmodule
is het een CUBbarge?
nee
activeer beide kranen in tweekranenmodule
nee
activeer kraan in enkelekraanmodule
Figuur 46 Stroomschema kraanmeester (toewijzen kranen)
63
6.11 De truck Als de truck geactiveerd is door de landgen wordt het type van de import- en exportcontainer bepaald. Als de importcontainer een empty, reefer of IMO is dan wordt de truck nabij de daarbij behorende stack achter de kranen gelost. Dit gebeurt echter niet met de kranen maar met ander terminalmaterieel, bijvoorbeeld een reachstacker of straddle-carrier. Omdat dit losproces buiten de scope van deze studie valt wordt voor dit losproces standaard 10 minuten aangenomen. Ook de export-container wordt dan aangenomen een reefer of IMO te zijn. De truck wordt ook achter de kranen geladen en vertrekt vervolgens. De kranen worden in dit geval niet belast. geactiveerd door landgen zoekt dedicated stack voor de import container zoekt de meest nabije kraan en maakt die de truckloskraan Bepaalt de meest nabije KAN-stack
Is de truckloskraan reeds actief? nee
ja
neemt plaats in de wachtrij van de truckloskraan
Is de truckloskraan vrij? nee
ja
neemt plaats in de wachtrij van de truckloskraan
neemt plaats in de wachtrij van de truckloskraan
wacht tot gedurende lossen en laden
Activeer de kraanmeester
vertrekt
wacht tot gedurende lossen en laden
wacht tot gedurende lossen en laden vertrekt
vertrekt
Figuur 47 Stroomschema truck Als zowel de import- als de exportcontainer gewoon zijn zoekt de truck de dedicated stack voor de import container, die hij vervoert. Als er meerdere dedicated stacks zijn voor die bestemming dan kiest hij die stack, die de meeste ruimte beschikbaar heeft. Dan zoekt hij de meest nabije kraan en meldt zich in de wachtrij van die kraan. Is de kraan niet actief dan activeert de kraanmeester de kraan in de handel_truck module. Vervolgens bepaalt de truck de meest nabije KAN-stack. De kraan wordt nu belast voor zowel laden als lossen van de truck. Als er een truck in de wachtrij van een kraan staat dan wordt die binnen de tijd van 1 move bediend. Dat wil zeggen als de kraan nog met een move bezig is, dan maakt hij die af en rijdt daarna direct naar de truck. Een uitgangspunt is dat er altijd maar één container op de truck staat en niet bijvoorbeeld twee 20ft containers.
64
7 Verificatie van het model In dit hoofdstuk wordt het in hoofdstuk 6 beschreven model getest om te zien of het betrouwbaar is, de verificatie. Voordat daarmee kan worden begonnen moet eerst worden vastgesteld wat de inspeeltijd is, hoelang het model moet runnen en hoeveel replicaties van iedere run gemaakt moeten worden.
7.1 Inspeeltijd, simulatieduur en replicaties Inspeeltijd De inspeeltijd is de tijd die een model moet runnen totdat de invloed van de beginwaarden, met als gevolg vaak heftig fluctueren van veel variabelen, is verdwenen. Vanaf dat moment heeft het model de zogenaamde steady-state bereikt. Om de inspeeltijd zo kort mogelijk te houden is de begininhoud van de stacks zo ingesteld dat deze de gemiddelde verwachte stackinhoud benaderd. De gemiddelde stackinhoud is bepaald aan de hand van de jaarlijkse doorvoeren per bestemming uit de MoCoBi-studie: (Aantal containerbezoeken * gemiddelde dwell time ) / 365 dagen Het opstarten is daarmee alleen nog afhankelijk van het beginnen van arriveren van schepen en trucks. De lengte van de inspeeltijd wordt voor dit model bepaald aan de hand van de ligplaats- en kraanbezetting, het totaal aantal kraanmoves per uur en de gemiddelde servicetijd van een schip. Bij het starten is de haven nog leeg en de ligplaats- en kraanbezetting zijn beide nul, maar naarmate de eerste schepen arriveren, raken de ligplaatsen bezet en gaan de kranen werken. Doordat dit proces op gang komt, worden ook het aantal moves en de eerste servicetijden gemeten. Alle variabelen beginnen langzaam richting een normale waarde te gaan. Dit is te zien in bijlage D. De servicetijd van de schepen blijkt voor de inspeeltijd de maatgevende variabele te zijn, deze stelt zich in na ongeveer 25000, iets meer dan 17 dagen De inspeeltijd bedraagt voor dit model dan ook 25000 minuten. Simulatieduur Dit is de simulatietijd waarin de observatie gebeurt, de inspeeltijd hoort hier niet bij. Er bestaat niet echt een methode om deze duur vast te stellen. In eerste instantie is de runlengte dan ook bepaald aan de hand van een vuistregel uit Discrete Modellen [Ref 27 pagina ]. Deze regel stelt dat een runlengte van driemaal de langst voorkomende cyclustijd voldoende is. Hier is gekozen om de simulatieduur over te nemen van het MoCoBi-model, het daaruit voortkomende vaarschema is immers invoer voor dit model. Met vier maal de langst voorkomende cyclustijd, namelijk een binnenvaartrondreis van zeven dagen tussen Valburg en Basel, wordt ruim aan deze vuistregel voldaan. De simulatieduur komt daarmee op 28 dagen ofwel 40320 minuten. In de uitvoergrafieken van Prosim is de tijd steeds in minuten weergegeven. De simulatietijd begint dan na de inspeeltijd op T = 25000 min en loopt tot T = 65320 min. Deze runlengte is relatief kort. Daarom wordt gekeken of de waargenomen waarden in het begin van de runlengte enige correlatie hebben met waarden, waargenomen aan het eind van de simulatieduur. Door van een parameter alle waarnemingen van 1 runlengte de autocorrelatie te bepalen kan een verband tussen het begin en het einde van de tijdreeks vastgesteld worden. Als de autocorrelatie aan het eind van de tijdreeks nul is, is er geen verband en is de runlengte lang genoeg. 0,5
0 0
50
100
150
200
-0,05 -0,1 -0,15
250
300
Autocorrelatie coefficient [-]
Autocorrelatie coefficient [-]
0,05
0,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1
-0,2
25
525
1025
1525
2025
Time lag [16.8 * min]
Time lag [134,4*min]
Figuur 48Autocorrelatie servicetijd van een schip Figuur 49 Autocorrelatie servicetijd van een truck
65
In Figuur 48 is te zien dat de schipservicetijden van het begin van de waarneming geen correlatie hebben met schipservicetijden van het einde van de runlengte. In Figuur 49 is hetzefde gedaan maar dan voor de truckservicetijden. In beide figuren is geen correlatie te zien aan het einde van de waarnemingsperiode, waaruit geconcludeerd kan worden dat de runlengte voldoende groot is gekozen. Replicaties Het model maakt voor het bepalen van de waarde van een aantal variabelen gebruik van trekkingen uit stochastische verdelingen. Hiervoor wordt een random getal bepaald met behulp van een beginwaarde, de zogenaamde seed, met dit random getal kan nu een trekking uit de verdeling van bijvoorbeeld truckaankomsttijden. Bij runs met een zelfde seed is de opeenvolging van trekkingen steeds hetzelfde, waardoor de betrouwbaarheid van de observaties afhangt van die ene seed. Door nu een aantal runs te doen onder gelijke omstandigheden maar met verschillende seeds onstaat een meer betrouwbare waarneming van de uitvoer variabelen. Idealiter zou er een zeer groot aantal replicaties gemaakt moeten worden, maar aangezien dit qua tijd en dataopslag mogelijkheid niet haalbaar is moet worden volstaan met een beperkt aantal replicaties. Hoeveel hangt af van de vereiste nauwkeurigheid. In Error! Reference source not found.bijlage E staat hoe het benodigde aantal replicaties bepaald wordt voor een bepaalde betrouwbaarheid. Bij elk van de experimenten waar een bepaalde uitvoer waarde van belang is wordt een aantal herhalingen gedaan tot de nauwkeurigheid voldoende is. De resultaten van deze replicaties en de bereikte nauwkeurigheid staan per experiment beschreven in de bijlagen.
7.2 Verificatie van het model Voordat het model daadwerkelijk gebruikt kan gaan worden voor simulaties, is het zaak het eerst grondig te testen, zodat we zeker kunnen zijn van een betrouwbare uitvoer. Dit gebeurt meestal op twee verschillende manieren; eerst wordt gekeken over het programma doet wat het moet doen, of alle processen naar behoren doorlopen worden en of er geen fouten in zitten; de verificatie van het model. Na deze fase wordt het model gevalideerd. Dit door te kijken of de output waarden overeenkomen met gegevens bekend uit de praktijk. Omdat het in deze studie gaat om een nog niet bestaande terminal is, zijn er geen praktijkgegevens beschikbaar om de uitvoer mee te vergelijken. Voor dit model kan alleen de verificatie gedaan worden. De verificatie van het model gebeurt voor een groot deel tijdens het programmeren zelf. Door de verschillende procedures en componenten te tracen tijdens een run is goed na te gaan of de juiste stappen worden gemaakt. Door steeds de status van de verschillende attributen van componenten te volgen is goed na te gaan of het programma naar behoren werkt. Een ander onderdeel van de verificatie is het controleren van de in en uitvoer, zijn de waardes reëel?, kloppen de balansen?, is bij bepaalde invoeren de uitkomst zoals verwacht? Deze controle is gedaan aan de hand van een aantal experimenten met het model, hieronder staan deze kort beschreven en in de bijlagen is een uitgebreidere uitwerking te vinden. De verificatie experimenten worden hier aangeduid met de afkorting ‘VEREXP’ (verificatie experiment) en zijn ook in de bijlagen zo genoemd. VEREXP1 ‘Container balans’ In het geval van een containerterminal is een belangrijke test om te kijken of er geen containers geproduceerd worden in het systeem, of de balans van opslag en van inkomend en uitgaand transport in evenwicht is. Zowel het totaal voor de hele terminal als per containerbestemming. Uit de balansen in bijlage D valt op te maken dat er geen containers geproduceerd worden in het systeem of dat containers van bestemming wisselen. VEREXP2 ‘Los- en laadbewegingen van een kraan’ Zoals in paragraaf 6.8 is beschreven kunnen de kranen in principe op twee manieren lossen en op maar één manier laden. Om te zien of dit daadwerkelijk gaat zoals bedoeld is een aantal plots van de afgelegde weg van de trolley van de kraan gemaakt. Voor een truck of ITS voertuig, een CUB-barge, bediend door 2 kranen en een gewone barge met 1 kraan is het proces van het lossen en laden in detail geverifieerd in bijlage D.
66
VEREXP3 ‘Ligplaats - en kraanbezetting’ Een ligplaats is niet 100% van de tijd bezet door een schip, in dat geval zouden enorme wachttijden ontstaan. Ook zal afhankelijk van het ladingaanbod en de indeling van de dedicated niet elke ligplaats een zelfde bezettingsgraad hebben. Toch moet na een voldoend lange simulatieperiode de ligplaatsbezetting van alle ligplaatsen ongeveer gelijk zijn. Als alle ligplaatsen een min of meer gelijke bezetting vertonen na een bepaalde simulatieduur dan zou hetzelfde moeten gelden voor de kraanbezetting en daarmee ook het aantal moves dat iedere kraan maakt. In bijlage D is te zien dat dit inderdaad het geval is. In Figuur 50 is dit voor de kraanbezetting te zien.
bezettingsgraad [%]
Kraanbezetting Gemiddeld over 5 kranen
23.5 23 22.5 22 21.5 21 20.5 20 19.5 1
2
3
4
5
kranen
Figuur 50 Kraanbezetting VEREXP4 ‘Kraansnelheid’ De kraansnelheid wordt voor elke move afzonderlijk bepaald zoals in paragraaf 4.4 besproken. In dit verificatie experiment is gecontroleerd of het algoritme dat steeds de rijtijd van de kraan bepaald juist werkt. Dit is gedaan door voor een aantal kraanbewegingen de afgelegde afstand te registreren en te kijken of de kraan daar de juiste tijd over deed. Het blijkt dat de verwachte moveduur en de door het model bepaalde moveduur overeenkomen. Het algoritme voor voor het bepalen van de rijtijd werkt. In bijlage DError! Reference source not found. is dit experiment met controle berekeningen in detail te volgen.
Figuur 51 Histogram hijsduur Behalve de deterministische bepaling van de rijtijd van de kraan wordt voor het oppakken en hijsen en zakken en neerzetten, steeds een tijd getrokken uit een driehoeksverdeling. Het resultaat van deze trekkingen is de verdeling zoals weergegeven in het histogram van Figuur 51 . Het blijkt dat de hijsduur inderdaad getrokken wordt uit een driehoeksverdeling. Hierdoor ziet de verdeling van de kraancyclustijden eruit als in Figuur 52.
67
120.00%
180 160
100.00% 140 80.00%
100 60.00%
cdf
aantal cycli
120
80 60
40.00%
40 20.00% 20
4. 4 17 5 4. 35
.00%
0. 1 0. 5 32 5 0. 5 0. 67 5 0. 85 1. 02 5 1. 2 1. 37 5 1. 55 1. 72 5 1. 9 2. 07 5 2. 25 2. 42 5 2. 6 2. 77 5 2. 95 3. 12 5 3. 3 3. 47 5 3. 65 3. 82 5
0
Kraancyclustijd [min]
Figuur 52 Histogram kraancyclustijd VEREXP5 ‘Geen import of geen export’ Als de import vanaf een bepaald moment sterk verminderd zou worden zou de voorraad van de terminal langzaam moeten slinken. Daarom is een run gemaakt waarbij na 3 dagen simulatie de schepen voornamelijk lading kwamen ophalen. Het resultaat is te zien in Figuur 53, de stackinhoud gemiddeld over de hele terminal loopt inderdaad terug. Er is een duidelijke trend richting de x-as te zien, de stackinhoud neemt af. Het tegenovergestelde zou moeten gebeuren als de export vanaf een bepaald moment sterk zou afnemen. In bijlage DError! Reference source not found. is te zien dat dit inderdaad het geval is. Containervoorraad
VEREXP5.2 ‘Geen import’
Aantal containers in voorraad
T [min]
Figuur 53 Containervoorraadverloop bij tijdelijk sterk verminderde import VEREXP6 ‘Piek in aankomsten’ Als er een groot aantal schepen kort na elkaar arriveert, raken alle ligplaatsen vol en de kranen bezet en zou er een wachtrij moeten ontstaan. De wachtrij blijkt daadwerkelijk groter te worden zoals te zien in figuren van bijlage d8. Ook zullen de kranen zwaarder bezet worden, wat terug te zien moet zijn in het aantal moves per uur, de piek in figuur van deze bijlage bevestigt dit.
68
VEREXP7 ‘Aantal kranen’ Door de terminal met minder kranen te laten runnen zou de capaciteit af moeten nemen en de bezettingsgraad van de kranen toe moeten nemen. Variabelen waarin dit tot uitdrukking komt zijn kraanbezetting, aantal moves per uur gemiddeld over de terminal, en het aantal schepen in de wachtrij. In Bijlage D9 VEREXP7 ‘Aantal kranen’zijn experimenten gedaan voor 1, 2, 3, 4 en 5 kranen, uit de figuren in deze bijlage blijkt dat de kraanbezetting en het aantal schepen in de wachtrij inderdaad afneemt naar mate het aantal kranen toeneemt. VEREXP8 ‘Variëren van de Kraansnelheid’ Een andere manier om de capaciteit van de terminal te veranderen is door het aanpassen van de kraansnelheid. Variabelen waarin dit tot uitdrukking komt zijn onder meer het aantal moves per uur gemiddeld over de terminal, de servicetijden van schepen en de kraanbezetting. In bijlage dError! Reference source not found. is een drietal experimenten gedaan met drie verschillende kraansnelheden. Uit de figuren van deze bijlage blijkt inderdaad dat de capaciteit toeneemt met de kraansnelheid. VEREXP9 ‘Eén of twee kranen’ Een schip dat door één kraan gelost en geladen wordt zou een langere servicetijd moeten hebben dan een schip dat door twee kranen bediend wordt. Er zou ongeveer een factor twee verschil in de servicetijden van de schepen moeten zitten. In bijlage D11 is te zien dat dit verschil inderdaad ongeveer een factor twee bedraagt.
69
8 Simulatie experimenten In dit hoofdstuk wordt een drietal experimenten besproken. Deze worden stuk voor stuk besproken waarbij voor elk experiment een conclusie wordt getrokken met betrekking tot de vraagstelling van deze studie: ‘Is het mogelijk om met een conventionele kraanconfiguratie van een binnenvaartterminal het CUBconcept op grote schaal toe te passen? Dat wil zeggen: Kan de terminal grote hoeveelheden ongesorteerde containers verwerken en daarbij een voldoend serviceniveau bieden?’ Vragen Daarvoor moeten de volgende vragen beantwoord worden: • Zijn de omloop- en servicetijden van schepen acceptabel? (Criterium: zie Tabel 10) • Is de bezettingsgraad van de kranen acceptabel? • Is de kadebezetting acceptabel? • Is het mogelijk al het transport langs de kade met een shuttle-carrier uit te voeren? Parameters Om antwoorden te kunnen geven op deze vragen worden per experiment worden de volgende parameters gemonitord: • Omloop- en servicetijden schepen (Criterium: zie Tabel 10) • Kraanbezetting • Kraanmoves per uur • Kadebezetting • Aantal containers dat via de overpakstacks verplaatst wordt • Inhoud van de overpakstacks • Af te leggen afstand voor shuttle carrier Invoergegevens Voordat met de uiteindelijke experimenten begonnen kan worden moet eerst de invoer bepaald worden. Hier wordt de invoer kort besproken, in de bijlagen zijn de invoergegevens en resultaten van ieder experiment uitgebreider gedocumenteerd. In een periode van 28 dagen doen 390 schepen de haven aan, 171 uit de Duitse en Zwitserse Rijnbestemmingen en 219 uit de zeehavens. In Tabel 19 is kort samengevat wat de invoergegevens van de schepen zijn. Tabel 19 Invoergegevens schepen
aantal calls 338 calls uit ARA-havens 155 calls uit Rijnbestemmingen 183 gemiddelde tussenaankomsttijd 1,98 u
inkomende containers uitgaande containers gemiddelde callsize max.callsize min. callsize
[container] 22632 22616 134 260 36
[TEU] 36211 36186 214,4 416 57,6
Met deze schepen zijn er dan in 28 dagen (22.632 + 22.616)/2 = 22.624 containerbezoeken plus ongeveer 4.225 containerbezoeken per truck. Samen maakt dat ongeveer 31.074 containerbezoeken in 28 dagen. Daarvoor zijn 31.074 * 2 = 62.148 kraanmoves nodig, waarvoor 7 kranen beschikbaar zijn. Reshufflen Naast de moves voor lossen en laden moeten ook moves voor reshufflen binnen de dedicated stack gemaakt worden. Zoals blijkt uit Tabel 9 moeten jaarlijks 382.200 TEU ofwel 238.875 containers onder de kranen gestacked worden. Als uitgangspunt wordt aangehouden dat al die containers één keer gereshuffled moeten worden dan moeten de kranen jaarlijks 238.875 reshuffle-moves maken: Dat betekent 238.875 containers / 13 = 18.375 containers per 28 dagen.
70
Ofwel 18.375 containers / 7 kranen = 2.625 moves/kraan per 28 dagen. In de volgende experimenten wordt ervan uitgegaan dat die shuffle-moves gemiddeld 1,5 minuut duren: 2.625 moves * 1,5 min. / 40320 min * 100% = 9,8 % bezettingsgraad voor reshuffle-moves.
8.1 Experiment 1 Eén dedicated stack per bestemming Dit experiment is uitgevoerd met een stackindeling zoals in Figuur 54 is weergegeven. Elke kleur in deze figuur stelt een dedicated stack met een andere bestemming voor. Bij deze indeling is de kans dat een container niet direct bij de ligplaats van het schip zeer groot.
ligplaats 1
ligplaats 2
ligplaats 3
ligplaats 4
ligplaats 5
Figuur 54 Eén dedicated stack per bestemming Omloop- en servicetijd De omloop- en servicetijd van de schepen zijn in de histogrammen van Figuur 59 weergegeven. De gemiddelde servicetijd bedraagt 3,9 uur. Voor een gemiddelde callsize van 134 containers is dit zeer goed, CTN gaat voor een dergelijke callsize uit van een servicetijd van tussen de 5 en 7 uur. De servicetijd bij dit experiment zit daar zelfs nog onder. De reden hiervoor is dat de meeste schepen zo mogelijk door twee kranen gelost worden, waardoor de servicetijden relatief lager uitvallen dan bij CTN het geval is. CTN werkt met 1 kraan per schip. Zoals in de beide histogrammen van Figuur 55 te zien is treden ook een aantal pieken op in de servicetijden. Deze pieken ontstaan wanneer een schip met een callsize van meer dan 400 TEU maar één kraan krijgt toegewezen. Dit gebeurt omdat alle andere kranen reeds bezet zijn, het schip krijgt dan in plaats van twee maar één kraan toegewezen. Dit betekent dat het gehele los- en laadproces met slechts één kraan gebeurt, waardoor de servicetijd erg hoog uitvalt. Ook kan het voorkomen dat een kraan, die bezig is met een schip tussentijds een aantal trucks moet lossen, waardoor de servicetijd van het schip langer wordt.
80,00%
40 60,00% 30 40,00%
20
20,00%
10
80 0 87 5 95 0
12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5
,00%
50
0
Omlooptijd [minuten]
60
100,00%
50
cdf
aantal calls
50
120,00%
80,00%
40 60,00% 30
cdf
100,00%
70
40,00%
20
20,00%
10 0
,00% 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
60
aantal calls
120,00%
50 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5
70
Servicetijd [minuten]
Figuur 55 Histogrammen omloop- en servicetijd van schepen experiment 1
71
De wachtrij zoals in weergegeven in Figuur 56 laat zien dat zich een aantal pieken voordoen van 2 schepen, waardoor de gemiddelde wachttijd per schip ongeveer 3 minuten bedraagt. De gemiddelde wachttijd is daarmee verwaarloosbaar klein. De maximale wachtijd bedraagt 2,2 uur en komt slechts één maal voor. Het serviceniveau voor de schepen is daarmee zeer goed. Tabel 20 Wachtijd experiment 1
Wachttijd [min] [uur] gem 3,23 max 130 2,2 min 1 -
Figuur 56 Aantal schepen in wachtrij exp1 Kraan- en kadebezetting De kraanbezetting bedraagt ongeveer 47% of dit klopt wordt als volgt nagegaan: 7 kranen maken ieder 24,7 moves per uur daarmee moeten ze 54.636 moves in 672 uur maken 54.636 mvs / (7*24,7mvs/u) = 316 kraanuren 316 u / 672 u * 100% = 47% Rekening houdend met reshufflen is de kraanbezetting totaal: Lossen en laden Reshufflen
47% 9,8% + 56,8% Met deze kraanbezettingbezetting is er nog ruimte om eventuele pieken op te vangen. Tabel 21 Bezettingsgraden experiment 1
Gemiddeld aantal kraanmoves per uur Gemiddelde kraanbezetting Gemiddelde ligplaatsbezetting
24.7 47% 44%
De kadebezetting, zoals te zien in Tabel 21, is 47% relatief dat komt goed overeen met het uitgangspunt van 50% uit de berekening van het aantal ligplaatsen in paragraaf 3.1. De wachttijd is ook zeer laag met gemiddeld 3 minuten per schip, de kadebezetting mag dan ook hoger zijn. Transport langs de kade Het aantal over te pakken containers bedraagt 28.186 deze moeten gezamelijk een afstand afleggen van 5.823km. Deze afstand moet zoals in hoofdstuk 3 beschreven worden overbrugd met een shuttlecarrier. Deze rijdt met een gemiddelde snelheid van 24 km/u. Rijden met lading: 4.211 km / 24km/u Rijden zonder lading: 0,5 * 4.211 km/ 24km/u Oppakken en neerzetten: (45s + 45s) * 20.741 containers
= 175 u = 88,2 u = 519 u + 781,7 u = 32,6 dagen
72
In deze handberekening is aangenomen dat de shuttle-carrier voor elke container 1,5 maal de afstand moet afleggen, die voor die container nodig is. De carrier moet namelijk eerst naar de container toerijden voordat die naar de juiste stack gebracht kan worden. Verder is aangenomen dat oppakken en neerzetten elk 45 s duurt.
Figuur 57 Inhoud van de overpakstacks experiment 1 Gegeven deze aannames zouden 2 shuttle-carriers nodig zijn, immers: 32,6 dagen/ 28 dagen = 1,2 ofwel 2 shuttle-carriers. Deze zouden dan echter een bezettingsgraad van (781,7 u / 2) / 672 u * 100% = 58% hebben, wat enige speling overlaat in het geval er pieken optreden in het aanbod aan overpakcontainers. Zoals in de linker grafiek van Figuur 57 te zien, treden in de overpakstacks pieken op van 6 containers. Dat is uitgaande van een verblijtijd van 4 minuten per container. De overpakstack heeft een opslagcapaciteit van 19 TEU. Rekening houdend met een TEU-factor van 1,6 is er dan gemiddeld ruimte voor 11 containers. Als de piek van 6 containers toevallig bestaat uit zes 40 voets containers is de overpakstack vol. De rechter grafiek van Figuur 57 geeft de piek in het totale aanbod aan overpakcontainers weer. Deze pieken bedragen maximaal 15 containers. Conclusie De servicetijden zijn zeer acceptabel met gemiddeld 3,9 uur. De maximum servicetijd van ongeveer 2 uur is zeer goed. De kraan- en kadebezetting zijn laag genoeg om dergelijke pieken op te kunnen vangen. De gemiddelde wachttijd is ook zeer laag. Dit alles geeft aan dat de kade wat hoger bezet zou kunnen worden. Het transport van overpakcontainers langs de kade zou met 2 shuttle-carriers moeten gebeuren. Het is de vraag of het mogelijk is om twee carriers op een baan van 625m te laten rijden. Daardoor zal het voorkomen dat ook tussen de carriers containers moeten worden overgepakt, waarvoor ruimte beschikbaar moet zijn in de overpakstacks. De beschikbare ruimte per overpakstack is relatief klein. In de linker grafiek van Figuur 57 is te zien dat het regelmatig voorkomt dat de overpakstack bijna helemaal vol is. Daarbij is uitgegaan van een verblijftijd in de overpakstack van 4 minuten. Wordt die tijd hoger omdat de carriers de container niet binnen, die 4 minuten kunnen verplaatsen dan raakt de stack helemaal vol. Met de stackindeling van dit experiment (zie Figuur 54) is lijkt het niet haalbaar om al het transport langs de kade te verwerken. De kraancapaciteit is echter wel voldoende om een voldoend serviceniveau te bieden.
73
8.2 Experiment 2 Meerdere dedicated stacks per bestemming De stackindeling bij dit experiment is zo, dat er een minimaal aantal kraanbewegingen langs de kade zal zijn. Voor elke eindbestemming is een dedicated stack bij elke ligplaats gereserveerd. In Figuur 58 schematisch weergegeven met de gekleurde balkjes. De kans dat een kraan een container buiten zijn werkbereik moet plaatsen is relatief klein. Dedicated stacks
ligplaats 1
ligplaats 2
KAN-stacks
ligplaats 3
ligplaats 4
ligplaats 5
Figuur 58 Meerdere dedicated stacks per bestemming Omloop- en servicetijd De omloop- en servicetijd van de schepen zijn in de histogrammen van Figuur 59 weergegeven. De gemiddelde servicetijd bedraagt 4 uur. De gemiddelde wachttijd is ongeveer 2,7 minuten per schip. Verder geldt voor de omloop- en servicetijd dat er nauwelijks iets verandert ten opzichte van experiment 1. 80
80
120,00%
70
70
100,00%
100,00%
60
60,00%
30
40,00%
80,00%
50 40
60,00%
30
cdf
40
cdf
80,00%
50
aantal calls
60
40,00%
20 20,00%
10
,00%
50 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
0
Omlooptijd [minuten]
20,00%
10 0
,00% 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
20
50
aantal calls
120,00%
Servicetijd [minuten]
Figuur 59 Histogrammen omloop- en servicetijd van schepen experiment 2 In de wachtrij, zoals te zien in Figuur 60 doen zich evenveel pieken voor als in experiment 1. Tabel 22 Wachtijd
Wachttijd [min] gem 2,65 max 148 min 1
[uur] 2,47 -
Figuur 60 Aantal schepen in de wachtrij experiment 2
74
Kraan- en kadebezetting De kraanbezetting bedraagt ongeveer 48% of dit klopt wordt als volgt nagegaan: 7 kranen maken ieder 23,7 moves per uur daarmee moeten ze 54.628 moves in 672 uur maken 54.628 mvs / (7*23,7 mvs/u) = 376 kraanuren 376 u / 672 u * 100% = 49% Rekening houdend met reshufflen is de kraanbezetting totaal: Lossen en laden Reshufflen
49% 9,8% + 58,8% Met deze kraanbezettingbezetting is er nog ruimte om eventuele pieken op te vangen. Tabel 23 Bezettingsgraden experiment 2
Gemiddeld aantal kraanmoves per uur Gemiddelde kraanbezetting Gemiddelde ligplaatsbezetting
23,7 48% 40%
De kadebezetting, zoals te zien in Tabel 23, is 40% dat is lager dan het uitgangspunt van 50% uit de berekening van het aantal ligplaatsen in paragraaf 3.1. Dit is te verklaren door het feit dat de meeste schepen met twee kranen gelost worden. Transport langs de kade Het aantal over te pakken containers bedraagt 11.998 deze moeten gezamelijk een afstand afleggen van 495km. Deze afstand moet zoals in hoofdstuk 3 beschreven worden overbrugd met een shuttle-carrier. Deze rijdt met een gemiddelde snelheid van 24 km/u. Rijden met lading: 495 km / 24km/u Rijden zonder lading: 0,5 * 495 km / 24km/u Oppakken en neerzetten: (45s + 45s) * 11.998 containers
= 20,63 u = 10,3 u = 300 u + 331 u = 13,8 dagen
In deze handberekening is aangenomen dat de shuttle-carrier voor elke container 1,5 maal de afstand moet afleggen, die voor die container nodig is. De carrier moet namelijk eerst naar de container toerijden voordat die naar de juiste stack gebracht kan worden. Verder is aangenomen dat oppakken en neerzetten elk 45 s duurt.
Figuur 61 Inhoud van de overpakstacks experiment 2
75
Gegeven deze aannames zou 1 shuttle-carrier nodig zijn, immers: 13,8 dagen/ 28 dagen = 0,49 ofwel 1 shuttle-carrier met een bezettingsgraad van 49%. Dat laat voldoende speling over in het geval er pieken optreden in het aanbod aan overpakcontainers. Zoals in de linker grafiek van Figuur 61 te zien treden in de overpakstacks pieken op van 6 containers. Dat is uitgaande van een verblijftijd van 4 minuten per container. De overpakstack heeft een opslag capaciteit van 19 TEU. Rekening houdend met een TEU-factor van 1,6 is er dan gemiddeld ruimte voor 11 containers. Als de piek van 6 containers toevallig bestaat uit zes 40 voets containers is de overpakstack vol. De rechter grafiek van Figuur 57 geeft de piek in het totale aanbod aan overpakcontainers weer. Deze pieken bedragen maximaal 10 containers. Conclusie Voor de servicetijden geldt in principe hetzelfde als voor experiment 1 evenals voor de wachttijden. Het transport van overpakcontainers langs de kade zou met 1 shuttle-carrier moeten gebeuren. Deze zou dan een bezettingsgraad van 49% hebben. Dit lijkt haalbaar, hoewel het niet mogelijk is om te zeggen of de capaciteit ook bij pieken voldoende is. De beschikbare ruimte per overpakstack is relatief klein. In de linker grafiek van Figuur 61 is te zien dat het regelmatig voorkomt dat de overpakstack bijna helemaal vol is. Daarbij is uitgegaan van een verblijftijd in de overpakstack van 4 minuten. Wordt die tijd hoger omdat de carrier de container niet binnen, die 4 minuten kan verplaatsen dan raakt de stack helemaal vol. Met de stackindeling van dit experiment (zie Figuur 58) lijkt het goed mogelijk om al het transport langs de kade te verwerken. De kraancapaciteit is ook groot genoeg om een voldoend serviceniveau te bieden.
8.3 Experiment 3 Verhoging van de kraansnelheid Bij dit experiment is voor zowel experiment 1 als voor experiment 2 de maximum rijsnelheid van de kranen verhoogd van 120m/min tot 200m/min in zowel gantry- als trolleyrichting. Dit is gedaan met het oog op technische vooruitgang van nu tot het jaar 2020. In Tabel 24 zijn de resultaten voor beide experimenten vergeleken. Een verhoging van 67% van de rijsnelheid in beide richtingen heeft een duidelijke effect op de prestaties. De kraanbezetting gaat ongeveer 15% punt omlaag en in beide gevallen worden ongeveer 4 kraanmoves per uur meer gemaakt. De kraanproductie gaat daarmee ongeveer 17% omhoog. Ook de gemiddelde servicetijd neemt ongeveer 50 minuten af, waardoor de ligplaatsbezetting afneemt naar ongeveer 36%, een verbetering van ongeveer 8,5% punt. Tabel 24 Effect van hogere kraansnelheid
Experiment 1 'Eén dedicated stack kraansnelheid [m/min] mvs/u kraanbezetting ligplaatsbezetting gemiddelde servicetijd [uur] gemiddelde wachttijd [min] maximale wachtijd [min] overpak containers af te leggen afstand shuttle-carrier [km]
per bestemming' 120 200 24.7 28.4 47% 40% 44% 37% 3.93 3.42 3.23 1.15 130 113 20741 20834 4211 4217
Experiment 2 'Meerdere dedicated stacks per bestemming' 120 200 23.7 27.5 48% 42% 40% 34% 4.04 3.42 2.65 0.6 148 114 11998 12333 495 508
76
9 Conclusies en aanbevelingen In dit hoofdstuk worden allereerst de conclusies van deze studie besproken. Daarna worden aanbevelingen gedaan voor verder onderzoek.
9.1 Conclusies Met deze studie is volgende vraag onderzocht: ‘Is het mogelijk om met een conventionele kraanconfiguratie van een binnenvaartterminal het CUBconcept op grote schaal toe te passen? Dat wil zeggen: Kan de terminal grote hoeveelheden ongesorteerde containers verwerken en daarbij een voldoend serviceniveau bieden?’ Deze vraag is onderzocht voor de case van de bargeterminal van het MTC Valburg in het jaar 2020. Er is begonnen met het onderzoeken van een aantal prognoses voor ladingstromen. Hieruit kwam een drietal scenario’s naar voren. Vervolgens is het voorontwerp dat voor de bargeterminal reeds bestaat doorgelicht en aangepast. Toen is er op basis van een groot aantal randvoorwaarden en aannames een simulatiemodel van de bargeterminal gemaakt. Met dit model is vervolgens de vraagstelling onderzocht. Hier zullen nu eerst de conclusies met betrekking tot de prognoses en het voorontwerp van de bargeterminal besproken worden en vervolgens de bevindingen van het simulatiemodel gepresenteerd worden. Prognoses Onderzoek van drie prognoses resulteerde in een bandbreedte van tussen de 200.000 TEU-bezoeken en 1.100.000 TEU-bezoeken aan Valburg in het jaar 2020. Uit deze bandbreedte is een drietal scenario’s ontwikkeld, een minimum-, medium- en maximum-scenario. In deze studie is gekozen om het medium-scenario als uitgangspunt te nemen. Dat betekent 637.000 TEU-bezoeken in het jaar 2020. DHV-voorontwerp Het voorontwerp opgesteld door DHV [Ref 9] schat de benodigde capaciteit van de terminal verkeerd in. Met een zeer korte gemiddelde dwelltime van 0,73 dagen is de benodigde terreinoppervlakte te klein bepaald. Bijna een miljoen containerbezoeken per jaar moeten met vijf kranen verwerkt worden. Ook dat is veel te weinig; voor voldoende capaciteit zijn bij een dergelijke doorvoer minstens 10 kranen nodig. En als gevolg daarvan is de geplande kadelengte te klein. Ook wordt geen rekening gehouden met containertransport langs de kade. Aangepast voorontwerp Het medium-scenario, opgesteld in hoofdstuk 2, betekent 637.000 TEU-bezoeken in 2020. Voor deze doorvoer is het voorontwerp aangepast. Voor de oppervlakte bepaling is daarbij uitgegaan van een gemiddelde dwelltime van 1,5 dag. En komt het aantal kranen op 7. De kadelengte is daarbij bepaald op 625m. Het containertransport langs de kade wordt gerealiseerd met shuttle-carriers die onder de kranen doorrijden. Vaarschema Met behulp van het MoCoBi-model is het aantal calls dat de haven in een periode van 28 dagen aandoet bepaald. Daarbij is ook bepaald welke capaciteit elk schip heeft en welke bestemmingen het aandoet. Resultaat was gemiddeld 12 calls per dag met een gemiddelde capaciteit van 158 TEU import en 158 TEU export. Vervolgens is aan al die schepen een lading toegekend met behulp van de MTC-vaarschemamodule, hiermee kwam de gemiddelde callsize op 214 TEU ofwel 134 containers. Simulatiestudie Met het simulatiemodel is getracht antwoord te geven op de volgende vragen: •
Zijn de omloop- en servicetijden van schepen acceptabel?
77
De omloop- en servicetijden verkregen met het model vallen ruim binnen de criteria die CTN daarvoor hanteert. •
Is de bezettingsgraad van de kranen acceptabel? De bezettingsgraad van de kranen is met ongeveer 70% (inclusief reshufflen) acceptabel en er blijft ruimte voor het opvangen van pieken over. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat voor het aantal (re)shufflemoves een redelijk grove aanname is gedaan. Nader onderzoek zou moeten uitwijzen of er voldoende marge in de bezettingsgraad is gehanteerd voor deze moves. Een verhoging van de rijsnelheid van de kranen in beide richtingen van 67% geeft een verhoging van de kraanproductie van 16%, wat de servicetijd van de schepen met ongeveer 8,5% punt verbetert. Ook de kraanbezetting gaat hiermee 8% punt omlaag, waardoor de marge voor het (re)shufflen groter wordt.
•
Is de kadebezetting acceptabel? De kadebezetting bedraagt gemiddeld 50%, dat laat ruimte voor eventuele pieken. Hierbij is de gemiddelde wachttijd met 3 minuten zeer laag. Evenals de maximale wachttijd. Daarbij wordt door de discrete ligplaatsverdeling de kadebezetting overschat. De kade is dan ook relatief lang.
•
Is het mogelijk al het transport langs de kade met een shuttle-carrier uit te voeren? Het bleek dat bij één dedicated stack per bestemming het transport van containers langs de kade een probleem wordt. Niet alleen het vervoer per shuttle-carrier gaf problemen maar ook de capaciteit van de overpakstacks was te klein. Het aanbod aan over te pakken containers bij meerdere dedicated stacks per bestemming (experiment 2) is in principe goed te verwerken door een shuttle-carrier. Ook pieken in dit aanbod moeten te verwerken zijn aangezien de carrier een bezettingsgraad van 60% heeft. De vraag is of de ruimte-capaciteit van de overpakstacks voldoende is om pieken in het aanbod aan overpakcontainers op te kunnen slaan. Verhoging van de maximum kraansnelheid bleek de servicetijden van de schepen gunstig te beïnvloeden, waardoor ook de ligplaatsbezetting omlaag ging. Gevolg is wel dat de pieken in het aanbod aan overpakcontainers groter worden, waardoor de overpakstacks, sneller vol zullen lopen.
Stackinhoud Het model is niet geschikt om uitspraken over de stackinhoud mee te doen. Voor een nauwkeurige bepaling van de benodigde stackoppervlakte is het MTC-Bargeterminalmodel niet geschikt. Samengevat De grootschalige toepassing van het CUB-concept op binnenvaartterminals met een conventionele kraanconfiguratie lijkt op basis van dit onderzoek in eerste instantie haalbaar. Met het mediumscenario van 637.000 TEU per jaar in 2020 zit de terminal wel dichtbij zijn maximum capaciteit. Het aantal TEU-bezoeken van het maximumscenario van iets meer dan 1 miljoen heeft meer ruimte en overslagcapciteit nodig. Nader onderzoek is gewenst. Aanbevelingen daarvoor zijn te vinden in de volgende paragraaf.
78
9.2 Aanbevelingen Bij de simulatie van de toekomstige bargeterminal in Valburg zijn een groot aantal aannames gedaan. Al die aannames hebben effect op het presteren van de terminal. Ook is het simulatiemodel een sterk vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. In deze paragraaf worden dan ook aanbevelingen gedaan om aannames te verbeteren en een meer werkelijkheidsgetrouw model te krijgen. Daarnaast worden aanbevelingen gedaan voor nader onderzoek naar de haalbaarheid een terminal met afmetingen zoals die in Valburg gepland is. Capaciteit overdag en ‘s nachts Op de terminal in Valburg mag de productie ‘s nachts vanwege geluidsoverlast slechts 75% van de capaciteit bedragen. Dit is in het bargeterminalmodel meegenomen door 24 uur per dag op 87.5% van de capaciteit te draaien. In werkelijkheid zullen overdag meer schepen arriveren en ‘s nachts minder. Gevolg hiervan is dat er overdag pieken in het aantal te verwerken containers optreden. De vraag is nu welk effect dit heeft. Blijft voldoende stackcapaciteit over en is de tijd voor shufflen voldoende. Daarom is het nuttig om runs te doen met een vaarschema, waarin onderscheid tussen dag en nacht wordt gemaakt en waarbij ‘s nachts de capaciteit lager is dan overdag. Callsize Enerzijds wordt, door de ontwikkeling van het Jowi-barge concept (>400TEU ), een toename verwacht in callsize, anderzijds wordt ook een toename van het aantal kleine schepen van 32 TEU verwacht [Ref 7]. Het verdient aanbeveling te onderzoeken wat de gevolgen zijn van beide ontwikkelingen voor de capaciteitsbehoefte van het MTC. Los- en laadwijze schepen Het verdient aanbeveling andere los- en laadwijzen dan beschreven in paragraaf 4.7 te modelleren Stackmethode De stackmethode zoals die in deze studie gehanteerd is, is één van meerdere mogelijkheden. Het verdient aanbeveling onderzoek te doen naar de terminalprestaties bij bijvoorbeeld random stacken. (Re)shufflen Binnen elke dedicated stack worden de containers vaak één of meerdere keren verzet. Bijvoorbeeld omdat de te laden container onder een andere container staat. Het verdient aanbeveling te onderzoeken hoeveel van deze shuffle-moves gemaakt moeten worden. Twinlift Twinlift is een hijsmethode, waarbij twee 20 voets containers naast elkaar onder één spreader worden gehesen. Dit betekent een aanzienlijke vermindering van het aantal benodigde moves. In de toekomst zal het twinliftconcept waarschijnlijk ook op binnenvaartterminals toegepast gaan worden. Het verdient dan ook aanbeveling te onderzoeken wat hiervan de effecten zijn op de terminalprestaties. En welke werkwijze hiervoor geschikt is. Ligplaatsen en kadelengte Door een voorsimulatie van de scheepsaankomsten is een betere ligplaatsplanning te maken, hierdoor kan de kade efficiënter bezet worden. De ligplaatsen per meter reserveren in plaats van per ligplaats levert waarschijnlijk een lagere bezetting van de kade op. Deze optie zou in het model aangebracht moeten worden. Vaarschema De prognoses voor het MTC Valburg zouden moeten worden uitgebreid met getallen voor bestemmingen als Hengelo, Meppel, Zwolle en Groningen. Deze bestemmingen zouden ook in de vaarschema’s verwerkt moeten worden. De vaarschema’s zoals die zijn opgesteld met het MoCoBi-model zijn gebaseerd op doorvoeren per bestemming zoals die in 1996 bekend waren. Recentere cijfers hierover geven wellicht andere vaarschema’s.
79
De lading is nu gegenereerd op basis van gemiddelde doorvoeren per bestemming. In werkelijkheid zijn er ook seizoensafhankelijke fluctuaties in het ladingaanbod. Het verdient aanbeveling nader te onderzoeken of er pieken in het ladingaanbod optreden als gevolg van seizoensafhankelijke fluctuaties in het lading aanbod. Gedetailleerdere bepaling van de oppervlakte behoefte voor de containers, samenhangend met nader onderzoek naar de dwell times die zullen optreden. Terminal indeling Het scheiden van de CUB- en de gewone terminal, door voor beide een aparte deel van de kade te reserveren. Dit zou kunnen voorkomen dat verschillende containerstromen door elkaar heenlopen en daarmee het aantal overpakbewegingen beperken. Type containers Nader onderzoek dient verricht te worden naar de precieze verdelingen naar typen containers die Valburg waarschijnlijk aan zullen doen. Met name welk type IMO’s komt voor en welke eisen worden gesteld aan hun behandeling en opslag. Shuttle-carrier Onderzocht moet worden hoe het gebruik van shuttle-carriers onder de kranen veilig kan plaats vinden. Zodat de shuttle-carrier zich bijvoorbeeld niet voortdurend onder een volle spreader van een kraan bevindt. Daarnaast zou uitgebreidere simulatie-studie van de shuttle-carriers onder meer het volgende moeten onderzoeken: • Kunnen pieken in het overpakaanbod weggewerkt worden? • Hoeveel shuttle-carriers zijn nodig? • Hoeveel rijbanen zijn nodig? • Wat is de beste plaats voor die rijbanen? • Hoeveel draaicirkels per rijbaan zijn nodig? Kranen Om een nauwkeuriger beeld te krijgen van de duur van elke move die de kraan maakt, zou met praktijkmetingen een betere verdelingsfuntie opgesteld moeten worden. Ook verdient het aanbeveling om te onderzoeken hoeveel werkruimte de kranen nodig hebben om voldoende produktie te kunnen halen. Hoeveel kranen kunnen er per meter kadelengte ingezet worden? Daarbij is het ook belangrijk te kijken naar de veiligheidaspecten van het werken met kleine afstanden tussen twee kranen. Downtime In deze studie is falen van materieel niet beschouwd. Het verdient dan ook aanbeveling te onderzoeken wat het gevolg is van bijvoorbeeld het falen van één of meerdere kranen. Financiële haalbaarheid Het is van groot belang te zoeken naar een optimale verhouding tussen operationele kosten en opbrengsten. Hierbij gaat het met name om: • Hoeveel kranen ingezet moeten worden • Hoeveel shuttle-carriers • Hoeveel overig terminal-materieel (als terminaltractor, straddle-carriers en reachstackers) • Hoeveel operationele uren; arbeid ’s nachts is duurder.
80
10 Referenties 1.
Arthur D. Little, Bedrijfsplan MTC Valburg, september 1997
2.
Arthur D. Little, Programma van Eisen MTC KAN, 18 september 1996
3.
Arthur D. Little, Werkboek Programma van Eisen MTC KAN, januari 1997
4.
BbS, MTC Valburg Barge terminal: Eindrapportage deelproject ‘Organisatorische en Logistieke inrichting CUB/BIVA’
5.
Centraal Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart, Cap Gemini, TNO Inro, Modelsimulatie Containerbinnenvaart, MoCoBi, De ontwikkeling van hulpmiddelen voor het ondersteunen van strategische keuzes in de containerbinnenvaart, Stichting Centrum Transporttechnologie (CTT) publikatiereeks 28, CTT, Rotterdam, juni 1997.
6.
Connekt, Elektronische berichtenuitwisseling VITO inlandterminals, Een haalbaarheidsonderzoek naar het gebruik van EDI, Rijswijk: Connekt, februari 2002.
7.
Connekt, International state-of-the-art in container logistics and performance requirements for mega hubs, A vision for container logistics in the port of Rotterdam, Connekt, Rijswijk, september 2001
8.
Dally, H.K., e.a., Container handling and transport, A manual of current practice, Surrey, England: C S Publications Ltd, 1983
9.
DHV, Voorontwerp binnenhaven en haventerrein MTC Valburg, definitief, DHV, 9 september 1999.
10. ECMT, ECMT Resolution 92/2 on New Classification of Inland Waterways, Brussels: juni 1992. 11. Gemeentelijk Havenbedrijf Rotterdam, 2020 Integrale verkenningen voor haven en industrie, brochure, Van de Rhee, Rotterdam: juni 1998 12. Incomaas Projectgroep binnenvaart, Afhandeling binnenvaartcontainers, eindrapport, CTT Centrum transporttechnologie Rotterdam, november 1995 13. Incomaas Projectgroep Inland Terminals, Tijd voor TEIT’s, Nederlandse Trans Europese Inland Terminals, eindrapport, definitieve versie, 2e herziene druk, CTT Centrum transporttechnologie Rotterdam, april 1996. 14. Ingenieursbureau Gemeente werken Rotterdam, Second opinion MTC Valburg, Voorontwerp binnenhaven en haventerrein, concept, Rotterdam: GWR, 9 juli 2001.
81
15. Logitech, geen titel, Driebergen: december 1994 16. Ligteringen, H., Ports and Terminals, collegedictaat Ctwa4330, Delft: Technische Universiteit Delft, November 1999 17. Marin, Voorhaven MTC Valburg, Evaluatie Verkeersafwikkeling, deelrapport 1, Wageningen: Marin, 18 december 2000. 18. Meester, L.E. , Digitale Simulatie, De procesbeschrijvingsmethode en simuleren met Prosim, dictaat digitale simulatie A (wi4070tu), Delft: Technische Universiteit Delft, januari 2000 19. O.P.P. Ontwikkelings- en Participatiebedrijf Publieke sector B.V., Haalbaarheidsonderzoek MTCValburg, juni 1993 20. OMTC, VALPARK – KAN, Value Added Logistics Park KAN, Duurzaamheid in Multimodaliteit, Eerste Concept- Ondernemingsplan N.V. Ontwikkelingsbedrijf MTC, Andelst: OMTC, maart 2002. 21. OSC, World Container Port Markets to 2012, Ocean Shipping Consultants Ltd, Surey, England: juni 1999 22. Planco Consulting, Prognose des kombinierten Ladungsverkehrs der Binnenschiffahrt bis zum Jahre 2010, september 1998 23. Planco Consulting, Terminalkonzept für den kombinierten Gutersverkehr der Binnenschiffahrt, mei 2000 24. Prosim modelling language, tutorial, third edition [E3.00], Zoetermeer: mei 1999. 25. Royal Haskoning, Aanvullend akoestisch onderzoek MTC Valburg, Definitief rapport, gemeente Overbetuwe en Gemeente Nijmegen, Royal Haskoning, 12 november 2001. 26. Royal Haskoning, Milieu – onderzoeken MTC Valburg, Bijlagenrapport 15, Onderdeel invoergegevens akoestisch onderzoek, Royal Haskoning, augustus 2001. 27. Sol, H.G., Verbreack, A., van Til, K.P., Discrete modellen, collegedictaat Technische Bestuurskunde 232, Delft: Technische Universiteit Delft, 1999 28. TNO Inro, Kuipers, B., e.a., Kosten-batenanalyse MTC Valburg, Eindconcept, Delft, oktober 2001. 29. TNO Inro, Runhaar, H.A.C., Kuipers, B, Koste wat het kost. Over de ontwikkeling van kosten, tarieven en prestaties in het goederenvervoer, Delft, geen datum 30. Welters, H.W.H., de Langen, P.W., Nijdam, M., Port Economics 1, college dictaat, Rotterdam: Erasmus Universiteit Rotterdam, geen jaar.
82
11 Gebruikte Afkortingen BCTN BCV BNP BSC BTB CBRB CBS CDF CEMT CFS CPB CTD CTN CTT CTU CUB DE DO DWT EC ECT EMCT GC GDP GSM GWR IMO Incomaas ITS KAN KMR Landgen LE LoLo MARIN MER MoCoBi MTC ODC OMTC OSC RMG RoRo RSC RTG TEIT TEU VEREXP VO
-
Binnenlandse Container Terminals Nederland Bedrijven Complex Valburg Bruto Nationaal Product Binnenvaart Service Center Barge Terminal Born Centraal Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart Centraal Bureau voor de Statistiek Cumulative Density Function Comité Européen de Ministres de Transport Container Freight Station Centraal Plan Bureau Container Terminal Dortmund Container Terminal Nijmegen Centrum voor Transporttechnologie Container Terminal Utrecht Container Uitwisselpunt Binnenvaart Divided Europe Definitief ontwerp Dead Weight Tonnage European Coördination Europe Container Terminals b.v. European Conference of Ministers of Transport Global Competition Gross Domestic Product Goederenstromen model Gemeente Werken Rotterdam International Maritime Organization Infrastructuur Containeroverslag Maasvlakte Internal Transport System Knooppunt Arnhem-Nijmegen Kennisinfrastructuur Mainport Rotterdam Landzijdige im- en export generator Lading Eenheid Lift on Lift off Maritime Research Institute Netherlands Milieu Effect Rapportage Modelsimulatie Containerbinnenvaart Multimodaal Transport Centrum Ondergronds Distributie Centrum N.V. Ontwikkelingsmaatschappij Multimodaal Transport Centrum Ocean Shipping Consultants Rail Mounted Gantry Roll on Roll off Rail Service Center Rubber Tired Gantry Trans Europese Inland Terminals Twenty foot Equivalent Unit Verificatie-experiment Voorontwerp
83
12 Verklarende Woordenlijst (Re)shufflen Achterkraanbaan ARA-havens Backreach Barge Beladingsgraad Call-size Containerisatiegraad Dedicated stack
Deepsea
Depot worden. Deterministisch Downtime Dwelltime Dynamisch model Empties Empty-depot Exportlading Full-containerterminal Gantrysnelheid Geluidscontour HB-matrix Hub
IMO Importlading Inspeeltijd Internationaal maritiem KAN-stack Kat Kim zijkant. Kraancyclustijd Kraanmeester
Laadplan
(her)sorteren van containers rails waar de landzijdige kraanpoot over rijdt. havens van Amsterdam, Rotterdam en Antwerpen. uitkraging van de kraan boven land binnenvaartschip de mate waarin een schip beladen is in percentage van het DWT. Ook uit te drukken in de diepgang van het schip. de import- en exportlading bij elkaar opgeteld is de callsize van een schip dat een haven aandoet. De callsize is meestal uitgedrukt in TEU. het aandeel van het totale ladingvolume dat met containers vervoerd wordt. stack die gereserveerd is voor een bepaalde groep containers, ofwel van dezelfde vervoerder, ofwel met dezelfde bestemming, ofwel van hetzelfde type (empty, reefer, imo) internationaal overzees vervoer waarbij grotendeels in de zeehavens overgeslagen wordt. Een deel is bestemd voor de binnenlandse markt en de rest wordt doorgevoerd naar de Europese markt. stackruimte achter de kranen waar empties , reefers en IMO’s geplaatst vaststaand; een variabele is deterministisch als hij steeds vaste waarden heeft, die niet afhankelijk zijn van variaties in omstandigheden. tijd dat een systeem, een kraan of een terminal, niet kan opereren door bijvoorbeeld weersomstandigheden of door het falen van materieel. de verblijftijd van containers op een containerterminal een model met stochastische variatie in de invoer en/of beginwaarden. lege containers dat deel van het depot waar de empties gestacked worden. de lading die het schip of de truck van de terminal exporteert. terminal die alleen containers verlaadt en geen andere ladingsvormen, als RoRo of stukgoed behandelt. snelheid van een kraan in de gantryrichting, ook wel kraansnelheid genoemd (Zie ook figuur) een grens waarop geluidsbronnen binnen die grens met een bepaalde sterkte te horen zijn. Herkomst-Bestemming-matrix grote haven waar ladingen voor intercontinentaal transport verzameld worden uit de verschillende kleinere havens uit die regio. En andersom waar intercontinentale ladingen arriveren en verspreid worden over de verschillende havens in de regio. containers met gevaarlijke lading worden geclassificeerd als IMO’s. de lading die het schip of de truck bij de terminal importeert. de tijd die een simulatiemodel moet runnen voordat de invloed van beginwaarden verdwenen is. Ofwel totdat de steady-state bereikt is. dat deel van het deepsea vervoer dat na aankomst in de zeehavens bestemd is voor de Europese markt(zie ook Deepsea) dedicated stack voor containers met eindbestemming de KAN-regio onderdeel van de kraan dat langs de ligger rijdt en waaraan de spreader hangt waarmee de containers worden opgepakt. Engelse benaming: trolley. ronding of knik waar de bodem (het vlak) van een schip overgaat in de de tijd die het een kraan kost om 1 container te lossen of laden. in deze studie wordt met de kraanmeester, de persoon bedoeld die zorgt dat kranen een schip krijgen toegewezen. In werkelijkheid heet deze persoon de kraanplanner. En is de kraanmeester de persoon die de kraan bestuurt. overzicht waarin de locatie van elke container in het ruim van het schip staat, is aangegeven.
84
Ligger
Modal-shift Modal-split Nationaal maritiem Omlooptijd Outreach Overpackstack Overpakbeweging Reachstacker figuur. Reefer vlees Replicatie(run) andere seeds. RoRo Seed Servicetijd Shortsea Shuttle-carrier containers. Slots Spreader het hijsen. Stack Stacken Stack-on-wheels worden. Statisch model Steady state inspeelperiode Stochastisch Strippen Stuffen Stuwplan te staan. TEU
TEU-factor Transtainer Trolley Trolleysnelheid Truckloskraan Twinlift Voorkraanbaan Workload behandeld.
Onderdeel van de kraan waarlangs de kat heen en weer rijdt. Het vormt de overspanning tussen de kraanpoten en de beide overstekken. Vaak uitgevoerd als I-profiel, maar komt ook als vakwerk voor. verandering van de modal-split, verschuiving van het ladingvolume naar andere vervoersmodaliteiten. de verdeling van het ladingvolume over de verschillende vervoersmodaliteiten, als weg, rail en water dat deel van het deepsea vervoer dat na aankomst in de zeehavens bestemd is voor de binnenlandse markt(zie ook Deepsea) de tijd die een schip of truck op het BSC verblijft uitkraging van de kraan boven water stackruimte waar containers geplaatst worden, die niet binnen het werkbereik van de kraan gestacked kunnen worden. een kraanbeweging van schip naar overpakstack of vice versa terminal voertuig dat containers in de stacks of op een truck zet. Zie ook container met koelinstallatie, gebruikt voor vervoer van goederen als fruit en herhaling van een run, met dezelfde invoer en beginwaarden, maar met Roll on Roll of; ladingsvorm waarbij vrachtwagens of alleen de opleggers van vrachtwagens in hun geheel op schip staan. beginwaarde voor een serie van randomtrekkingen. de tijd die een nodig is voor het lossen en laden van een schip of truck vervoer vanaf zee dat direct, zonder overslag in de zeehavens met coasters het binnenwater op wordt gestuurd. kleinere straddle carrier voor het snel, horizontaal verplaatsen van voorzieningen in de ondergrond van de stacks, waarop de hoekpunten van een container geplaatst kunnen worden. onderdeel van de kraan dat de containers bij de hoekstukken vastgrijpt voor de ruimte waar containers worden opgeslagen. de handeling van het plaatsen van containers in de stacks. stackwijze waarbij containers direct op vrachtwagenopleggers gestacked een model zonder stochastische variatie in de invoer en/of beginwaarden. stabiele situatie waarin een model zich bevindt na het doorlopen van de een variabele is stochastisch als de waarde ervan verandert met verandering van de omstandigheden. lading uit containers halen. containers vullen met lading. plan voor het stuwen van de lading, waar komt welke container in het ruim Twenty feet Equivalent Unit, de eenheid waarin containers worden uitgedrukt; 1 TEU komt overeen met één twintig voets container; een veertig voets container is gelijk aan 2 TEU. geeft de verhouding tussen het aantal 20 ft en 40ft containers weer. container kraan die zowel laad en lost als stacked. onderdeel van de kraan dat langs de ligger rijdt en waaraan de spreader hangt waarmee de containers worden opgepakt. Nederlandse benaming: kat. snelheid van een kraan in de trolleyrichting, ook wel katsnelheid genoemd (Zie ook figuur) de kraan die is aangewezen om een bepaalde truck te lossen en laden hijsen van twee 20 voets containers naast elkaar onder één spreader rails waar de waterzijdige kraanpoot over rijdt. verzameling van containers die door een bepaalde kraan moeten worden
85
Bijlage A: Voorontwerp Bijlage A1 DHV Voorontwerp binnenhaven en haventerrein; fase 1
86
Bijlage A2 DHV Voorontwerp binnenhaven en haventerrein; fase 2
87
Bijlage A3 Gespreksverslag Kalmar Industries Tijdens een gesprek met de heer J. van Dijck van Kalmar industries kwamen de volgende zaken aan bod. Transtainer Gantry- & trolleysnelheid De gantrysnelheid van transtainers, die afmetingen in de orde grote van de geplande kranen in Valburg hebben, ligt rond de 120m/min. Dit is geen operationele snelheid maar een maximumsnelheid en wordt pas bereikt na een versnelling van 6 sec. (0-max in 6 sec) Bij hogere maximumsnelheden duurt het versnellen in principe langer. In principe kunnen deze prestaties gehaald worden tot een windsnelheid van 15m/s (6 a 7 beaufort) tegen de rijrichting van de gantry in. De trolleysnelheid ligt over het algemeen iets lager dan de gantrysnelheid, rond de 100m/min. Scheefrijden Bij gantries met een grote back- en outreach wordt de rijsnelheid ook beperkt door het zogenaamde scheefrijden van de kraan. Als de spreader met container zich in de out- danwel backreach van de kraan bevindt of überhaupt excentrisch ten opzichte van het zwaartepunt van de kraan, dan zal door de traagheid van de container het ene wiel van de kraan harder rijden dan het andere, waardoor de kraan scheef gaat rijden op de rails. De meeste kranen beschikken over systemen om dit te voorkomen, maar toch geldt hoe hoger de spreaderlast en Hijsen De hijssnelheid is verschillend voor een volle en lege spreader en verschilt sterk afhankelijk van de wensen van de gebruiker. (zie onderstaande tabel). Over het algemeen zit er tussen vol en leeg ongeveer een factor 2 verschil in hijssnelheid. Meestal is de maximale hijssnelheid al na een versnelling van 2s bereikt. Antisway systemen voorkomen schommelingen van de container tijdens het hijsen. Dit wordt meestal bereikt door de hijsdraden onder een hoek met de spreader te laten lopen, waardoor de hijssnelheid niet constant is. Draaibare trolley Omdat de kranen in Valburg ook trucks moeten laden kan een draaibare trolley wenselijk zijn. Hiermee wordt het mogelijk om containers zo op de truck te plaatsen dat ze met hun deuren naar achter wijzen. Onderhoud en downtime van de kranen Het meeste periodiek onderhoud kost weinig tijd en kan in Valburg in de nachturen worden gedaan als de terminal niet op volle capaciteit draait. Downtime door storingen is moeilijk in te schatten door gebrek aan gegevens. Wel is bekend dat de spreader een zeer kwetsbaar onderdeel van de kraan is en dat als een kraan faalt dat in een groot aantal gevallen komt door het falen van de spreader. Het wordt daarom aangeraden een reserve spreader beschikbaar te hebben. Overige gebreken zijn over het algemeen elektrische storingen, mechanische storingen komen zeer weinig voor. Exact cijfermateriaal hierover is echter niet beschikbaar, een goede inschatting over de downtime is daarom slecht te maken. Rubber Tyred Gantry (RTG) of Rail Mounted Gantry (RMG)? Binnenvaartkranen rijden meestal op rails dit heeft een aantal redenen. Ten eerste worden de lasten van de kraan op rails veel beter verdeeld dan op rubberbanden. Ten tweede hebben RTG’s een dieselaandrijving nodig en moeten dus tanken terwijl een RMG een eenvoudige permanente aansluiting op netspanning gebruikt. RTG’s hebben bij het gebruik van een out- en backreach ook balansproblemen als gevolg van de indrukking van de banden. In het geval van het MTC Valburg zijn RMG’s dan ook het meest geschikt. Capaciteitverbetering in de toekomst Hogere snelheden kunnen in beperkte mate bijdragen aan een efficiëntie verbetering. Dit is echter sterk afhankelijk van de afstanden die de kraan aflegt. Voor zowel de trolley als de gantry geldt dat als ze korte afstanden afleggen, de maximumsnelheid niet van belang is maar eerder de versnelling. Bij een korte afstand zal de maximumsnelheid vaak niet eens gehaald worden en zijn de versnelling en vertraging bepalend voor de duur van de beweging.
88
Tabel 25 Kraansnelheden Huidige Toekomstige Uitgangspunt CTN snelheden snelheden voor het MTC [m/min] [m/min] Valburg [m/min] Gantrysnelheid 120-150 240 120 Trolleysnelheid 80-120 120 Hijssnelheid vol 15-48 45 Hijssnelheid leeg 25-72 90
Veel verbetering wordt verwacht door automatisering van het gantry- en trolleyrijden. Daarbij regelt de kraanmachinist alleen nog het positioneren van de spreader tijdens hijsen en zakken. Ook de toepassing van de twinlift kan een aanzienlijke capaciteitsvergroting betekenen. De twinlift is een systeem waarbij twee 20’ containers naast elkaar onder één spreader gehesen worden. Dit concept wordt bij de meeste zeehavenkranen reeds toegepast. Bij binnenvaartkranen echter nog niet. Dit komt omdat bij de twinlift behoorlijk hoge containergewichten kunnen voorkomen. 20’ containers kunnen maximaal ongeveer 220kN wegen en 40’ containers maximaal ongeveer 270kN. Dat betekent dat een twinlift een gewicht van maximaal 440kN kan hebben, veel groter dan de 270kN van de 40’ container. Dit extra gewicht is voor zeekranen geen belemmering, maar voor binnenvaartkranen die op redelijk hoge snelheid langs de kade heen en weer rijden wel. Dit komt door het hierboven genoemde scheefrijden op de rails. Straddle carriers Kalmar Shuttle carrier De shuttle carrier van Kalmar is een straddle carrier met een lifthoogte 1 over 1 en wordt dan ook niet ingezet voor stacken maar vooral voor het snel verplaatsen van containers. De snelheid van een dergelijke carrier bedraagt ongeveer 30 km/h (500m/min). Het voertuig heeft een rijbaan van ongeveer 5,5m breed nodig en de draaicirkel heeft een straal van ongeveer 11m. Verder is het 10m hoog, wat neerkomt op ongeveer 3,5 containers hoog, het voertuig kan daardoor onder de transtainer zoals die van Valburg rijden. Rijden onder de kraan Straddle carriers kunnen in principe gewoon onder de kraan doorrijden, hoewel wel goed over de veiligheid nagedacht moet worden. Afhankelijk van het risico dat geaccepteerd wordt is daarbij de richtlijn om situaties waarbij containers, die in de spreader hangen, de straddle carrier kunnen raken te voorkomen. Een baan voor straddle carriers direct langs de kade is om die reden niet wenselijk. De container in de spreader beschrijft namelijk vaak een kromme baan omhoog, doordat gelijktijdig gehesen en met de trolley gereden wordt. Dit nadeel is niet aanwezig als wellicht een verlaagde terminalvloer (niet op gelijke hoogte met kade) wordt toegepast. Om te voorkomen dat een straddle carrier onder een spreader met container doorrijdt kan gewerkt worden met verkeerslichten op de kraan. Capaciteitverbetering in de toekomst Ook straddle carriers zijn in de nabije toekomst geautomatiseerd verkrijgbaar. Kalmar heeft hiervoor reeds een proefproject lopen in Australië.
Aanvullingen op deze gegevens afkomstig van W. van den Heuvel van CTN Na het gesprek met Kalmar industries is nog contact geweest met de heer Van den Heuvel van CTN, hij maakte de volgende opmerkingen: • De gantrysnelheid is nu bij CTN 60m/min en een snelheid hoger dan 120m/min wordt voor een bargekraan niet nodig geacht. • Omdat de ligger 100 m lang is, houdt CTN rekening met trolleysnelheden van rond de 120m/min. Op de bestaande kranen van CTN rijden de trolleys reeds met 100m/min.
89
• • •
•
Voor het MTC Valburg wordt de hijssnelheid vanwege de relatief grote hijshoogte op 45m/min voor volle containers en 90m/min voor lege containers gesteld. Bij CTN zijn deze snelheden op dit moment respectievelijk 30m/min en 60m/min. Bij CTN wordt alleen gewerkt met een draaibare trolley en nooit met een draaibare spreader. Dit laatste geeft snelheidsproblemen en ook bij niet gelijkmatige belading van containers geeft dit problemen. Wat betreft de downtime kan gesteld worden dat dit moeilijk is in te schatten, jaarlijks kan het vrij sterk verschillen. Onderhoud vindt buiten de draaiuren plaats en waar mogelijk overdag, dit ter besparing van overtime kosten. Is dit niet mogelijk dan gedurende de nacht of in het weekend. Voor een bargekraan kan eigenlijk alleen met rmg’s gewerkt worden. Voor rtg’s zouden extra beveiligingen nodig zijn langs de waterzijde. De wielen zijn niet aan rails gebonden en zouden van de kade af kunnen rijden.
90
Bijlage A4 Benodigde stackoppervlaktes De benodigde stackoppervlaktes zijn berekend met de onderstaande formule, zoals ook te lezen in hoofdstuk 4. Dit is zowel per bestemming als per type container gebeurd. Allereerst is in tabel het resultaat per container type te zien, waarbij de waarde voor alle factoren van de onderstaande formule ook zijn opgenomen. Uit deze tabel wordt duidelijk hoe groot de oppervlakte behoefte onder en achter de kranen is.
O=
C i ⋅ td ⋅ F r ⋅ 365 ⋅ mi
waarbij: O Ci td F r mi
Benodigde stackoppervlakte [m2] Aantal containerbewegingen per stacktype per jaar [TEU] Gemiddelde dwell time in dagen Benodigde stackoppervlakte per TEU, afhankelijk van het gebruikte stacking materieel en nominale stackhoogte. Gemiddelde stackhoogte / nominale stackhoogte Acceptabele gemiddelde bezettingsgraad
Tabel 26 Stackoppervlakten Vol [80%]
IMO reefer gewoon Totaal
[TEU] 76440 50960 382200 509600
Leeg [20%]
[m^2] [TEU] 24461 19110 13589 12740 38220 95550 76270 127400
[m^2] 3597 2398 17986 23981
td [dagen] F [m^2] r [-] mi [-]
gewoon 1,46 8,75 0,5 0,7
IMO reefer empty 1,46 1,46 6 28 32 28 0,5 0,6 0,85 0,7 0,7 0,7
Vervolgens staat in tabel de oppervlakte behoefte per bestemming. Dit zijn de benodigde oppervlakten voor de dedicated stacks onder de kranen. Het gaat hier dan ook om de benodigde oppervlakte voor gewone containers. Andere typen containers, zoals IMO’s, Reefers en empties worden achter de kranen gestacked en de indeling van die stacks wordt in deze studie verder buiten beschouwing gelaten. De oppervlakten per dedicated stack zijn berekend op basis van de jaarlijkse doorvoeren voor iedere bestemming. Deze zijn bepaald met de MoCoBi-studie[Ref] zoals te lezen in bijlage .. In tabel is eveneens aangegeven welke waarde voor de verschillende factoren van de bovenstaande formule zijn gebruikt.
91
Tabel 27 Oppervlakten per bestemming Bestemming DMU DSL DDE DDW NWZ NWN BSC SeaPort-Brittannië HRT Handico HT Ex-HRT Steinweg-Botlek Trend ECT-Home Amsterdam Bell/Geest Deka Steinweg-Eemhaven TorLine VGC Eemtrans VAT Gevelco Hanno Uniport BLS Kramer WaalhavenTerminal Klapwijk-Rapide RotterdamsHavenBedrijf FruitTerminal Madroel Seaport-Merwehaven Moerdijk Antwerpen Vlissingen Bonn Koblenz MainzRhenania FrankfurtRhenania FrankfurtHoechst Gernsheim LudwigshafenCCS LudwigshafenCRN Mannheim LudwigshafenMannheim Woerth Karlsruhe Kehl Strasbourg Ottmarsheim WeilAmRhein BaselConteba BaselSRN Basel Birsfelden CUBTerminal Totaal
Doorvoer [TEU] Oppervlakte [m^2] 9995 600 9995 600 9995 600 9995 600 9995 600 9995 600 79959 4798 200 12 200 12 200 12 200 12 200 12 400 24 200 12 25976 1559 5882 353 9991 599 4995 300 200 12 799 48 799 48 1599 96 200 12 400 24 3996 240 2797 168 200 12 1798 108 3597 216 200 12 200 12 100 6 100 6 200 12 200 12 107260 6436 5487 329 10137 608 6758 405 0 0 10813 649 4055 243 2365 142 0 0 0 0 0 0 50685 3041 23991 1439 9123 547 1014 61 11150 669 4731 284 3379 203 0 0 0 0 33790 2027 0 0 146510 8791 637000 38220
td [dagen] F [m^2] r [-] mi [-]
1,46 8,75 0,5 0,7
92
12.1 Bijlage B1 Invoergegevens MoCoBi In deze bijlage zijn de belangrijkste invoergegevens weergegeven, waarmee met het MoCoBi-model het MoCoBi-vaarschema is opgesteld. In bijlage B2 is dit MoCoBi-vaarschema terug te vinden. In tabel is voor de bestemmingen die via het MTC-Valburg bedient worden het aantal TEU per jaar per terminal weergegeven, alsmede de capaciteit van iedere terminal. Tabel 28 MoCoBi invoergegevens terminal
TEU/jaar (m oves per uur)
locatie lading KM punt deel
Zeezijde Rotterdam Maasvlakte Rotterdam Stad Antwerpen
1033 1000 1060
44% 21% 35%
Achterlandzijde type ValburgCUB 940 intra Valburg 940 inter Bonn 655 inter Koblenz 595 inter MainzRhenania 499 inter FrankfurtRhenania 497+28 inter FrankfurtHoechst 497+32 inter Gernsheim 462 inter LudwigshafenCCS 425 inter LudwigshafenCRN 425 inter Mannheim 425 inter LudwigshafenMannheim 425 inter Woerth 366 inter Karlsruhe 360 inter Kehl 300 inter Strasbourg 290 inter Ottmarsheim 196 inter WeilAmRhein 173 inter BaselConteba 170 inter BaselSRN 168 inter Basel 170 inter Birsfelden 160 inter Totaal
nacht
dag
kosten ligplaatsen begin eind per dag dag m ove
verhoudingsgewijze verdeling over operators operator
0 0 0
24 24 24
120 95 120
-
-
22 0 0 22 22 0 146510 22 101 37 15 10 8 6758 15 10 8 0 15 10 8 10813 15 10 8 4055 10 5 8 2364 15 10 8 0 15 10 8 0 15 10 8 0 15 10 8 50685 20 15 8 23991 20 15 8 91 23 15 10 8 1014 15 10 8 111 50 20 15 8 4731 20 15 8 10 5 8 3379 15 8 0 20 15 8 0 20 15 8 33790 20 5 8 0 10 318500 637000 TEU bezoeken per jaar
24 24 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1
operatorCUB operatorCUB Alcotrans CCS CCS Rhinecontainer CCS Alcotrans CCS CCS Rhinecontainer CCS CCS Rhinecontainer Penta Alcotrans Alcotrans Alcotrans BCL Alcotrans Alcotrans Alcotrans
139927 65828 112745 318500
30 17 25
30 17 25
operator -
-
operator -
-
operator -
-
-
1 1 1 CCS 1 Rhinecontainer 1 1 1 Rhinecontainer 1 1 1 Rhinecontainer 1 1 1 1 1 1 Rhinecontainer 1 1 BCL 1 Penta 1 Rhinecontainer 1 1 1 1 BCL 1 Penta 2 1 BCL 1 Penta 2 1 BCL 1 Penta 2 1 Penta 1 1 Penta 1 1 BCL 1 Penta 2 1 BCL 1 Penta 2
In tabel is het vaarschema voor de CUB-barges weergegeven. Tabel 29 Vaarschema’s CUB-barges schema
zeezijde
Intra1 Intra1 Intra2 Intra2 Intra3 Intra3
Antwerpen Antwerpen Stad Stad Maasvlakte Maasvlakte
1060 1060 1000 1000 1033 1033
operator max. #TEU vaarsnelheid starttijd vertrektijd eindtijd bestemming kosten stop type aankomst vertrek (2 bakken) plan operatorCUB 320 14 0 0,5 2 CUBTerminal 9575 CUBTerminal 940 beide 1,10 1,60 operatorCUB 320 14 0,5 1 2,5 CUBTerminal 9575 CUBTerminal 940 beide 1,60 2,10 operatorCUB 160 14 1 1,5 2,75 CUBTerminal 4787 CUBTerminal 940 beide 2,10 2,35 operatorCUB 160 14 1,5 2 3,25 CUBTerminal 4787 CUBTerminal 940 beide 2,60 2,85 operatorCUB 320 14 2 2,5 4 CUBTerminal 9575 CUBTerminal 940 beide 3,10 3,60 operatorCUB 320 14 2,5 3 4,5 CUBTerminal 9575 CUBTerminal 940 beide 3,60 4,10
93
Bijlage B2 MoCoBi Vaarschema
60
120,00%
50
100,00%
40
80,00%
30
60,00%
20
40,00%
10
20,00%
46 2
40 4
34 7
28 9
23 1
17 3
11 6
0
Vaarschema
,00% 58
0
Tabel 30 Vertragingen per vaarschema
cdf
frequentie
In deze bijlage is het vaarschema, zoals verkregen met de invoergegevens uit bijlage B1, opgenomen. Het vaarschema heeft een tussenaankomsttijdverdeling zoals weergegeven in figuur 62.
Tussenaankomsttijd [min]
Figuur 62 Histogram tussenaankomsttijd
Intra1 Intra2 Intra3 VM25 VM36 VM37 VM58 VM60 VM61 VM69
% te laat gem. Uren 25% 5 0% 0% 1% 1 5% 1 0% 0% 4% 1 30% 4,5 0%
Daarnaast is in tabel te zien hoe vaak een schip van ieder vaarschema te laat is en wat de gemiddelde duur van die vertraging is. Verder wordt het MoCoBi-vaarschema samengevat in tabel 31. Daarin is duidelijk af te lezen dat de totale scheepscapaciteit, rekening houdend met de beladingsgraad, 491124 TEU bedraagt. Dat komt goed overeen met het aantal TEU-bezoeken dat via schepen arriveert volgens de modal-split uit paragraaf 2.10, namelijk 343.980 TEU + 146.510 TEU = 490.490 TEU. Tabel 31 MoCoBi-vaarschema samengevat Aantal calls Aantal calls uit ARA-havens Aantal calls uit Rijnbestemmingen Gemiddelde tussenaankomsttijd [uur] Gemiddelde laadcapaciteit [TEU]
•
338 155 183 2,0 158
Aantal CUB-barges Gemiddelde laadcapaciteit CUB-barge [TEU] Totale CUB-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad CUB-barge Aantal MTC-KAN-barges Gemiddelde laadcapaciteit MTC-KAN-barge [TEU] Totale MTC-KAN-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad MTC-KAN-barge Aantal Duitsland-barges Gemiddelde laadcapaciteit Duitsland-barge [TEU] Totale Duitsland-barge laadcapaciteit [TEU] Gemiddelde beladingsgraad Duitsland-barge
75 267 20000 68% 80 197 15760 73% 183 96 17590 73%
Aantal CUB-TEU 28 dagen jaar 13600 176800 Aantal KAN -TEU 28 dagen jaar 11426 148538 Aantal Duitsland -TEU 28 dagen jaar 12753 165786 Totaal 491124
CUB-barges vervoeren partijen ongesorteerde containers voor de Duitse en Zwitserse Rijnbestemmingen naar het MTC, zodat ze daar gesorteerd kunnen worden voor verder transport met de zogenaamde Duitsland-barges. MTC-KAN-barges vervoeren vanuit de ARA-havens, containers met een bestemming in de regio KAN. Duitsland-barges vervoeren lading tussen het MTC en de Duitse en Zwitserse Rijnbestemmingen.
• •
In de tabellen op de volgende drie bladzijden is het MoCoBi-vaarschema weergegeven, in tabel 32, hieronder is een legenda van de data te vinden. De herkomst geeft aan om welk vaarschema het gaat en welke bestemmingen het schip met dat vaarschema aandoet. Bijvoorbeeld herkomst 4 is vaarschema VM 37 dat de bestemmingen Bonn, Koblenz, FrankfurtHoechst, LudwigshafenMannheim en Woerth aandoet. Tabel 32 legenda van het MoCoBi-vaarschema 1 2 3
T ype schip CUB-barge M TC-KAN-barge Duitsland-barge
Herkom st 1 2 3 4 5 6 7 8
R 'dam M aasvlakte R 'dam Stad Antw erpen Bonn
Koblenz
FrankfurtH oechst
Ludw igshafenM annheim
W oerth
W oerth
Kehl
Strasbourg
O ttmarsheim
W eilAmR hein
Bonn
G ernsheim
Strasbourg
O ttmarsheim
W eilAmR hein
Basel
Bonn
FrankfurtRhenania
FrankfurtH oechst
Ludw igshafenM annheim
W oerth
Karlsruhe
W oerth
Strasbourg
O ttmarsheim
W eilAmR hein
Basel
Basel
Vaarschem a's Intra3 /VM 60 Intra2 /VM 60 Intra1 /VM 61 VM 37 VM 58 VM 25 VM 36 VM 69
94
Tabel 33 MoCoBi-vaarschema LaadAankomst Duitse/Zwitserse aantal aantal bestem LaadDuitse/Zwitserse capaciteit bestem capaciteit [TEU] Type herkomst mingen achterlandbestemmingen [min] [TEU] Type herkomst -mingen achterlandbestemmingen Schip [min] 63 32330 50 3 6 6 47 54 63 64 65 68 25150 160 3 7 6 47 52 53 58 60 61 64 32420 160 1 2 0 25200 260 2 2 0
Aankomst Schip 1 2 3
25295
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
65
32760
260
2
1
0
4
25400
120
3
4
5 47 48 53 58 60
66
32850
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
5
25435
140
2
3
0
67
32995
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
6
25660
50
3
5
5 60 63 64 65 68
68
33035
140
2
3
0
7
25730
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
69
33100
120
3
4
5 47 48 53 58 60
8
25843
320
1
3
0
70
33285
320
1
1
0
9
26080
160
1
2
0
71
33307
320
1
3
0
10
26085
320
1
1
0
72
33360
50
3
5
5 60 63 64 65 68
11
26250
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
73
33430
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
12
26280
260
2
1
0
74
33840
260
2
1
0
13
26385
140
2
3
0
75
33950
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
14
26395
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
76
33985
140
2
3
0
15
26500
120
3
4
5 47 48 53 58 60
77
34005
160
1
2
0
16
26760
50
3
5
5 60 63 64 65 68
78
34095
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
17
26830
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
79
34200
120
3
4
5 47 48 53 58 60
18
27335
140
2
3
0
80
34460
50
3
5
5 60 63 64 65 68
19
27350
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
81
34530
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
20
27360
260
2
1
0
82
34725
320
1
1
0
21
27495
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
83
34920
260
2
2
0
22
27525
320
1
1
0
84
34935
140
2
3
0
23
27600
120
3
4
5 47 48 53 58 60
85
35050
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
24
27665
160
1
2
0
86
35173
320
1
3
0
25
27709
320
1
3
0
87
35195
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
26
27860
50
3
5
5 60 63 64 65 68
88
35300
120
3
4
5 47 48 53 58 60
27
27930
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
89
35560
50
3
5
5 60 63 64 65 68
28
28285
140
2
3
0
90
35590
160
1
2
0
29
28440
260
2
2
0
91
35630
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
30
28450
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
92
35885
140
2
3
0
31
28595
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
93
36000
260
2
1
0
32
28700
120
3
4
5 47 48 53 58 60
94
36150
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
33
28960
50
3
5
5 60 63 64 65 68
95
36165
320
1
1
0
34
28965
320
1
1
0
96
36295
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
35
29030
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
97
36400
120
3
4
5 47 48 53 58 60
36
29235
140
2
3
0
98
36660
50
3
5
5 60 63 64 65 68
37
29250
160
1
2
0
99
36730
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
38
29520
260
2
1
0
100
36835
140
2
3
0
39
29550
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
101
37039
320
1
3
0
40
29575
320
1
3
0
102
37080
260
2
1
0
41
29695
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
103
37175
160
1
2
0
42
29800
120
3
4
5 47 48 53 58 60
104
37250
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
43
30060
50
3
5
5 60 63 64 65 68
105
37395
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
44
30130
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
106
37500
120
3
4
5 47 48 53 58 60
45
30185
140
2
3
0
107
37605
320
1
1
0
46
30405
320
1
1
0
108
37760
50
3
5
5 60 63 64 65 68
47
30600
260
2
1
0
109
37785
140
2
3
0
48
30650
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
110
37830
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
49
30795
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
111
38160
260
2
2
0
50
30835
160
1
2
0
112
38350
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
51
30900
120
3
4
5 47 48 53 58 60
113
38495
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
52
31135
140
2
3
0
114
38600
120
3
4
5 47 48 53 58 60
53
31160
50
3
5
5 60 63 64 65 68
115
38735
140
2
3
0
54
31230
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
116
38760
160
1
2
0
55
31441
320
1
3
0
117
38860
50
3
5
5 60 63 64 65 68
56
31680
260
2
2
0
118
38905
320
1
3
0
57
31750
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
119
38930
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
58
31845
320
1
1
0
120
39045
320
1
1
0
59
31895
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
121
39240
260
2
1
0
60
32000
120
3
4
5 47 48 53 58 60
122
39450
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
61
32085
140
2
3
0
123
39595
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
62
32260
50
3
5
5 60 63 64 65 68
124
39685
140
2
3
0
95
Schip 125
Laadaantal bestem Duitse/Zwitserse capaciteit Type herkomst -mingen achterlandbestemmingen [TEU] 39700 120 3 4 5 47 48 53 58 60
Aankomst
Aankomst [min]
Schip 187
LaadDuitse/Zwitserse aantal capaciteit bestem- achterlandbestemmingen Type herkomst [TEU] i 47285 140 2 3 0
[min]
126
39960
50
3
5
5 60 63 64 65 68
188
47295
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
127
40030
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
189
47400
120
3
4
5 47 48 53 58 60
128
40320
260
2
1
0
190
47660
50
3
5
5 60 63 64 65 68
129
40345
160
1
2
0
191
47685
320
1
1
0
130
40485
320
1
1
0
192
47730
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
131
40550
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
193
47880
260
2
2
0
132
40635
140
2
3
0
194
48235
140
2
3
0
133
40695
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
195
48236
320
1
3
0
134
40771
320
1
3
0
196
48250
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
135
40800
120
3
4
5 47 48 53 58 60
197
48270
160
1
2
0
136
41060
50
3
5
5 60 63 64 65 68
198
48395
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
137
41130
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
199
48500
120
3
4
5 47 48 53 58 60
138
41400
260
2
2
0
200
48760
50
3
5
5 60 63 64 65 68
139
41585
140
2
3
0
201
48830
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
140
41650
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
202
48960
260
2
1
0
141
41795
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
203
49125
320
1
1
0
142
41900
120
3
4
5 47 48 53 58 60
204
49185
140
2
3
0
143
41925
320
1
1
0
205
49350
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
144
41930
160
1
2
0
206
49495
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
145
42160
50
3
5
5 60 63 64 65 68
207
49600
120
3
4
5 47 48 53 58 60
146
42230
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
208
49855
160
1
2
0
147
42480
260
2
1
0
209
49860
50
3
5
5 60 63 64 65 68
148
42535
140
2
3
0
210
49930
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
149
42637
320
1
3
0
211
50040
260
2
1
0
150
42750
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
212
50101
320
1
3
0
151
42895
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
213
50135
140
2
3
0
152
43000
120
3
4
5 47 48 53 58 60
214
50450
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
153
43260
50
3
5
5 60 63 64 65 68
215
50565
320
1
1
0
154
43330
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
216
50595
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
155
43365
320
1
1
0
217
50700
120
3
4
5 47 48 53 58 60
156
43485
140
2
3
0
218
50960
50
3
5
5 60 63 64 65 68
157
43515
160
1
2
0
219
51030
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
158
43560
260
2
1
0
220
51085
140
2
3
0
159
43850
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
221
51120
260
2
2
0
160
43995
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
222
51440
160
1
2
0
161
44100
120
3
4
5 47 48 53 58 60
223
51550
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
162
44360
50
3
5
5 60 63 64 65 68
224
51695
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
163
44430
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
225
51800
120
3
4
5 47 48 53 58 60
164
44435
140
2
3
0
226
51967
320
1
3
0
165
44503
320
1
3
0
227
52005
320
1
1
0
166
44640
260
2
2
0
228
52035
140
2
3
0
167
44805
320
1
1
0
229
52060
50
3
5
5 60 63 64 65 68
168
44950
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
230
52130
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
169
45095
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
231
52200
260
2
1
0
170
45100
160
1
2
0
232
52650
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
171
45200
120
3
4
5 47 48 53 58 60
233
52795
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
172
45385
140
2
3
0
234
52900
120
3
4
5 47 48 53 58 60
173
45460
50
3
5
5 60 63 64 65 68
235
52985
140
2
3
0
174
45530
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
236
53025
160
1
2
0
175
45720
260
2
1
0
237
53160
50
3
5
5 60 63 64 65 68
176
46050
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
238
53230
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
177
46195
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
239
53280
260
2
1
0
178
46245
320
1
1
0
240
53445
320
1
1
0
179
46300
120
3
4
5 47 48 53 58 60
241
53750
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
180
46335
140
2
3
0
242
53833
320
1
3
0
181
46369
320
1
3
0
243
53895
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
182
46560
50
3
5
5 60 63 64 65 68
244
53935
140
2
3
0
183
46630
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
245
54000
120
3
4
5 47 48 53 58 60
184
46685
160
1
2
0
246
54260
50
3
5
5 60 63 64 65 68
185
46800
260
2
1
0
247
54330
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
186
47150
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
248
54360
260
2
2
0
96
aantal bestem Duitse/Zwitserse Laadcapaciteit Type herkomst -mingen achterlandbestemmingen [TEU] 54610 160 1 2 0
Aankomst Schip 249
[min]
250
54850
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
251
54885
140
2
3
0
252
54886
320
1
1
0
253
54995
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
254
55100
120
3
4
5 47 48 53 58 60
255
55360
50
3
5
5 60 63 64 65 68
256
55430
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
257
55440
260
2
1
0
258
55699
320
1
3
0
259
55835
140
2
3
0
260
55950
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
261
56095
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
262
56195
160
1
2
0
263
56200
120
3
4
5 47 48 53 58 60
264
56325
320
1
1
0
265
56460
50
3
5
5 60 63 64 65 68
266
56520
260
2
1
0
267
56530
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
268
56785
140
2
3
0
269
57050
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
270
57195
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
271
57300
120
3
4
5 47 48 53 58 60
272
57560
50
3
5
5 60 63 64 65 68
273
57565
320
1
3
0
274
57600
260
2
2
0
275
57630
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
276
57735
140
2
3
0
277
57765
320
1
1
0
278
57780
160
1
2
0
279
58150
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
280
58295
100
3
8
281
58400
120
3
4
6 60 62 63 64 65 68 Schip 5 47 48 53 58 60 311
282
58660
50
3
5
5 60 63 64 65 68
312
62030
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
283
58680
260
2
1
0
313
62085
320
1
1
0
284
58685
140
2
3
0
314
62485
140
2
3
0
285
58730
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
315
62535
160
1
2
0
286
59205
320
1
1
0
287
59250
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
316
62550
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
288
59365
160
1
2
0
317
62695
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
289
59395
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
318
62800
120
3
4
5 47 48 53 58 60
319
63000
260
2
1
0 5 60 63 64 65 68
aantal LaadDuitse/Zwitserse bestem- achterlandbestemmingen capaciteit Type herkomst [TEU] i 61960 50 3 5 5 60 63 64 65 68
Aankomst [min]
290
59431
320
1
3
0
291
59500
120
3
4
5 47 48 53 58 60
320
63060
50
3
5
292
59635
140
2
3
0
321
63130
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
293
59760
260
2
1
0
322
63163
320
1
3
0
294
59761
50
3
5
5 60 63 64 65 68
323
63435
140
2
3
0
295
59830
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
324
63525
320
1
1
0
296
60350
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
325
63650
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
297
60495
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
326
63795
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
298
60585
140
2
3
0
327
63900
120
3
4
5 47 48 53 58 60
299
60600
120
3
4
5 47 48 53 58 60
328
64080
260
2
2
0
300
60645
320
1
1
0
329
64120
160
1
2
0
301
60840
260
2
2
0
302
60860
50
3
5
5 60 63 64 65 68
330
64160
50
3
5
5 60 63 64 65 68
331
64230
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
332
64385
140
2
3
0
333
64750
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
64895
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
303
60930
50
3
6
6 47 54 63 64 65 68
304
60950
160
1
2
0
305
61297
320
1
3
0
306
61450
160
3
7
6 47 52 53 58 60 61
334
307
61535
140
2
3
0
335
64965
320
1
1
0
308
61595
100
3
8
6 60 62 63 64 65 68
336
65029
320
1
3
0
309
61700
120
3
4
5 47 48 53 58 60
337
65160
260
2
1
0
310
61920
260
2
1
0
338
65260
50
3
5
5 60 63 64 65 68
97
Bijlage C: MTC-VaarschemaModule Bijlage C1 MTC-VaarschemaModule listing De MTC-VaarschemaModule bestaat uit slechts één component met daarnaast acht macro’s. In deze bijlage wordt allereerst de mainmod weergegeven en daarna de listings van alle macro’s, in volgorde van aanroepen. • • • • • • • • •
Main Aanmaken_distri TEUs_inlezen Driehoeksverdeling Vertraagd Corri_per_hold Daglading Schepen_vullen Dld_lading
- hoofdprogramma - maakt alle distributies aan - leest doorvoeren per bestemming in - maakt een trekking uit een driehoeksverdeling - bepaalt of en hoeveel een schip vertraagd is - zorgt voor gelijkmatige verdeling van containers over het schip - bepaalt dagelijkse doorvoer - kent de lading toe aan ieder schip - kent de lading voor de Duitse bestemmingen toe
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
Bijlage C2 MTC-VaarschemaModule Vaarschema Het MoCoBi-vaarschema is ingevoerd in de MTC-VaarschemaModule om aan elk schip een lading en een eventuele vertraging toe te kennen. Dit resulteert in het vaarschema zoals samengevat in tabel 34 Hierbij deden zich vertragingen voor zoals afgebeeld in tabel 35 In de tabel op de volgende pagina is een deel van dit vaarschema als voorbeeld afgedrukt. Tabel 34 Vaarschema samengevat
aantal calls 338 calls uit ARA-havens 155 calls uit Rijnbestemmingen 183 gemiddelde tussenaankomsttijd 1,98 u
inkomende containers uitgaande containers gemiddelde callsize max.callsize min. callsize
[container] 22632 22616 134 260 36
[TEU] 36211 36186 214,4 416 57,6
Tabel 35 Optredende vertragingen
aantal vertragingen gemiddelde vertraging [min] minimum vertraging [min] maximum vertraging [min]
33 172 2 238
120
121
Bijlage D:
Verificatie
In deze bijlage is het model uitgebreid getest om te zien of alle algoritmes naar behoren werken, of de invoer en uitvoer reële waarden op leveren. En ook om te zien of het model reageert zoals voorspeld op bepaalde extreme invoeren. Daarvoor is een groot aantal runs gemaakt, waarbij steeds de invoergegevens zijn gebruikt zoals in bijlage D1 zijn te vinden. Omdat de verificatie bedoeld is om fouten in het model op te sporen en om te zien of het een betrouwbaar middel is om de werkelijkheid mee na te bootsen. Is het een cyclisch proces, onvolkomenheden worden waar mogelijk aangepast en het model wordt gaande weg verbeterd. Echter niet alle fouten zijn direct verbeterd, dit zodat alle testen onder dezelfde omstandigheden plaats konden vinden. Zodat ze zo nog met elkaar te vergelijken zijn. Verbeteringen die verder geen invloed hadden op de uitkomsten van van andere testen zijn wel direct doorgevoerd. Er zal hier dan ook kort besproken worden wat er in deze testfase naar voren kwam en wat er voor de uiteindelijke probleem analyse nog aangepast moet worden.
Inspeeltijd Voordat er enige tests gedaan zijn, is eerst de inspeeltijd vastgesteld, zoals in bijlage D2 te lezen is. Het aantal containers dat als beginwaarde in de stacks is gezet, was door een rekenfout erg hoog, ongeveer 4500 containers. Uiteindelijk komt dit aantal op ongeveer 1015 containers waardoor de inspeeltijd waarschijnlijk iets korter wordt. Voor de verificatie is echter wel met de begininhoud van 4500 containers gewerkt.
Verificatie Zoals al in hoofdstuk vermeldt is, zijn voor de verificatie negen experimenten uitgevoerd, die beschreven zijn in bijlage D3, D4 tot en met D10. Naar ieder experiment wordt steeds verwezen met de afkorting ‘VEREXP’ (Verificatie experiment).
122
Bijlage D1 Invoergegevens Voor de verificatie van het model is een groot aantal runs gemaakt, waarbij een groot aantal invoergegevens is gebruikt. De belangrijkste daarvan worden hier kort besproken. De stackindeling Dit is de wijze waarop dedicated stacks over de kade zijn verdeeld. Voor de verificatie is daarvoor dezelfde indeling gebruikt als voor de uiteindelijke probleem analyse in hoofdstuk 8. De keuze hiervoor is beschreven in hoofdstuk 4. Elke dedicated stack is voorzien van een x-coördinaat, een capaciteit, een begininhoud en een bestemming. De figuur op de volgende pagina geeft per ligplaats een overzicht van de verschillende stacks met bijbehorende x-coördinaten. In deze figuur lijkt het of de ene ligplaats langer is dan de andere, dit is echter niet het geval, zoals aan de x-coördinaten te zien is. De afmetingen zijn voor alle ligplaatsen gelijk alleen het aantal dedicated stacks verschilt. Capaciteit en begininhoud De capaciteit en begininhoud per dedicated stack zijn ingevoerd via het tekstbestand, zoals afgedrukt opde volgende pagina’s. De begininhoud is zo ingesteld dat deze zoveel mogelijk overeenkomt met die van een normaal draaiende terminal. Bij de verificatie is hier een fout ingeslopen, waardoor de begininhoud veel te hoog was. Dit heeft verder weinig gevolgen voor de verificatie van het model, behalve voor de inspeeltijd, die bij een goede begininhoud waarschijnlijk korter is. In bijlage E van de invoergegevens van de probleem analyse zijn de juiste beginhouden vermeld. Vaarschema Het vaarschema zoals dat met behulp van het MoCoBi- model en de MTC-Vaarschemamodule is gemaakt is te zien in bijlage B.
123
124
@ligplaats 1@ @aantalstacks@ 30 @stacknum @ 1 @ 2 @ 3 @ 4 @ 5 @ 6 @ 7 @ 8 @ 9 @ 10 @ 11 @ 12 @ 13 @ 14 @ 15 @ 16 @ 17 @ 18 @ 19 @ 20 @ 21 @ 22 @ 23 @ 24 @ 25 @ 26 @ 27 @ 28 @ 29 @ 30
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
bestem inhoud capaciteit xcoord@ 21 3 13 299 1 7 32 468 48 8 32 713 15 20 83 1152 61 5 29 1578 2 7 32 1810 16 4 19 2003 52 0 35 2206 3 7 32 2458 47 8 32 2703 17 7 32 2947 58 3 162 3684 4 7 32 4421 18 3 16 4603 53 1 13 4713 36 90 361 6132 60 0 77 7793 7 63 256 9055 25 3 13 10075 64 0 15 10181 5 7 32 10360 68 0 108 10892 26 2 9 11336 63 40 36 11505 6 7 32 11762 65 19 11 11925 28 1 6 11988 54 36 8 12038 29 2 12 12111 20 3 13 12203
@ligplaats 2@ @aantalstacks@ 32 @stacknum @ 1 @ 2 @ 3 @ 4 @ 5 @ 6 @ 7 @ 8 @ 9 @ 10 @ 11 @ 12 @ 13 @ 14 @ 15 @ 16 @ 17 @ 18 @ 19 @ 20 @ 21 @ 22 @ 23 @ 24 @ 25 @ 26 @ 27 @ 28 @ 29 @ 30 @ 31 @ 32
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
bestem inhoud capaciteit xcoord@ 62 36 16 12813 1 7 32 12996 48 8 32 13241 15 20 83 13680 61 5 29 14106 2 7 32 14339 16 4 19 14532 52 0 35 14735 3 7 32 14988 47 8 32 15232 17 7 32 15477 58 3 162 16215 4 7 32 16952 18 3 16 17135 53 1 13 17245 36 90 361 18664 60 0 77 20327 7 63 256 21590 25 3 13 22611 64 0 15 22717 5 7 32 22896 68 0 108 23428 26 2 9 23873 63 40 36 24042 6 7 32 24299 65 19 11 24462 28 1 6 24525 54 36 8 24576 29 2 12 24648 34 0 3 24704 35 0 3 24728 33 0 2 24746
125
@ligplaats 3@ @aantalstacks@ 34 @stacknum @ 1 @ 2 @ 3 @ 4 @ 5 @ 6 @ 7 @ 8 @ 9 @ 10 @ 11 @ 12 @ 13 @ 14 @ 15 @ 16 @ 17 @ 18 @ 19 @ 20 @ 21 @ 22 @ 23 @ 24 @ 25 @ 26 @ 27 @ 28 @ 29 @ 30 @ 31 @ 32 @ 33 @ 34
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
bestem inhoud capaciteit xcoord@ 13 1 6 25277 24 1 6 25325 1 7 32 25471 48 8 32 25716 15 20 83 26154 61 5 29 26580 2 7 32 26813 16 4 19 27006 52 0 35 27208 3 7 32 27461 47 8 32 27706 17 7 32 27950 58 3 162 28687 4 7 32 29424 18 3 16 29606 53 1 13 29716 36 90 361 31135 60 0 77 32795 7 63 256 34058 25 3 13 35078 64 0 15 35184 5 7 32 35362 68 0 108 35894 26 2 9 36339 63 40 36 36508 6 7 32 36765 65 19 11 36927 28 1 6 36990 54 36 8 37041 29 2 12 37113 30 0 3 37169 31 0 3 37193 32 0 2 37211 27 0 3 37230
@ligplaats 4@ @aantalstacks@ 29 @stacknum @ 1 @ 2 @ 3 @ 4 @ 5 @ 6 @ 7 @ 8 @ 9 @ 10 @ 11 @ 12 @ 13 @ 14 @ 15 @ 16 @ 17 @ 18 @ 19 @ 20 @ 21 @ 22 @ 23 @ 24 @ 25 @ 26 @ 27 @ 28 @ 29
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
bestem inhoud capaciteit xcoord@ 22 6 26 37839 1 7 32 38058 48 8 32 38302 15 20 83 38741 61 5 29 39167 2 7 32 39399 16 4 19 39592 52 0 35 39795 3 7 32 40047 47 8 32 40292 17 7 32 40536 58 3 162 41273 4 7 32 42010 18 3 16 42192 53 1 13 42302 36 90 361 43721 60 0 77 45382 7 63 256 46644 25 3 13 47664 64 0 15 47770 5 7 32 47949 68 0 108 48481 26 2 9 48925 63 40 36 49094 6 7 32 49351 65 19 11 49514 28 1 6 49577 54 36 8 49627 29 2 12 49700
126
@ligplaats 5@ @aantalstacks@ 36 @stacknum @ 1 @ 2 @ 3 @ 4 @ 5 @ 6 @ 7 @ 8 @ 9 @ 10 @ 11 @ 12 @ 13 @ 14 @ 15 @ 16 @ 17 @ 18 @ 19 @ 20 @ 21 @ 22 @ 23 @ 24 @ 25 @ 26 @ 27 @ 28 @ 29 @ 30 @ 31 @ 32 @ 33 @ 34 @ 35 @ 36
@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @
bestem inhoud capaciteit xcoord@ 23 0 3 50255 8 0 3 50280 9 0 3 50304 10 0 3 50328 1 7 32 50462 48 8 32 50706 15 20 83 51145 61 5 29 51571 2 7 32 51803 16 4 19 51996 52 0 35 52199 3 7 32 52452 47 8 32 52696 17 7 32 52941 58 3 162 53678 4 7 32 54415 18 3 16 54597 53 1 13 54707 36 90 361 56125 60 0 77 57786 7 63 256 59049 25 3 13 60068 64 0 15 60174 5 7 32 60353 68 0 108 60885 26 2 9 61329 63 40 36 61499 6 7 32 61756 65 19 11 61918 28 1 6 61981 54 36 8 62032 29 2 12 62104 11 0 3 62160 12 0 3 62184 14 0 3 62208 19 0 3 62233
@KAN-stacks @ @aantal_KAN_stacks@ 10 @stacknum bestem inhoud 37 37 37 37 37 37 37 37 37 37
capaciteit xcoord@ 117 252 3250 117 252 9250 117 252 15750 117 252 21750 117 252 28250 117 252 34250 117 252 40750 117 252 46750 117 252 53250 117 252 59250
@Overpak-stacks @ @aantal_Overpak_stacks@ 5 @stacknum bestem inhoud 0 0 0 0 0
capaciteit xcoord@ 0 152 6250 0 152 18750 0 152 31250 0 152 43750 0 152 56250
@Empty-depot
@stacknum
@
bestem inhoud 0 500 0 423 0 631 @ totalebegininhoud @ 4561
@
@ @
127
Bijlage D2 Inspeeltijd Voor het bepalen van de inspeeltijd zijn een aantal variabelen gemonitord, de ligplaats- en kraanbezetting, het totaal aantal kraanmoves per uur en servicetijd voor schepen. In de laatste grafiek van Figuur 64 is te zien dat de ligplaatsbezetting gemiddeld over vijf ligplaatsen eerst een enorme piek vertoont en daarna vanaf ongeveer 20000 minuten stabiel wordt. Hetzelfde geldt voor de kraanbezetting gemiddeld over de 5 kranen, afgebeeld in de eerste grafiek van Figuur 64. Ook hier is eerst een piek te zien waarna vanaf ongeveer 14000 minuten de steady-state wordt bereikt. In beide figuren is dit tijdstip aangegeven met een verticale blauwe lijn. De piek komt bij beide voor omdat zowel de kraan- als de ligplaatsbezetting sterk afhankelijk zijn van de aanwezigheid van schepen. Voor kranen is de piek iets minder sterk aanwezig omdat deze ook bezet worden door vrachtwagens. Dit is te verklaren doordat de trucks al direct vanaf het tijdstip T=0 min. de kranen bezetten en de eerste schepen pas op T= 110 min. arriveren. Het totaal aantal kraanmoves per uur, afgebeeld in de tweede grafiek van Figuur 64 is direct afhankelijk van de kraanbezetting. De kranen gaan immers pas moves maken als ze bezet zijn. Deze variabele stelt zich dan ook niet veel later dan de kraanbezetting op T = 16000 min, in. De servicetijd van schepen blijkt er, zoals te zien in Figuur 63 het langst over te doen om de steady-state te bereiken, deze variabele is dan ook maatgevend voor de inspeeltijd. Die hiermee loopt van T= 0 min tot T = 25000 min. De simulatietijd wordt duurt dan van T = 25000 min tot T = 65320 min.
Gemiddelde servicetijd van een schip Servicetijd [min]
T [min]
Figuur 63 Gemiddelde servicetijd van een schip
128
Gemiddelde kraanbezetting bezettingsgraad
T [min]
Totaal aantal moves per uur Moves/h
T [min]
Gemiddelde ligplaatsbezetting bezettingsgraad
T [min]
Figuur 64 kraanbezetting,moves/uur en ligplaatsbezetting
129
Bijlage D3 VEREXP1 ‘Container balans’ Tabel 36 Container balans Balans per bestemming Bestemming
nr
DMU DSL DDE DDW NWZ NWN BSC SeaPort-Brittannië HRT Handico HT Ex-HRT Steinweg-Botlek Trend ECT-Home Amsterdam Bell/Geest Deka Steinweg-Eemhaven TorLine VGC Eemtrans VAT Gevelco Hanno Uniport BLS Kramer WaalhavenTerminal Klapwijk-Rapide RotterdamsHavenBedrijf FruitTerminal Madroel Seaport-Merwehaven Moerdijk Antwerpen/Vlissingen CUBTerminal Emmerich DuisburgDeCeTe DuisburgRRT Duisburg Dusseldorf Neuss Dormagen Leverkusen Koln Bonn Koblenz MainzRhenania MainzFrankenbach Mainz FrankfurtRhenania FrankfurtHoechst Gernsheim LudwigshafenCCS LudwigshafenCRN Mannheim LudwigshafenMannheim Germersheim Woerth Karlsruhe Kehl Strasbourg Ottmarsheim WeilAmRhein BaselConteba BaselSRN Basel Birsfelden
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 Totaal
in
uit
241 223 220 219 245 226 1813 5 7 5 3 10 10 2 3356 126 1106 286 5 20 16 36 7 10 154 71 3 34 652 1 1 1 1 8 42 2549 6208 0 0 0 0 0 0 0 0 0 383 296 0 0 0 475 176 105 0 0 0 2290 0 1091 423 41 480 192 156 0 0 1454 0 22738
438 499 454 464 481 447 3757 10 17 10 9 9 19 10 1215 262 482 252 10 33 46 62 5 20 158 137 7 80 173 8 12 3 0 13 12 4080 4466 0 0 0 0 0 0 0 0 0 585 84 0 0 0 182 149 48 0 0 0 1732 0 1554 184 25 608 222 190 0 0 1792 0 22494
Verschil opslag -197 -276 -234 -245 -236 -221 -1944 -5 -10 -5 -6 1 -9 -8 2141 -136 624 34 -5 -13 -30 -26 2 -10 -4 -66 -4 -46 479 -7 -11 -2 1 -5 30 -1531 1742 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -202 212 0 0 0 293 27 57 0 0 0 558 0 -463 239 16 -128 -30 -34 0 0 -338 0 244
klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt klopt
Per Containers TEU 2 maanden 45232 72371,2 jaar 294008 470412,8 Volgens modal-split 490490 Afwijking modal-split 4%
130
Bijlage D4 VEREXP2 ‘Kraanbewegingen’ VEREXP2.1 ‘Lossen van truck of ITS- voertuig; zonder schepen’ VEREXP 2.1.1 ‘Kraan 3; ligplaats 3’ De truck arriveert op T = 79.95 min met een container voor stack 67 met bestemming 15, de trend terminal in Rotterdam stad. De truck stopt ter hoogte van deze stack op coördinaten (262, 52.7) In 0 en Figuur 65 is nu het traject van kraan 3 te volgen. Het blijkt dat het proces verloopt als bedoelt en voldoet aan het stroomschema van figuur… in hoofdstuk 6. Tabel 37 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.1.1 T [min] 79.95 81.59 81.93 82.41 82.97
Kraanlocatie [m] (312.5, 50) (262, 97.25) (262, 52.75) (282, 86.66) (262, 97.25)
Kraandoel [m] (262, 97.25) (262, 52.75) (282, 86.66) (262, 97.25)
Doelomschrijving Truck Stack 67 (bestem 15) Stack 166(bestem 37) Truck
VEREXP 2.1.2 ‘Kraan 5; ligplaats 5’ De truck arriveert op T = 579.7 min met een container voor stack 139 met bestemming 17, Amsterdam. De truck stopt ter hoogte van deze stack op coördinaten (529, 52.7) In 0 en Figuur 65 is nu het traject van kraan 5 te volgen; de nummers uit de eerste kolom verwijzen naar de nummers in Figuur 65. Het blijkt dat het proces verloopt als bedoelt en voldoet aan het stroomschema van figuur..van hoofdstuk 6. Tabel 38 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.2.2 Nummer 1 2 3 4 5
Kraanlocatie [m] (511, 97.25) (529, 97.25) (529, 52.75) (532.5, 86.66) (529, 97.25)
Kraandoel [m] (529, 97.25) (529, 52.75) (532.5, 86.66) (529, 97.25)
Doelomschrijving Truck Stack 67 (bestem 17) Stack 166(bestem 37) Truck
VEREXP 2.1.3 ‘Kraan 1; ligplaats 1’ De eerste truck arriveert op T = 763 min met een container voor stack 4 met bestemming 15, de trend terminal in Rotterdam stad. De truck stopt ter hoogte van deze stack op coördinaten (11.5, 52.7) In 0 en Figuur 66 is nu het traject van kraan 1 te volgen; de nummers uit de eerste kolom van 0 verwijzen naar de nummers in Figuur 66. Het blijkt dat het proces verloopt als bedoelt en voldoet aan het stroomschema van figuur..in hoofdstuk 6. Tabel 39 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.1.3 deel 1 Nummer 1 2 3 4
Kraanlocatie [m] (11.5, 97.25) (11.5, 52.75) (32.5, 86.66) (11.5, 97.25)
Kraandoel [m] (11.5, 52.75) (32.5, 86.66) (11.5, 97.25)
Doelomschrijving Stack 4 (bestem 15) Stack 162 (bestem 37) Truck
De tweede truck arriveert op T = 846 min met een container voor stack 11 met bestemming 17, de trend terminal in Rotterdam stad. De truck stopt ter hoogte van deze stack op coördinaten (29.5, 52.7) In 0 en Figuur 66 is nu het traject van kraan 1 te volgen. Het blijkt dat het proces verloopt als bedoelt en voldoet aan het stroomschema van figuur uit hoofdstuk 6. Tabel 40 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.1.3 deel 2 Nummer 4 5 6 7 8
T [min] 765.6 846.2 846.87 847.68 848.51
Kraanlocatie [m] (11.5, 97.25) (29.5, 97.25) (29.5, 52.75) (32.5, 86.66) (29.5, 97.25)
Kraandoel [m] (29.5, 97.25) (29.5, 52.75) (32.5, 86.66) (29.5, 97.25)
Doelomschrijving Truck Stack 11 (bestem 17) Stack 162(bestem 37) Truck
131
y-coörd. kade [m]
T = 81.59 min
y-coörd. kade [m]
T = 81.93 min
x-coörd. kade [m]
y-coörd. kade [m]
T = 82.41 min
x-coörd. kade [m]
y-coörd. kade [m]
T = 82.97 min
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
T= 550 min – T= 600 min
y-coörd. kade [m] 1
2/5 4
x-coörd. kade [m]
3
Figuur 65 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.1.1 en bij VEREXP 2.1.2
132
T = 765.6 min
T = 846.2 min 5
1/4 3
2
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
T = 846.87 min
T = 847.68 min
7
x-coörd. kade [m]
6
x-coörd. kade [m]
T = 848.51 min 8
x-coörd. kade [m]
Figuur 66 Kraanbewegingen bij VEREXP2.1.3
133
VEREXP2.2 ‘Lossen van een schip’ VEREXP 2.2.1 ‘Lossen en laden van een CUB- barge; 2 kranen’ Zoals omschreven in hoofdstuk wordt een schip van voor naar achter gelost en van achter naar voor geladen. Als een schip door twee kranen gelost wordt behandelt de ene kraan het voorste deel van het schip en de andere het achterste deel. Dit is duidelijk te zien in Figuur 67 ,voor lossen(beweging naar rechts) en laden(beweging naar links). Dat dit proces hold voor hold wordt doorlopen is te zien in 0 en waarin te zien is dat een kraan een aantal malen dezelfde hold van het schip aandoet. In de tabel aangegeven met gekleurde cellen. De te lossen lading van een CUB-barge is ongesorteerd, dat komt in 0 naar voren in de bestemming van de betreffende container, het gaat hier steeds om een andere bestemming. Het laden gaat net als bij alle schepen wel gesorteerd, dit komt ook weer tot uiting in bestemming van de behandelde containers, die is steeds een aantal maal achter elkaar gelijk. Tabel 41 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.2.1 1e gedeelte ‘Lossen van een CUB-barge; 2 kranen’ Nummer
T [min]
Kraan 1 locatie [m]
1 2
26080.3 26080.8
(0, 20) (0, 97.25)
3 4 5 6 7 8 9
10
26081.6 26081.9 26082.6 26082.7 26083.5 26084.3 26085 26085.5 26086 26086.4 26086.9 26228.2
Container Bestemming Kraan 2 53 naar depot
(0, 20) (36.8, 52.7) (0, 20) (22, 52.75) (0, 20) (0, 29) (0, 20)
(0, 97.25)
Nummer
Kraan 2 Locatie [m]
Container Bestemming Kraan 2
1 2 3 4 5 6
(65.6, 20) (65.6, 29) (65.6, 20) (65.6, 29) (65.6, 20) (108.9, 52.75)
7 8
(65.6, 20) (65.6, 97.25)
58 Ludwigshfn stack
9 10 11
(65.6, 20) (65.6, 29) (71.6, 20)
68 Basel stack
58 Ludwigshfn stack 58 Ludwigshfn stack 68 Basel stack
58 Ludwigshfn stack 52 FrnkfrtRhn stack 68 Basel stack
60 Woerth stack
Tabel 42 Kraanbewegingen bij VEREXP 2.2.1 2e gedeelte ‘Laden van een CUB-barge; 2 kranen’ Nummer
T [min]
Kraan 1 locatie [m]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
26215
(59.6, 20) (59.6, 97.25) (59.6, 20) (59.6, 97.25) (59.6, 20) (59.6, 29) (59.6, 20) (59.6, 29) (59.6, 20) (59.6, 97.25) (53.6, 20) (53.6, 29) (53.6, 20) (53.6, 97.25) (53.6, 20)
26218 26219 26220 26221 26222.9
26224 26226 26228.2
Container Bestemming Kraan 2 7 uit depot 7 uit depot 7 via overpak stack 7 via overpak stack
Nummer
Kraan 2 Locatie [m]
1 2 3 4 5 6 7 8
(125, 97.25) (125, 20) (125, 97.25) (125, 20) (90.5, 52.75) (119.6, 20) (119.6, 97.25) (119.6, 20)
9 10 11 12 13
(90.5, 52.75) (119.6, 20) (119.6, 97.25) (119.6, 20) (90.5, 52.75)
Container Bestemming Kraan 2 7 uit depot 7 uit depot 7 BSC stack 7 uit depot
7 uit depot 7 via overpak stack 7 uit depot
7 BSC stack 7 uit depot 7 BSC stack
134
Lossen T = 26084.3 min y-coörd. kade
T = 26199.8 min y-coörd. kade
2 1 6
1 6
4 2/4 x-coörd. kade
1/3/5
x-coörd. kade
1/3/5
Laden T = 26215 min y-coörd. kade
T = 26228.2 min y-coörd. kade
x-coörd. kade
x-coörd. kade
T = 26334.5 min y-coörd. kade
x-coörd. kade
Figuur 67 Kraanbewegingen bij VEREXP2.2.1
135
VEREXP 2.2.2 ‘Lossen en laden van een gewone barge; 1 kraan’ Het schip arriveert op T = 33265 min en begint na aanleggen met lossen. Het schip komt uit Antwerpen en heeft alleen containers met bestemming KAN. Bij ligplaats 1 zijn er drie plaatsen waar containers met bestemming KAN heen kunnen, het depot en de 2 KAN stacks. In Figuur 68 is duidelijk te zien dat de kraan steeds naar een van die drie locaties rijdt. Ook kiest de kraan duidelijk de meest nabije stack, bij het lossen van de voorzijde van het schip de stack met coördinaten (32.5, 86.6) en bij het lossen van de achterzijde van het schip de stack met coördinaten (32.5, 86.6) Tabel 43 Kraanbewegingen bij VEREXP2.2.2 1e gedeelte ‘Lossen van een gewone barge; 1 kraan’ Num.
T [min]
Kraan 1 Locatie [m]
Container Bestemming Kraan 1
Num.
T [min]
Kraan 1 Locatie [m]
Container Bestemming Kraan 1 37 KAN stack
1 33280 (41.6, 20) 6 33286.7 (32.5, 86.6) 2 33281.4 (41.6, 97.25) 37 naar depot 7 33288 (41.6, 20) 3 33282.9 (41.6, 20) 8 33289.3 (32.5, 86.6) 37 KAN stack 4 33284.2 (32.5, 86.6) 37 KAN stack 9 33290.6 (47.6, 20) 5 33285.4 (41.6, 20) 10 33291.9 (32.5, 86.6) 37 KAN stack Het schip laadt containers met bestemming Antwerpen vanuit het depot of de Antwerpen stack met coördinaten (61.3, 52.75). Duidelijk is ook te zien dat na het laden van een hold de kraan met het volgende hold verder gaat. Tabel 44 Kraanbewegingen bij VEREXP2.2.2 2e gedeelte ‘Laden van een gewone barge; 1 kraan’ Num.
T [min]
Kraan 1 Locatie [m]
1 2 3 4 5
33280 33281.4 33282.9 33284.2 33285.4
(89.6, 20) (61.3, 52.75) (89.6, 20) (89.6, 97.25) (89.6, 20)
Container Bestemming Kraan 1 36 Antwerpen stack 36 uit depot
Num.
T [min]
Kraan 1 Locatie [m]
6 7 8 9 10
33286.7 33288 33289.3 33290.6 33291.9
(89.6, 97.25) (89.6, 20) (89.6, 97.25) (83.6, 20) (61.3, 52.75)
Container Bestemming Kraan 1 36 uit depot 36 uit depot 36 Antwerpen stack
VEREXP 2.3 ‘Lossen van een gewone barge met tussentijds een truck; 1 kraan’ In dit experiment wordt nagegaan hoe een kraan het los- en laadproces van een schip onderbreekt om een truck te laden en te lossen. Hierbij wordt volstaan met een aantal plots van de afgelegde weg van de trolley van de kraan, zoals in Figuur 69 te zien zijn. Met behulp van de nummering zijn de opeenvolgende stappen te volgen.
136
Lossen T = 33291.9 min
y-coörd. kade [m]
y-coörd. kade [m]
T = 33365.9
2 4/6/8
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
9
1/3/5
Laden
y-coörd. kade [m]
T = 33378.2 min
T = 33447.8 min y-coörd. kade [m]
4/6
2
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
9 1/3/5/7
Figuur 68 Kraanbewegingen bij VEREXP2.2.2
137
Lossen T = 17600 – 17629 min 6
y-coörd. kade [m] 2
4/8
1/3
5/7
T = 17629.9 min y-coörd. kade [m] 9
4/8
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
T = 17630.9 min y-coörd. kade [m]
T = 17632.7 min y-coörd. kade [m] 11
12
10
x-coörd. kade [m]
x-coörd. kade [m]
T = 17633.8 – 17635.1 min y-coörd. kade [m] 12
x-coörd. kade [m]
13
Figuur 69 Kraanbewegingen bij VEREXP2.3
138
Bijlage D5 VEREXP3 ‘Ligplaats en kraanbezetting’ Ligplaatsbezetting De ligplaatsen worden door de havenmeester toegewezen op basis van een algoritme dat bekijkt welke ligplaats het meest geschikt is voor dit schip. Het criterium dat hiervoor wordt gehanteerd is de hoeveelheid containers die op het moment van controleren direct geladen en gelost kunnen worden bij elke ligplaats. De ligplaats met de grootste capaciteit voor lossen en laden tezamen wordt toegewezen aan het schip. Als het algoritme goed werkt dan zouden alle ligplaatsen na verloop van tijd een gelijke bezettingsgraad moeten krijgen. Daarom is er een twaalftal runs gemaakt elk met verschillende random seeds en is steeds de gemiddelde bezetting per ligplaats bijgehouden. De resultaten zijn te vinden in 0. Tabel 45 Ligplaatsbezetting bij VEREXP3 Ligplaatsbezetting [%] replicaties Ligplaats 1 Ligplaats 2 Ligplaats 3 Ligplaats 4 Ligplaats 5 gemiddeld 1 11 22 20 14 18 17 2 21 19 20 17 13 18 3 11 22 20 14 18 17 4 15 17 20 18 18 17.6 5 20 22 20 16 14 18.4 6 18 17 17 17 10 15.8 7 23 20 17 10 21 18.2 8 18 18 17 17 22 18.4 9 21 21 19 23 15 19.8 10 10 12 22 9 22 15 11 16 16 20 12 18 16.4 12 20 13 21 17 20 18.2 Gemiddelde 17.00 18.25 19.42 15.33 17.42 17.48 Afwijking 4.41 3.41 1.62 3.82 3.75 1.31 Replicaties 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 Gem. Afwijking 1.27 0.99 0.47 1.10 1.08 0.38 t-waarde 2.26 2.26 2.26 2.26 2.26 2.26 halfwaarde 2.88 2.23 1.06 2.50 2.45 0.86 gewenste halfwaarde 1.70 1.80 1.90 1.50 1.70 1.70 22.4 6.4 -8.3 21.2 12.9 -8.9 Nodige replicaties
Afwijking per run 25.3 3.3 25.3 1.8 13.2 3.5 5.9 2.1 3.3 11.0 3.0 27.1 10.4 -
Hierin is te zien dat na een simulatieperiode van 28 dagen de bezetting per ligplaats gemiddeld tussen de 15% en 20% ligt. Bij elke replicatierun treed een afwijking op van deze gemiddelde bezetting. Voor alle 12 replicatieruns is de gemiddelde afwijking daardoor 10.4. Dit is vrij groot en duidt erop dat de ligplaatsen niet erg gelijkmatig bezet zijn. Dit is ook eenvoudig te zien door steeds per replicatierun de ligplaatsbezettingen met elkaar te vergelijken. Zo is bij de eerste replicatie run de ligplaatsbezetting voor ligplaats 1 11% terwijl ligplaats 2 22% van de tijd bezet is. Dat de bezetting van de ligplaatsen na een periode van 28 dagen niet volkomen gelijkmatig verdeeld is, wil niet zeggen dat het havenmeester algoritme voor het toewijzen van de ligplaatsen niet naar behoren werkt. De afwijking in bezetting per ligplaats per replicatierun is te verklaren doordat schepen door 1 of door 2 kranen gelost kunnen worden. Lossen met 2 kranen gaat nagenoeg twee keer zo snel als lossen met 1 kraan. Voor de ligplaats waar een aantal maal met twee kranen is gelost betekent dit een relatief veel lagere bezettingsgraad.
139
Kraanbezetting De kraanmeester wijst de kranen toe aan de schepen en trucks, het enige criterium dat hiervoor wordt gebruikt is of een kraan vrij is. Vrij wil zeggen niet bezig met het lossen en laden van een schip of truck. Als een kraan klaar is met het bedienen van een schip of truck, komt de kraan achter aan in de lijst met vrije kranen te staan. Op deze manier moet na verloop van tijd elke kraan ongeveer even lang bezet zijn. Om te controleren of dit inderdaad het geval is, is een twaalftal runs van 28 dagen gemaakt. De resultaten daarvan zijn afgedrukt in 0. Het blijkt dat elke kraan ongeveer 20% van de tijd bezig is met het lossen van schepen of trucks. Tabel 46 Kraanbezetting bij VEREXP3 Kraanbezetting [%] replicaties Kraan 1 1 21 2 18 3 21 4 26 5 21 6 23 7 22 8 21 9 22 10 26 11 23 12 19 Gemiddelde 21.92 Afwijking 2.39 Replicaties 12.00 Gem. Afwijking 0.69 t-waarde 2.26 halfwaarde 1.56 gewenste halfwaarde 2.00 -4.7 Nodige replicaties
Kraan 2 24 20 24 25 24 25 19 24 23 22 26 22 23.17 2.08 12.00 0.60 2.26 1.36 2.00 -6.5
Kraan 3 20 25 20 23 23 20 21 23 21 20 19 23 21.50 1.83 12.00 0.53 2.26 1.20 2.00 -7.7
Kraan 4 20 26 20 18 22 17 20 22 21 17 23 24 20.83 2.76 12.00 0.80 2.26 1.80 2.00 -2.3
Kraan 5 24 20 24 18 21 25 28 23 22 25 26 21 23.08 2.81 12.00 0.81 2.26 1.84 2.00 -1.9
gemiddeld 21.8 21.8 21.8 22 22.2 22 22 22.6 21.8 22 23.4 21.8 22.10 0.47 12.00 0.14 2.26 0.31 2.00 -11.7
Afwijking per run 5.1 4.7 5.1 9.7 3.4 9.5 9.6 2.2 1.6 3.7 7.2 1.9 5.30 -
140
Bijlage D6 VEREXP4 ‘Kraansnelheid’ Zoals reeds omschreven in hoofdstuk verloopt de snelheid van de kraan bij elke beweging als in Figuur 70, waarin een voorbeeld is gegeven van de gantrybeweging. De kraan versnelt eerst gedurende 6 sec tot de maximum snelheid is bereikt. Vervolgens rijdt de kraan een bepaalde tijd met de maximumsnelheid en vertraagd vervolgens weer, ook gedurende 6 sec. Zowel de versnelling als vertraging zijn aangenomen constant te zijn.
V [m/min]
120 m/min 60 m/min
6s
?s
6s
t [s]
Figuur 70 v-t diagram gantrybeweging Het kan ook voorkomen dat de afstand die de kraan moet afleggen dermate kort is dat de maximumsnelheid nooit gehaald wordt en de kraan alleen aan het versnellen en vertragen is. Het vt-diagram van de kraan ziet er dan uit als in Figuur 71. Als voorbeeld is hier de versnelling van de gantrybeweging afgebeeld. Er is te zien dat de kraan eerst een stuk versnelt met een versnelling van 0,33 m/s2 en vervolgens een eind vertraagd met een vertraging van - 0,33 m/s2.
V [m/min]
a =0.33m/s2
a = - 0.33m/s2
t [s]
Figuur 71 v-t diagram gantrybeweging zonder bereiken maximumsnelheid Om te controleren of het algoritme dat de kraansnelheid bepaalt juist werkt zijn de duur van een move en de bijbehorende afgelegde afstand van een kraan gedurende een run bijgehouden. In 0 staat voor een willekeurig aantal moves de duur en de afgelegde afstand. Naast de door het model bepaalde duur staat de duur zoals die zou moeten zijn. Voor de in de 0 genummerde bewegingen volgt een kort rekenvoorbeeld 1.
Gantry beweging over een afstand van x =39,18 m. Eerst wordt er gedurende 6 s versneld tot v = 120 m/min = 2 m/s er is dan
x=
1 2 1 m at = ⋅ 0,3333/ 2 ⋅ 36 s 2 = 6m 2 2 s
afgelegd. Tijdens het vertragen wordt dezelfde afstand afgelegd er is nu nog x = 39,18m – 6m – 6 m = 27.18m af te leggen met de maximumsnelheid van 2m/s
x 27.18m = = 13.59s m v 2 s de totale duur van de move moet dus 13,59s + 6s + 6s =25.59s =0.4265 min bedragen. t=
141
2.
Trolley beweging over een afstand van x = 4,0 m De helft van die afstand wordt versnellend afgelegd met een versnelling van 0,4167 m/s2 dat duurt
t=
2x 2 ⋅ 2, 0m = = 3,1s m a 0, 4167 2 s
de andere helft wordt vertragend afgelegd, wat eveneens 3,1 s duurt. De totale duur van de move moet dus 3,1s + 3,1s =6,2s = 0.1033 min bedragen. Tabel 47 Afgelegde afstand en moveduur van een kraan bij VEREXP4
Afstand [m] 32.75 32.75 32.75 32.75 77.25 77.25 9.00 9.00 1 39.18 77.25 39.18 43.72 9.00 77.25 32.75 9.00 37.72 46.37 2 4.00 32.75 9.00 9.00 9.00
Moveduur [min] Model Verwacht Soort beweging 0.39417 0.39417 Trolley 0.39417 0.39417 Trolley 0.39417 0.39417 Trolley 0.39417 0.39417 Trolley 0.83917 0.83917 Trolley 0.83917 0.83917 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley 0.42650 0.42650 Gantry 0.83917 0.83917 Trolley 0.42650 0.4265 Gantry 0.46433 0.46433 Gantry 0.15667 0.15667 Trolley 0.83917 0.83917 Trolley 0.39417 0.39417 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley 0.41433 0.41433 Gantry 0.48642 0.48642 Gantry 0.10328 0.10328 Trolley 0.39417 0.39417 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley 0.15667 0.15667 Trolley
Het algoritme voor het bepalen van de kraansnelheid werkt naar behoren, voor elke afstand die de kraan moet afleggen, wordt de benodigde tijd apart bepaald.
142
Bijlage D7 VEREXP5 ‘Geen import / geen export’ In dit verificatieëxperiment is gekeken hoe de containervoorraad van de terminal, dat wil zeggen alle containers die zich op dat moment op de terminal bevinden, verandert als de import of de export vanaf een bepaald moment sterk afnemen. Daartoe zijn 3 runs gemaakt: A. Normaal verloop van de voorraad B. Vanaf T = 14500 min tot ongeveer T = 40000 min sterk afgenomen import C. Vanaf T = 14500 min tot ongeveer T = 40000 min sterk afgenomen export In Figuur 72 is een duidelijk stabiel verloop rond een evenwichtsstand van ongeveer 4500 containers te zien. In Figuur 73 is te zien dat bij het afnemen van de import de voorraad daalt tot een niveau van ongeveer 2000 containers voorraad. En vanaf ongeveer T = 40000 min wanneer de import weer normaal is, is te zien hoe de balans herstelt. In Figuur 74 is de tegenovergestelde situatie te zien. Wanneer de export van T = 14500 min sterk afneemt stijgt het aantal containers in voorraad naar een niveau van ongeveer 7000 containers. Ook hier is te zien hoe de import/export balans hersteld vanaf T = 40000 min. Tenslotte is in het verloop van de voorraad ook duidelijk te zien aan de tandachtige vorm van het voorraadverloop hoe de voorraad toeneemt als een schip wordt gelost en hoe deze weer afneemt bij het laden. De horizontale verlopen tussen de pieken zijn momenten waarop er geen schepen aanwezig zijn of er alleen trucks worden behandeld. Het laden en lossen van een truck gaat steeds maar om 1 container in en 1 container uit in een vrije korte tijd en is daarom niet te zien als piek in het voorraad verloop.
Containervoorraad
VEREXP5.1 ‘Normale situatie’
Aantal containers in voorraad
T [min]
Figuur 72 Containervoorraadverloop bij normale import en export
143
Containervoorraad
VEREXP5.2 ‘Geen import’
Aantal containers in voorraad
T [min]
Figuur 73 Containervoorraadverloop bij tijdelijk sterk verminderde import
Containervoorraad
VEREXP5.3 ‘Geen Export’
Aantal containers in voorraad
T [min]
Figuur 74 Containervoorraadverloop bij tijdelijk sterk verminderde export
144
Bijlage D8 VEREXP6 ‘Piek in aankomsten van schepen’ Als er een piek in het aantal aankomsten van schepen optreed raken op een gegeven moment alle kranen en ligplaatsen bezet en kunnen nog arriverende schepen niet direct geholpen worden. Deze schepen moeten dan in de wachtrij wachten tot ze een ligplaats krijgen toegewezen. Er zou bij een piek in de ankomsten ook een piek in de wachtrij moeten ontstaan. De eerste twee grafieken van Figuur 76 illustreren dat dit ook daadwerkelijk gebeurt. Dat de kranen allen volledig bezet raken door de piek in de aankomsten van schepen is te zien in de derde grafiek van Figuur 76 . Hierin is het aantal moves per uur gemiddeld over alle kranen afgebeeld, duidelijk te zien is dat hierin ook een piek optreedt. Ter vergelijk zijn in Figuur 75 ook de wachtrij en het gemiddeld aantal kraanmoves per uur voor een normale situatie, zonder piek in de aankomst van schepen opgenomen. Door in het originele vaarschema de tussenaankomsttijden van een aantal opeenvolgende schepen zeer klein te maken, ontstaat een piek in het vaarschema. Deze begint vanaf T= 30384 min en duurt T = 30431 min. In deze 47 minuten komt elke minuut een schip aan, in het totaal 47 schepen. Totaal hebben deze schepen ongeveer 2900 import containers bij zich en nemen ongeveer evenveel export containers mee. De piek is op ongeveer T ≈ 33000 min verdwenen, dat wil zeggen dat in een tijdsbestek van 33000 – 30384 = 2616 min ≈ 44 uur een totaal van 2 * 2900 = 5800 containers verwerkt zijn. Met 5 kranen die maximaal ongeveer 30 moves per uur kunnen maken hebben voor 5800 containers bij ongeveer 5800 / 30 ≈ 39 uur nodig, dit komt rekening houdend met aankomsten van vrachtwagens en verloren tijd door onder meer aanleggen vrij goed overeen met de 44 uur die de piek in de wachtrij duurt. Na de piek komt het eerst volgende schip pas na 9673 minuten op T = 40104 minuten weer een schip aan. Ook dit is te zien aan de eerste grafiek van Figuur 76 , nadat de piek is weggewerkt komen er een tijdje geen schepen aan.
145
Wachtrij
VEREXP6.1 ‘Normale situatie’
Aantal schepen in wachtrij
T [min]
Histogram wachtrij
Gemiddeld aantal kraanmoves Moves/uur
T [min]
Figuur 75 Wachtrij en kraanmoves in normale situatie
146
Wachtrij
VEREXP6.2 ‘Piek in aankomsten’
Aantal schepen in wachtrij
T [min]
Histogram wachtrij
Gemiddeld aantal kraanmoves Moves/uur
T [min]
Figuur 76 Wachtij en kraanmoves bij een piek in de aankomsten van schepen
147
Bijlage D9 VEREXP7 ‘Aantal kranen’ Door het aantal kranen waarmee de terminal is uitgerust te varieren wordt de capaciteit van de terminal zeer direct beïnvloedt. In dit experiment is gekeken of dat ook daadwerkelijk zo is. Daartoe zijn 5 runs gemaakt met een toenemend aantal kranen, beginnend met 1 kraan en steeds toenemend met 1 kraan tot uiteindelijk 5 kranen. 1 kraan bij gebruik van slechts 1 kraan, moet die ene kraan alle schepen en alle trucks behandelen gevolg zou moeten zijn dat de kraan volcontinu bezet is. Dat dit daadwerkelijk zo is komt naar voren in de eerste grafiek van Figuur 77 van de kraanbezetting, deze gaat nagenoeg direct naar 1 ofwel 100%. Het aantal schepen in de wachtrij zal door gebrek aan capaciteit sterk toe moeten nemen. Figuur 77 illustreert dat dit ook daadwerkelijk gebeurt. De afname van het aantal schepen in de wachtrij vanaf ongeveer T = 80000 min is te verklaren doordat er daarna nauwelijks nog schepen arriveren. 2 kranen Bij gebruik van 2 kranen is de capaciteit iets groter en zal de kraanbezetting wat lager zijn. Net als het aantal schepen in de wachtrij. Zoals in Figuur 78 te zien is neemt dit zelfs zeer sterk af bij een overgang van 1 naar 2 kranen. 3, 4 en 5 kranen naarmate het aantal kranen toeneemt, neemt het gemiddelde aantal schepen in de wachtrij af, net als de kraanbezetting, die bij vijf kranen nog maar 25% bedraagt. Aangezien het bij dit experiment gaat om een algemeen beeld van de reactie van het model op een zeer ingrijpende verandering is hier volstaan met slechts 1 run per geval. Er zijn geen replicaties gemaakt met verschillende seeds.
148
VEREXP7.1 ‘1 kraan’
Kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Aantal moves/h Moves / h
T [min]
Aantal schepen in wachtrij Schepen in wachtrij
T [min]
Figuur 77 Kraanbezetting, aantal moves/uur en wachtrij bij VEREXP3.1 ‘1 kraan’
149
VEREXP7.2 ‘2 kranen’
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Gemiddeld aantal moves/h kraanbezetting
Moves / h
T [min]
Aantal schepen in wachtrij Schepen in wachtrij
T [min]
Figuur 78 Kraanbezetting, aantal moves/uur en wachtrij bij VEREXP3.2 ‘2 kranen’
150
VEREXP7.3 ‘3 kranen’
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Gemiddeld aantal moves/h kraanbezetting Moves / h
T [min]
Aantal schepen in wachtrij Schepen in wachtrij
T [min]
Figuur 79 Kraanbezetting, aantal moves/uur en wachtrij bij VEREXP3.3 ‘3 kranen’
151
VEREXP7.4 ‘4 kranen’
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Gemiddeld aantal moves/h kraanbezetting Moves / h
T [min]
Aantal schepen in wachtrij Schepen in wachtrij
T [min]
Figuur 80 Kraanbezetting, aantal moves/uur en wachtrij bij VEREXP3.1 ‘4 kranen’
152
VEREXP7.5 ‘5 kranen’
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Gemiddeld aantal moves/h Moves / h
T [min]
Aantal schepen in wachtrij Schepen in wachtrij
T [min]
Figuur 81 Kraanbezetting, aantal moves/uur en wachtrij bij VEREXP3.1 ‘1 kraan’
153
Bijlage D10 VEREXP8 ‘Variëren van de kraansnelheid’ Ook door de snelheid van de kranen wordt de capaciteit van de terminal beïnvloedt. Hogere kraansnelheden betekenen dat schepen sneller gelost kunnen worden dat zou terug te zien moeten zijn in de gemiddelde servicetijd van schepen. Ook zou de bezettingsgraad van de kraan lager moeten zijn omdat een zelfde hoeveelheid moves in een kortere tijd gedaan worden is de totale werktijd van een kraan kleiner en daarmee de bezettingsgraad lager. Omgekeerd zou bij een lagere kraansnelheid de servicetijd van de schepen langer moeten worden en de bezettingsgraad van de kranen hoger. Om te controleren of dit werkelijk zo is, is een drietal experimenten gedaan, één met de helft van de normale snelheid (VEREXP8.1), één met de normale snelheid (VEREXP8.2) en één met 2 maal de normale snelheid(VEREXP8.3). In 0 staan de gantry- en trolleysnelheid per experiment samengevat. Tabel 48 Gantry- en trolleysnelheid bij VEREXP8
VEREXP8.1 VEREXP8.2 VEREXP8.3
snelheid [m/min] gantry trolley 60 50 120 100 240 200
In de figuren en is ook per experiment de snelheid weergegeven. Het aantal moves per uur, steeds afgebeeld in de eerste grafiek van de figuren en is het aantal moves per uur dat de kraan werkt, dit aantal uren is kleiner dan het aantal simulatieuren. Dat is ook duidelijk te zien aan de kraanbezetting, die is steeds lager dan 100%. Het aantal moves per uur over de gehele simulatietijd zal dus aanzienlijk lager liggen. VEREXP8.1 ‘Lage kraansnelheid’ In de eerste grafiek van Figuur 82 is duidelijk te zien dat het gemiddeld aantal moves per uur buidend lager ligt dan bij de normale situatie, zoals te zien in Figuur 83. De gemiddelde servicetijd van schepen, te zien in de tweede grafiek van Figuur 84, ligt, zoals voorspeld, een stuk hoger dan bij het experiment met de normale kraansnelheid. En de kraanbezetting, afgebeeld in de laatste grafiek van Figuur 84 is eveneens hoger dan bij de normale kraansnelheid. VEREXP8.3 ‘Hoge kraansnelheid’ Dit experiment geeft ook het verwachte beeld, een hoger aantal moves per uur en een lagere kraanbezetting. En een kortere servicetijd voor de schepen. Invloed van de versnelling Om bij een zelfde versnelling de maximum snelheid te halen duurt bij een hogere maximumsnelheid langer dan bij een lagere maximumsnelheid. Dit is wordt duidelijk in figuur in hoofdstuk . Aangezien in beide gevallen dezelfde afstand moet worden afgelegd zal bij de hogere maximumsnelheid minder lang met de maximum snelheid gereden worden. Het effect van een hogere snelheid werkt dus relatief minder sterk door. Het omgekeerde geldt voor een lagere maximumsnelheid bij gelijke versnelling. De afname van de servicetijd van schepen bij een hogere kraansnelheid is niet spectaculair, een vergroting van de snelheid met 50% geeft een servicetijd vermindering van maar ongeveer 30%. Dit is te verklaren door het feit dat de versnelling en de hijs- en zaksnelheid van de container gelijk zijn gehouden bij alle experimenten. Daardoor wordt de invloed van die factoren op de servicetijd van de schepen groter bij een toename van de snelheid. Omgekeerd geldt dit ook voor een verlaging van de kraansnelheid, een verlaging van de snelheid met 50% geeft een servicetijd vermeerdering van ongeveer 50%. Hier wordt de invloed van de versnelling en de hijs en zaksnelheid kleiner en heeft de verlaging van de maximumsnelheid een nagenoeg 1 op 1 effect.
154
Snelheid: Gantry: 60m/min Trolley: 50m/min Versnelling: Gantry: 0,33m/s 2 Trolley: 0,33m/s 2
VAEXP8.1 ‘Lage kraansnelheid’
Kraanmoves per uur werktijd
Gemiddeld
27.5 moves/uur
moves/uur
27 26.5 26 25.5 1
2
3
4
5
kranen
Gemiddelde sevicetijd van een schip Servicetijd [min]
T [min]
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Figuur 82 Uitvoervariabelen bij VEREXP8.1’Lage kraansnelheid‘
155
moves/uur
Snelheid: Gantry: 120m/min Trolley: 100m/min Versnelling: Gantry: 0,33m/s 2 Trolley: 0,33m/s 2
VAEXP8.3 ‘Normale kraansnelheid’
Kraanmoves per uur werktijd
moves/uur Gemiddeld
40.5 40 39.5 39 38.5 38 37.5 37 1
2
3
4
5
kranen
Gemiddelde sevicetijd van een schip Servicetijd [min]
T [min]
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Figuur 83 Uitvoervariabelen bij VEREXP8.2’Normale kraansnelheid‘
156
Snelheid: Gantry: 240m/min Trolley: 200m/min Versnelling: Gantry: 0,33m/s2 Trolley: 0,33m/s2
VAEXP8.3 ‘Hoge kraansnelheid’
Kraanmoves per uur werktijd
Gemiddeld
60 moves/uur
moves/uur
58 56 54 52 50 48 1
2
3
4
5
kranen
Gemiddelde sevicetijd van een schip Servicetijd [min]
T [min]
Gemiddelde kraanbezetting Bezettingsgraad
T [min]
Figuur 84 Uitvoervariabelen bij VEREXP8.3’Hoge kraansnelheid‘
157
Bijlage D11 VEREXP9 ‘ Eén of twee kranen’ Een schip dat door twee kranen gelost wordt zou een kortere servicetijd moeten hebben dan een schip dat door slechts één kraan wordt bedient. In dit experiment is het vaarschema gereduceerd tot slechts één aankomst; terwijl de trucks wel normaal blijven aankomen. Op T = 47450 min arriveert er een schip met 200 import containers en 180 export containers. Met dit schip zijn twee verschillende runs gemaakt. Eén met lossen met twee kranen en één met lossen met één kraan. Hierbij is steeds de servicetijd van het schip, het totaal aantal moves en het totaal aantal overpak moves bijgehouden. Voor beide runs is een aantal replicaties met verschillende seeds gemaakt om een betrouwbaar beeld te krijgen van de verschillende variabelen. Hoe de betrouwbaarheid van de uitvoer bepaald is, is te lezen in bijlage. Als voorbeeld de servicetijd bij twee kranen is gemiddeld 322,69 minuten, de halfwaarde bij dit gemiddelde is 3,3 minuten. Dat wil zeggen dat de servicetijd met een betroubaarheid van 95% binnen het interval van 319,39 – 325,99 minuten ligt. Eén kraan versus twee kranen In tabel 49 voor lossen en laden met twee kranen is te zien dat de servicetijd ongeveer 323 minuten bedraagt ongeveer de helft, 45% van de servicetijd bij één kraan van ongeveer 717 minuten. Het aantal moves per kraan per uur verschilt ook met bijna een factor twee, 45%. Het totaal aantal moves zou steeds gelijk moeten zijn, namelijk gelijk aan het aantal containers dat het schip moet lossen en laden, 200 + 180 = 380 containers of moves. Het verschil in aantal moves komt door het verschil in aantal trucks dat tussendoor bedient moet worden. Tabel 49 Lossen van een gewone barge met 2 kranen Gewone-barge TWEE KRANEN
replicaties 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
servicetijd [min] 318.7 328.8 320.9 322.77 325.54 317.75 322.82 315 327.84 326.73 322.69 4.61 10.00 1.46 2.26 3.30 6 -6.9839
mvs / uur 72.4820 72.0803 74.7897 71.5680 73.7237 75.5311 74.3448 74.2857 72.2914 74.3733 73.55 1.34 10.00 0.42 2.26 0.96 1 -0.8152
mvs 385 395 400 385 400 400 400 390 395 405 395.50 6.85 10.00 2.17 2.26 4.90 5 -0.3921
overpakmvs 113 110 126 116 122 122 115 132 118 131 120.50 7.46 10.00 2.36 3.26 7.69 10 -4.0826
Het aantal containers dat in de overpak stack terecht komt zou bij de gebruik van twee kranen groter moeten zijn. Het werkbereik is dan immers kleiner en de kans dat alle import containers in dat bereik een dedicated stack hebben eveneens; hetzelfde geldt voor de export containers. In de tabellen en is tezien dat het aantal malen dat een container via een overpakstack verplaatst wordt bij gebruik van twee kranen bijna drie maal zo groot is. Tabel 50 Lossen van een gewone barge met 1 kraan Gewone-barge EEN KRAAN
Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
replicaties 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
servicetijd [min] 712.9 715.37 709.61 711.79 717.5 728.16 701.6 704.1 718.44 721.9 716.6 734.77 728.06 716.98 9.55 13.00 2.65 2.26 5.99 6 -0.043
mvs / uur 34.5069 33.5491 33.8214 33.2963 33.0314 32.5478 34.6351 33.2339 32.9881 32.4145 33.0728 33.4799 33.3764 33.38 0.65 13.00 0.18 2.26 0.41 1 -10.825
mvs 410 400 400 395 395 395 405 390 395 390 395 410 405 398.85 6.82 13.00 1.89 2.26 4.28 5 -3.488
overpakmvs 54 49 35 48 34 39 58 27 30 53 58 32 41 42.92 10.97 13.00 3.04 3.26 9.92 10 -0.205
158
Bijlage E: Kansverdelingen en betrouwbaarheid Bij het simuleren van processen, wordt de werkelijkheid nagebootst. In de werkelijkheid zijn veel gebeurtenissen volkomen willekeurig, zoals bijvoorbeeld de tussenaankomsttijden van klanten bij een winkel. In deze studie komen ook een aantal random processen voor en om deze te modelleren is gebruik gemaakt van een aantal kansverdelingen. In deze bijlage zal de keuze voor elk van deze kort toegelicht worden. Door het gebruik van allerlei random getallen als invoer is ook de betrouwbaarheid van de uitvoer van het model daarvan afhankelijk. Hoe de betrouwbaarheid van de uitkomsten wordt bepaald staat beschreven in paragraaf van deze bijlage.
Bijlage E2 Gebruikte kansverdelingen De kansverdelingen die voor de MTC-Vaarschemamodule zijn gebruikt, staan beschreven in hoofdstuk 5. Hier worden de verdelingen voor het MTC-bargeterminalmodel behandeld. Empty/Reefer/IMO/Gewoon Als een truck met een container arriveert of als een kraan een container uit een schip of een stack tilt wordt alleerst bepaald welk type container het is. Dit gebeurt door een trekking uit een uniforme verdeling tussen 0 en 1 te doen. Als de getrokken waarde tussen 0 en 0,20 ligt is het type een empty, tussen 0,20 en 0,32 een reefer, tussen 0,32 en 0,40 een IMO en tussen 0,40 en 1,00 een gewone. Hiermee ontstaat na verloop van tijd een verdeling tussen de verschillende typen zoals in tabel van hoofdstuk 4 is weergegeven. Containerbestemming Als een schip arriveert wordt uit het vaarschema de import- en exportlading ingelezen. Beide ladingen worden als volgt opgeslagen in een array met het aantal containers per bestemming: Import[BSC] Import[Antwerpen] : : Import[ECT-home]
= = =
68 containers 19 containers : : 80 containers
Zodra het schip een kraan krijgt toegewezen, wordt van deze array de workload voor de kraan samengesteld. Dit is een is array waarin alle importcontainers individueel zoals in het voorbeeld hieronder worden opgeslagen: Workload[1] Workload[2] : : Workload[68] Workload[69] Workload[70] : : Workload[89] Workload[90] Workload[91] : : Workload[171]
= = = = = = = = =
BSC BSC : : BSC Antwerpen Antwerpen : : Antwerpen ECT-home ECT-home : : ECT-home
Als een kraan nu een container uit een schip of een stack tilt wordt na het bepalen van het type, bepaald welke bestemming de container heeft. Dit wordt gedaan door een trekking te doen uit een uniforme verdeling met grenzen ter grootte van de workloadarray. Zo wordt in het hierboven geschetste voorbeeld de bestemming van de container ‘ECT-home’ als de getrokken waarde in het interval [90-171] ligt. De getrokken waarde in het array wordt nu op nul gesteld, zodat een container niet twee maal getrokken kan worden. Truck tussenaankomsttijd Volgens de prognoses uit hoofdstuk 2 zullen in 2020 de landzijdige import en export samen circa 146.510 TEU bedragen. Dat komt met een TEU-factor van 1,6 neer op 146.510 TEU / (2*1,6) = 45.785 trucks per jaar. Ofwel 126 trucks per dag en ongeveer 5 per uur. De tussenaankomsttijd zou in dat geval 12 minuten bedragen. Het arriveren van trucks (of ITS-voertuigen) gebeurt in werkelijkheid echter niet met een regelmatige tussentijd. Daarom wordt de tussenaankomsttijd van trucks bepaald met een exponentiële verdeling. Deze verdeling is zeer geschikt voor het trekken van volkomen willekeurige aankomsten.
159
Bijlage E2 Betrouwbaarheid uitvoer Het MTC-Bargeterminalmodel gebruikt zoals hierboven reeds beschreven een aantal kansverdelingen. Om nu een waarde uit een kansverdeling te trekken gebruikt een simulatieprogramma een random getal dat wordt bepaald met een randomgenerator. Deze krijgt een beginwaarde, de zogenaamde seed en begint daarmee een serie random getallen te trekken. Met deze getallen kunnen weer trekkingen worden gedaan uit kansverdelingen. De random generator die de computer gebruikt, maakt bij dezelfde seed altijd dezelfde serie trekkingen. Daardoor zal een simulatiemodel zonder de seeds te veranderen, bij dezelfde omstandigheden, invoer en instellingen steeds dezelfde uitvoer geven. Door nu slechts één run te doen met één setje seeds krijg je geen betrouwbaar beeld van de uitvoerwaarden van het programma. Bij een run met andere seeds zullen de uitvoerwaarden namelijk anders zijn. Daarom moet een aantal runs met verschillende seeds gemaakt worden om een betrouwbare uitvoer te krijgen. Deze replicatieruns maken het mogelijk om het betrouwbaarheids interval rond de gemiddelde waarde van de uitvoervariabele vast te stellen. Dit heeft de volgende vorm:
µ = [ x − h, x + h ]
[Ref 27]
waarbij x de schatting voor de verwachte uitvoer is en h de halfwaarde van het betrouwbaarheids interval is. Een kleiner interval betekent een grotere betrouwbaarheid. Bij n replicaties wordt x en de standaardafwijking s2 gegeven door.
x =∑ j
xj n
s2 ( x ) = ∑
( xi − x ) n −1
[Ref 27] Als de uitvoerwaarden x normaal verdeeld zijn, wat het geval is bij een groot aantal herhalingen, kan met behulp van de halfwaarde het betrouwbaarheids interval voor de uitvoervariabele rond de verrwachtingsewaarde x bepaald worden met:
h = tn −1,1−α / 2 s ( x )
s2 ( x ) =
s2 ( x ) n
[Ref 27]
hierbij is de waarde tn-1,1-α/2 ontleend aan de Student-t verdeling met n-1 vrijheidsgraden. In deze studie is uitgegaan van α = 0.05, bij tweezijdig testen rond het gemiddelde van het betrouwbaarheidsinterval moet dan de t0,975 waarde gebruikt worden. Er kan nu met 95% zekerheid worden gesteld dat het simulatiemodel een uitvoerwaarde zal genereren die tussen x-h en de x+h ligt. Na een aantal replicaties kan nu worden gekeken hoe betrouwbaar de uitvoer is. Het kan zijn dat het interval nog te groot is en de betrouwbaarheid nog te laag, er zullen dan meer replicaties gedaan moeten worden. Hoeveel kan worden bepaald met behulp van de volgende vergelijking:
h 2 n′ = n h′
[Ref 27]
waarbij n´ het totaal aantal nodige replicaties voor de gewenste halfwaarde h´ is en n het aantal reeds gemaakte replicaties met de daarmee bereikte halfwaarde h. Door nu n van n´ af te trekken is bekend hoeveel replicaties nog gemaakt moeten worden om voldoende betrouwbare uitvoer te krijgen. Bij de experimenten is steeds op deze manier nagegaan hoeveel replicaties gedaan moesten worden voor een betrouwbare uitvoer.
160
Bijlage F: Experimenten In deze bijlage per experiment de stackindeling weergegeven, waarmee het is uitgevoerd. Het ingevoerde vaarschema was dat zoals beschreven in bijlage C2. Vervolgens zijn ook per experiment de belangrijkste uitvoeren gepresenteerd. Opeenvolgend zijn die uitvoeren: • Histogrammen van de omloop- en servicetijden van schepen • Wachttijden • Wachtrijen voor twee verschillende replicaties • Kraan- en ligplaatsdata • Overpakdata • Inhoud verschillende overpakstaks in de tijd • Totale inhoud van de overpakstacks in de tijd
Bijlage F1 Experiment 1 Bij dit experiment is per container eindbestemming slechts één dedicated stack op de kade gereserveerd, zoals op pagina 164 te zien is.
120,00%
60
100,00%
60,00% 30 40,00%
20
20,00%
10
100,00% 80,00%
40 60,00% 30 40,00%
20
20,00%
10 0
,00%
50 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
,00% 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
0 50
aantal calls
80,00%
40
120,00%
60 50
cdf
aantal calls
50
70
cdf
70
Servicetijd [minuten]
Omlooptijd [minuten]
Figuur 85 Histogrammen omloop- en servicetijd schepen
Tabel 51 Wachttijd experiment 1
Wachttijd [min] [uur] gem 3,23 max 130 2,2 min 1 -
161
Figuur 86 Wachtrijen voor twee verschillende replicaties Tabel 53 Overpakdata Tabel 52 Kraan- en ligplaatsdata Moves/uur [-] replicaties 1 2 0,2% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
49,3 49,1 49,4 49,3 49,4 49,3 49,3 49,3 49,4 49,3 49,6 49,4 49,35 0 12,00 0 2,26 0,07 0,10 -5
Bezetting kraan [-] replicaties 1 2 1,8% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
46,3 46,1 46,7 46,7 46,3 46,7 46,0 46,6 46,3 46,7 49,6 49,4 46,95 1 12,00 0 2,26 0,79 0,80 0
Ligplaatsbezetting [-] replicaties 1 2 1,3% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
43 44 45 45 44 44 44 45 45 45 43 43 44 1 12,00 0 2,26 1 1 -2
Overpak-entries [-] replicaties 1 2 0,3% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
20752 20759 20726 20515 20756 20777 20883 20646 20646 20789 20879 20761 20741 101 12,00 29 2,26 66 66,40 0
Overpak-meters [m] replicaties 1 2 0,5% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
4237396 4194276 4248002 4161129 4260906 4199364 4182275 4182793 4232831 4204487 4230141 4198909 4211042 30318 12,00 8752 2,26 19797 20002,50 0
162
Figuur 87 Inhoud verschillende overpakstaks in de tijd
Figuur 88 Totale inhoud van de overpakstacks in de tijd
163
164
Bijlage F2 Experiment 2 Bij dit experiment is per container eindbestemming slechts één dedicated stack op de kade gereserveerd, zoals op pagina 168 te zien is. 80
80
120,00%
70
100,00%
100,00%
60
60,00%
30
40,00%
80,00%
50 40
60,00%
30
cdf
40
cdf
80,00%
50
aantal calls
60
40,00%
20
20 20,00%
10
0 50
,00%
50 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
0
20,00%
10
,00% 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
aantal calls
120,00%
70
Servicetijd [minuten]
Omlooptijd [minuten]
Figuur 89 Histogrammen omloop- en servicetijd schepen Tabel 54 Wachtijd experiment 2
Wachttijd [min] gem 2,65 max 148 min 1
[uur] 2,47 -
Figuur 90 Wachtrijen voor twee verschillende replicaties
165
Tabel 56 Overpakdata experiment 2
Tabel 55 Kraan- en ligplaatsdata Moves/uur [-] replicaties 1 2 0,4% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
47,7 47,4 47,4 47,1 47,4 47,7 47,3 47,4 47,6 47,4 47,6 47,1 47,44 0 12,00 0 2,26 0 0,20 -8
Bezettingkraan [-] replicaties 1 2 0,8% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
48,3 48,6 48,7 48,7 48,3 48,3 47,9 48,4 48,3 48,6 47,6 47,1 48,23 0 12,00 0 2,26 0 0,40 -5
Ligplaatsbezetting [-] replicaties 1 39,7 2 41,6 1,7% 3 38,9 4 38,8 5 39,8 6 40,0 7 41,9 8 39,1 9 40,3 10 40,4 11 40,1 12 40,4 Gemiddelde 40,1 Afwijking 1 Replicaties 12,00 Gem. Afwijking 0 t-waarde 2,26 halfwaarde 1 gewenstehalfwaarde 1 Nodigereplicaties -2
Overpak-entries [-] replicaties 1 2 1,2% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem.Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
12318 11796 11741 11988 11747 11973 12002 12285 11993 12045 11941 12144 11998 186 12,00 54 2,26 122 144,00 -3
Overpak-meters [-] replicaties 1 2 1,5% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
506023 478895 476308 497597 492422 496319 497035 508681 480446 505186 503864 495987 494897 11003 12,00 3176 2,26 7185 7176,00 0
Figuur 91 Inhoud verschillende overpakstaks in de tijd
166
Figuur 92 Totale inhoud van de overpakstacks in de tijd
167
168
Bijlage F3 Experiment 3 Bij dit experiment zijn voor de beide stackindelingen van de experimenten 1 en 2 runs gemaakt met een kraansnelheid van 200m/min in plaats van 120m/min.
Experiment 3.1 Bij dit experiment is de stackindeling van experiment 1 gebruikt: één dedicated stack per bestemming. 80
70
40,00%
30 20
20,00%
10
aantal calls
60,00%
40
cdf
80,00%
60 50
60,00%
40
40,00%
30 20
20,00%
10 0
,00% 12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
5
0 95
87
5
0
5
0
0 80
72
65
57
50
0
5
5 42
35
27
20
12
0
,00% 5
0
50
aantal calls
50
100,00%
80
80,00%
60
120,00%
90
100,00%
70
50
100
cdf
120,00%
90
Omlooptijd [minuten]
Servicetijd [minuten]
Figuur 93 Histogrammen omloop- en servicetijd schepen Tabel 57 Wachttijd experiment 3.1
Wachttijd [min] gem 1,15 max 113 min 1
[uur] 1,9 -
Figuur 94 Wachtrijen voor twee verschillende replicaties
169
Tabel 58 Kraan- en ligplaatsdata exp 3.1
Tabel 59 Overpakdata experiment 3.1
Moves/uur [-] replicaties 1 2 0,4% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
Overpak-entries [-] replicaties 1 2 0,3% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
56,9 57,1 56,6 56,7 56,9 56,7 56,4 56,9 57,0 56,7 56,6 56,9 56,77 0 12,00 0 2,26 0 0,20 -7
Bezetting kraan [-] replicaties 1 2 0,2% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
Ligplaats bezetting [-] replicaties 40,1 1 37 40,4 2 37 40,1 0,8% 3 37 40,3 4 37 40,1 5 38 40,1 6 37 40,3 7 37 40,3 8 37 40,1 9 38 40,4 10 37 40,4 11 37 40,3 12 37 40,26 Gemiddelde 37 0 Afwijking 0 12,00 Replicaties 12,00 0 Gem. Afwijking 0 2,26 t-waarde 2,26 0 halfwaarde 0 0,10 gewenste halfwaarde 0 -5 Nodige replicaties -3
20828 20827 20801 20830 20743 20652 20735 20945 20815 20899 20873 21065 20834 106 12,00 31 2,26 69 66,70 1
Overpak-meters [-] replicaties 1 2 0,5% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenste halfwaarde Nodige replicaties
4197902 4187328 4222244 4225755 4176839 4198555 4186979 4258175 4221720 4228615 4263443 4241786 4217445 28325 12,00 8177 2,26 18496 20032,90 -2
Tabel 60 Bezettingsgraden experiment 3.1
Gemiddeld aantal kraanmoves per uur Gemiddelde kraanbezetting Gemiddelde ligplaatsbezetting
56,8 40,3% 37%
Figuur 95 Inhoud verschillende overpakstaks in de tijd
170
Figuur 96 Totale inhoud van de overpakstacks in de tijd
Experiment 3.2 Bij dit experiment is de stackindeling van experiment 2 gebruikt: meerdere dedicated stacks per bestemming.
70
120,00%
80
100,00%
70
40
60,00%
30
40,00%
20
80,00%
50 40
60,00%
30
40,00%
20
,00%
5
0
0 95
87
80
0
5
0
5
5 72
65
57
50
0
5
Omlooptijd [minuten]
42
35
27
12
5
,00% 0
0 50
12 5 20 0 27 5 35 0 42 5 50 0 57 5 65 0 72 5 80 0 87 5 95 0
0
20,00%
10
20
20,00%
10
50
aantal calls
50
100,00%
60
80,00% cdf
aantal calls
60
120,00%
cdf
80
Servicetijd [minuten]
Figuur 97 Histogrammen omloop- en servicetijd schepen Tabel 61 Wachttijd experiment 3.2
Wachttijd gem max min
[min] 0,6 114 1
[uur] 1,9 -
Figuur 98 Wachtrijen voor twee verschillende replicaties
171
Tabel 62 Kraan- en ligplaatsdata exp 3.2
Tabel 63 Overpakdata experiment 3.2
Moves/uur [-] replicaties 1 2 0,2% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem.Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
Overpak-entries [-] replicaties 1 2 0,8% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
55,0 54,7 55,0 55,0 54,9 55,1 55,0 55,0 54,9 55,0 54,9 55,0 54,95 0 12,00 0 2,26 0 0,10 -6
Bezettingkraan [-] replicaties 1 2 0,3% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem.Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
Moves/uur [-] replicaties 41,6 1 41,6 2 41,4 2,5% 3 41,9 4 41,6 5 41,7 6 41,9 7 41,7 8 41,6 9 41,4 10 41,6 11 41,4 12 41,61 Gemiddelde 0 Afwijking 12,00 Replicaties 0 Gem.Afwijking 2,26 t-waarde 0 halfwaarde 0,10 gewenstehalfwaarde 0 Nodigereplicaties
32,0 34,1 35,0 32,3 33,2 35,5 34,3 33,6 34,9 31,9 35,2 33,5 33,8 1 12,00 0 2,26 1 1 0
12303 12177 12200 12435 12383 12138 12510 12249 12205 12415 12578 12397 12333 141 12,00 41 2,26 92 92,50 0
Overpak-meters [-] replicaties 1 2 1,2% 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Gemiddelde Afwijking Replicaties Gem. Afwijking t-waarde halfwaarde gewenstehalfwaarde Nodigereplicaties
523251 500157 497877 509948 514807 499317 514837 503360 492988 514937 517491 506088 507922 9330 12,00 2693 2,26 6092 6095,10 0
Tabel 64 Bezettingsgraden experiment 3.2
Gemiddeld aantal kraanmoves per uur Gemiddelde kraanbezetting Gemiddelde ligplaatsbezetting
55 41,6% 34%
Figuur 99 Inhoud verschillende overpakstaks in de tijd
172
Figuur 100 Totale inhoud van de overpakstacks in de tijd
173
Bijlage G: Listing Simulatiemodel De listing van het model is terug vinden op de bijgevoegde schijf, maar ook in geprinte vorm. De verschillende modules zijn in de volgende volgorde opgenomen. Mainmod Schipgenmod Schipmod Havenmeestermod Kraanmeestermod Kraanmod_gewoon Twee_kranenmod_gewoon Kraanmod Twee_kranenmod Overpakcontainer Landgenmod Truckmod Handel_truck_mod
-
Maken ligplaatsen, kranen en stacks en opstarten/stoppen simulatie Genereren en activeren schepen Activeert havenmeester Zoekt ligplaats en wijst die toe, activeert kraanmeester Wijst kranen toe, bepaalt werkbereik kranen, activeert kranen Protocol voor het lossen van een gewoon schip met 1 kraan Protocol voor het lossen van een gewoon schip met 2 kranen Protocol voor het lossen van een CUB-barge met 1 kraan Protocol voor het lossen van een CUB-barge met 2 kranen Protocol voor een overpakcontainer Generen en activeren trucks Bepaalt doelstack lossen en laden en meest nabije kraan Kraanprotocol voor het lossen en laden van een truck
Daarnaast maakt het model gebruik van een aantal macro’s, die zijn na de modules in de volgende volgorde opgenomen. Dichtstbijestack Loc_kraan Nabijeoverpak Rijtijdkraan Trekbestem Vullenbestemlijst Handel_truck Kraandata Ligplaatsdata Kraanmoves Distributies Overpakdata Type_cont Driehoeksverdeling
-
Bepaalt welke dedicated stack het dichtsbij de kraan is Schrijft kraanlocatie weg Bepaalt welke overpakstack het dichtsbij de kraan is Bepaalt de rijdtijd van de kraan Bepaalt de containerbestemming Bepalen workload van de kraan Kraanprotocol voor het lossen en laden van een truck Bijhouden kraanbezetting Bijhouden ligplaatsbezetting Bijhouden kraanmoves Aanmaken kansverdelingen Bijhouden af te leggen afstand shutte-carrier Bepalen om welk type container het gaat Trekking uit een driehoeksverdeling
174
