Container terminal emissions: a simulation based approach to reducing CO2 footprint

Λάμπρου, Αλέξανδρος; Lamprou, Alexandros

dc.contributor.author	Λάμπρου, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Lamprou, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2018-10-15T09:35:35Z
dc.date.available	2018-10-15T09:35:35Z
dc.date.issued	2018-10-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47795
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15648
dc.rights	Default License
dc.subject	Container terminal	en
dc.subject	Heuristic	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	CO2 footprint	en
dc.subject	Τερματικός εμπορευματοκιβωτίων	el
dc.subject	Ευρετική λύση	el
dc.subject	Μοντέλο προσομοίωσης	el
dc.subject	Αποτύπωμα CO2	el
dc.subject	Piraeus Container Terminal (PCT)	en
dc.title	Container terminal emissions: a simulation based approach to reducing CO2 footprint	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Maritime transport	en
heal.classification	Container terminals	en
heal.classification	Emissions	en
heal.classificationURI	http://skos.um.es/unescothes/C02409
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2001004258
heal.classificationURI	http://lod.nal.usda.gov/34940
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-27
heal.abstract	Οι τερματικοί εμπορευματοκιβωτίων παγκοσμίως τείνουν στην υιοθέτηση πρακτικών που αποσκοπούν στη δραστική μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος για «πράσινους» λιμένες, ο κατάλληλος σχεδιασμός των τερματικών και η αποδοτική χρήση του διαθέσιμου εξοπλισμού είναι καθοριστικής σημασίας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνεται μια μέθοδος αντιμετώπισης του προβλήματος ανακατανομής και ανάκτησης εμπορευματοκιβωτίων. Αφού εξετάστηκαν διάφοροι παράγοντες που επηρεάζουν το πρόβλημα, αναπτύχθηκε μια ευρετική λύση για την ελαχιστοποίηση των μη παραγωγικών κινήσεων των γερανών του τερματικού. Η αποτελεσματικότητα της ευρετικής λύσης αντιπαρατέθηκε με άλλες μεθόδους που προτείνονται σε δημοσιευμένες εργασίες. Στη συνέχεια, δημιουργείται ένα μοντέλο προσομοίωσης ενός τερματικού εμπορευματοκιβωτίων προκειμένου να καθοριστεί η βέλτιστη διάταξη του τερματικού, ανάλογα με την αναμενόμενη ετήσια διακίνηση εμπορευματοκιβωτίων και το διαθέσιμο μήκος αποβάθρας, με στόχο την ελαχιστοποίηση των εκπομπών CO2. Εξετάζονται δύο δημοφιλείς στην πράξη τύποι διάταξης τερματικών. Στο πρώτο τύπο οι στοίβες εμπορευματοκιβωτίων στοιχίζονται παράλληλα με την αποβάθρα, ενώ στο δεύτερο τύπο στοιχίζονται κάθετα στην αποβάθρα. Για κάθε διάταξη, εξετάζεται το βέλτιστο μήκος, πλάτος και ύψος της στοίβας εμπορευματοκιβωτίων, καθώς και ο βέλτιστος αριθμός σειρών και στηλών από στοίβες. Όλες οι κύριες λειτουργίες που πραγματοποιούνται σε ένα τερματικό προσομοιώνονται στο μοντέλο. Αυτό περιλαμβάνει τη φόρτωση και εκφόρτωση πλοίων, τη μεταφορά εμπορευματοκιβωτίων μεταξύ της αποβάθρας και του χώρου στοιβασίας, τον χειρισμό των εμπορευματοκιβωτίων, την ανάκτηση και την αποθήκευση τους στο χώρο στοιβασίας, καθώς και την εξυπηρέτηση αιτημάτων παραλαβής και ανάκτησης εμπορευματοκιβωτίων από φορτηγά που καταφθάνουν από την ενδοχώρα. Οι ενεργειακές καταναλώσεις κατά τη διάρκεια των εργασιών υπολογίζονται για τους γερανούς στοιβασίας, τους γερανούς αποβάθρας, τους μεταφορείς, τα φορτηγά και τα πλοία. Αφού ικανοποιηθούν ορισμένες απαιτήσεις, όπως η επίτευξη κάποιων ελάχιστων επιτρεπόμενων επιπέδων απόδοσης και η μη υπέρβαση του μέγιστου επιτρεπόμενου κόστους επένδυσης και λειτουργίας για τον τερματικό εμπορευματοκιβωτίων, το μοντέλο δίνει τη βέλτιστη λύση σχεδίασης διάταξης. Τα αποτελέσματα του μοντέλου προσομοίωσης συγκρίνονται με τα αποτελέσματα αναλυτικού μοντέλου σε δημοσιευμένη εργασία. Τέλος, το μοντέλο προσομοίωσης εφαρμόστηκε για να βρεθεί η βέλτιστη δυνατή σχεδίαση σε διάφορα πραγματικά τερματικά εμπορευματοκιβωτίων, συμπεριλαμβανομένου του Piraeus Container Terminal (PCT) στο λιμάνι του Πειραιά.	el
heal.abstract	Container terminals globally are adopting practices aiming to reduce CO emissions 2 drastically. In order to achieve ‘greener’ port status, proper terminal layout design and efficient machinery equipment usage is key. This study proposes a method to address the container reallocation and retrieval problem. After examining various factors affecting the problem, a heuristic is developed to minimize unproductive yard crane moves. The effectiveness of the heuristic is tested with other methods proposed in published papers. Then, a simulation model of a container terminal is created in order to establish the optimal container yard layout, depending on the expected annual throughput and the available quay length, with aim to minimize CO emissions. Two 2 popular types of yard layout in practice are examined. In the first one container blocks are laid out parallel to the quay, and in the second blocks are laid out perpendicular to the quay. For each layout, the optimal block length, width and height is examined, as well as the optimal number of rows and columns of blocks. All main operations taking place in a container terminal are simulated. This includes loading and unloading berthed vessels, container transportation between the yard and the quay, container handling, retrieving and storing in the yard, and handling container delivery and retrieval requests from highway trucks arriving from the mainland. Yard cranes, quay cranes, terminal transporters, highway freights and vessels energy consumptions are estimated. After a certain set of constrictions is met, including achieving minimum allowed performance standards and not exceeding a maximum allowed investment and operational cost, the optimal layout design solution is established. The simulation model results are compared to analytical model results found in a published paper. Finally, the simulation model is applied to find the optimal yard design in several real-world container terminals, including Piraeus Container Terminal (PCT) in Piraeus, Greece.	en
heal.advisorName	Βεντίκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.committeeMemberName	Πρσουσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλάσσιων Μεταφορών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	107 σ.
heal.fullTextAvailability	true