Λήψη αποφάσεων σε λιμενικούς σταθμούς εμπορευματοκιβωτίων: ανάπτυξη προτύπων πρόβλεψης για έξυπνα λιμάνια

Abstract

The purpose of this study is to understand the decision making process associated with the pick-up of importcontainers by road hauliers from deep sea container terminals and to develop behavioural models predicting container’s Dwell Time and pick-up time-of-day.The term terminalisation refers to the importance of container terminals for the entire supply chain since they can absorb inefficiencies and delays created in the other parts of the chain. The introduction of larger container vessels combined with the growth of world trade results in an increased demand for the terminal services. In addition, they results of this thesis are expexted to contribute to the integration of ports into their surrounding cities and the reduction of the external effects created by terminal operations such as congestion and environmental pollution. Terminal operators may benefit from the development of predictive models that will enable them to make more efficient decisions and to optimize daily operations by allocating sufficient equipment and human power. The research showed that information on which container will be picked-up and on what time-of-day remains scarce. To address this luck of information and to distribute evenly truck arrivals many containersterminals have introduced Terminal Appointment Systems (TAS). Although these systems have been developed in many ports their implementation has not always been successful (eg. Ports of Los Angeles and Long Beach, Port of Vancouver).Given that every day numerous complex decisions are made in container terminals this research investigatedthe decision-making processes related to the dwell time and the pick-up time-of-day of import containers and identified the key stakeholders that influese these two characteristics. The container’s consignee is the one that sets requirements in terms of final delivery time and the delivery destination.Data were collected from three container terminals the port of Beirut, a new port in Saudi Arabia called King Abdullah Port (KAP) and from the port of Busan in Korea. The entire sample consisted of 641.297 containers. The same amount and type of information was not available from every port. In addition, a questionnaire survey was developed aiming to collect data on the factors that influence freight forwarders’ decisions related to imports’ DT. In this research we also included innovative stated preference experiments. These data were used to estimate hybrid latent variable models(HCM). In this model the «Importance of Reliability»was introduced as a latent variable and its influence on freight forwarders’ DT decisions was studied.The data provided by the three container terminals were analysed and compared. Differentiation was observed between the three ports regarding the characteristics that influence the DT and import container pick-up time-of-day. In addition, linear regression models were developed thatquantified the influence of parameters such as container characteristics, container type, customs control and month on the dwell time. Also, the introduction of information on container consignee and commodity increased significantly model applicability. In addition, pick-up time-of-day models were developed, using the aggregate data, forthe ports of Beirut and KAP. For model development time-of-day methodologies used in passenger transportation were applied. Model results showed the influence of container characteristics such as container size and type as well as seasonality on the pick-up time-of-day. Also, recipients, a parameter introduced in the KAP models, influence significantly the daily distribution of pick-ups with each consignee presenting different pick-up profiles. Finally, traffic restrictions imposed by local authorities appear to have a significant impact on the distribution of daily drayage trucks arrivals.The literature review highlighted the limited application of the behavioral models in freight transportation as well as the lack of models predicting container DT and pick-up time-of-day.The results of this research are expected to enhance the decision making of container terminal operators, help them optimize their operations and the daily scheduling of equipment and human resources. They can also contribute to a better and more efficient utilization of the available terminal capacity and to assist operatorswhen making decisions for future investments. Furthermore, the understanding of the factors affecting DT and pick-up time-of-dayis expected to contribute to the design of national policies, such as restrictions on the movement of trucks and road congestion pricing. Furthermore, the results of this research may be applied to design policies that promote intermodal freight transport.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η κατανόηση της διαδικασίας λήψης αποφάσεων που σχετίζεται με την παραλαβή Ε/Κ εισαγωγής από τους οδικούς μεταφορείς και η ανάπτυξη προτύπων πρόβλεψης του χρόνου παραμονής και της ώρας παραλαβής Ε/Κ από τους λιμενικούς σταθμούς εμπορευματοκιβωτίων (Σ.ΕΜΠΟ.). Οι τερματικοί σταθμοί Ε/Κ αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της εφοδιαστικής αλυσίδας και απορροφούν καθυστερήσεις που προκαλούνται στα υπόλοιπα μέρη της αλυσίδας. Η κατασκευή μεγαλύτερων πλοίων και η ανάπτυξη του παγκόσμιου εμπορίου έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ζήτησης για τις υπηρεσίες των σταθμών. Επίσης, είναι απαραίτητη η καλύτερη ενσωμάτωση των λιμένων στις πόλεις που τους περιβάλλουν μειώνοντας έτσι τις εξωτερικές επιπτώσεις της λειτουργίας τους,όπως είναι η κυκλοφοριακή συμφόρηση που προκαλούν και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι διαχειριστές λοιπόν των σταθμών αναμένεται να επωφεληθούν από την ανάπτυξη προτύπων που θα μπορέσουν να λαμβάνουν αποφάσεις και να προγραμματίζουν με βέλτιστο τρόπο τις λειτουργίες, τον εξοπλισμό και το ανθρώπινο δυναμικό. Μέχρι σήμερα η πληροφορία για το ποια Ε/Κ και με ποια σειρά θα παραληφθούν ανά μέρα δεν είναι διαθέσιμη. Για να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα και να ισοκατανήμουν τις αφίξεις κατά την διάρκεια της μέρας, πολλοί σταθμοί έχουν υιοθετήσει συστήματα ραντεβού (TerminalAppointmentSystems –TAS). Τα συστήματα αυτά έχουν εφαρμοστεί σε διάφορα λιμάνια παγκοσμίως άλλοτε αποτελεσματικά και άλλοτε όχι ( π.χ. PortsofLosAngelesandLongBeach, PortofVancouver).Με δεδομένο ότι καθημερινά στους σταθμούς Ε/Κ λαμβάνονται πολυάριθμές αποφάσεις σε πολλά επίπεδα στην παρούσα έρευνα αναπαραστάθηκαν σχηματικά διαδικασίες λήψης αποφάσεων και προσδιοριστήκαν οι κύριοι φορείς που καθορίζουν τα χρονικά περιθώρια παραμονής ενός Ε/Κ εισαγωγής στο σταθμό. Ο παραλήπτης του Ε/Κ χωροθετεί και χρονοθετεί την παραλαβή και την τελική παράδοση καθώς οι απαιτήσεις του πρέπει να ικανοποιηθούν. Δεδομένα συλλέχθηκαν από τρεις σταθμούς Ε/Κ, από τον λιμένα της Βηρυτού, από ένα καινούριο λιμένα στην Σαουδική Αραβία που ονομάζεται King Abdullah Port (KAP) και από τον λιμένα του Μπουσάν στην Κορέα και αφορούσαν συνολικά 641.297 εκχωρήσεις.Σε κάθε λιμένα δεν ήταν διαθέσιμες οι ίδιες πληροφορίες. Επιπροσθέτως, αναπτύχθηκε έρευνα ερωτηματολογίου που αποσκοπούσε στον προσδιορισμό των παραγόντων που επηρεάζουν την επιλογή χρόνου παραμονής ενός Ε/Κ εισαγωγής στο σταθμό. Στην έρευνα αυτή συμπεριλήφθηκαν καινοτόμα πειράματα δεδηλωμένης προτίμησης. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση υβριδικού προτύπου υπολανθανουσών μεταβλητών (HCM). Στο πρότυπο αυτό εισήχθη και μελετήθηκε η επίδραση της υπολανθάνουσας μεταβλητής που είναι η στάση του διαμεταφορέα απέναντι στη «σημασία της αξιοπιστίας» στην απόφαση του για τον χρόνο παραμονής του Ε/Κ. στο σταθμό.Τα δεδομένα που παραχωρήθηκαν από τους Σ.ΕΜΠΟ., αναλύθηκαν και συγκρίθηκαν μεταξύ τους. Ανάλογα με το είδος και τη λειτουργία του λιμένα διαφοροποίηση παρατηρήθηκε στα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν με τον χρόνο παραμονής και την ώρα παραλαβής. Τα πρότυπα γραμμικής παλινδρόμησης απέδειξαν ότι τα χαρακτηριστικά του Ε/Κ, το είδος του, ο τελωνειακός έλεγχος, η μέρα εκφόρτωσης και ο μήνας επηρεάζουν τον χρόνο παραμονής. Επίσης ο παραλήπτης και το περιεχόμενο του Ε/Κ αποτελούν πολύ σημαντικές παραμέτρους. Τέλος, το κοινό πρότυπο που αναπτύχθηκε για όλα τα λιμάνια ανέδειξε την τιμολογιακή πολιτική και τον τελωνειακό έλεγχο των Ε/Κ ως μερικούς από τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν τον χρόνο παραμονής στους Σ.ΕΜΠΟ.. Στη συνέχεια, αναπτύχθηκαν πρότυπα επιλογής ώρας παραλαβής ενός Ε/Κ από τους λιμένες της Βυρηττού και του ΚΑΡ. Για την ανάπτυξη των προτύπων αυτών εφαρμόστηκαν οι μεθοδολογίες πρόβλεψης ώρας της μέρας που χρησιμοποιούνται στις επιβατικές μεταφορές. Τα αποτελέσματα των προτύπων έδειξαν ότι ορισμένα χαρακτηριστικά του Ε/Κ, όπως το μέγεθος και το είδος μπορούν να επηρεάσουν την ώρα παραλαβής. Επίσης, οι παραλήπτες, μια παράμετρος που εισήχθη στο πρότυπο του KAP, αποτελούν σημαντικό παράγοντα επηρεασμού της ώρας παραλαβής με καθένα να παρουσιάζει διαφορετικό προφίλ παραλαβών. Τέλος, οι κυκλοφοριακές ρυθμίσεις και οι περιορισμοί που επιβάλλονται από τους τοπικούς φορείς φαίνεται να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην κατανομή των παραλαβών ενός λιμένα. Η βιβλιογραφική επισκόπηση ανέδειξε την περιορισμένη εφαρμογή προτύπων μελέτης της συμπεριφοράς στις εμπορευματικές μεταφορές και την έλλειψη μοντέλων πρόβλεψης του χρόνου παραμονής και της ώρας παραλαβής των Ε/Κ. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας αναμένεται να ενισχύσουν τη λήψη αποφάσεων των φορέων εκμετάλλευσης των τερματικών σταθμών βοηθώντας τους να βελτιστοποιήσουν τις λειτουργίες τους και τον καθημερινό προγραμματισμό του διαθέσιμου ανθρώπινου δυναμικού και του εξοπλισμού. Επίσης, αναμένεται να συμβάλουν στην καλύτερη εκμετάλλευση τις διαθέσιμης χωρητικότητας των σταθμών και να τους βοηθήσουν στην λήψη αποφάσεων σχετικά με μελλοντικές επενδύσεις. Επιπλέον,τα πρότυπα πρόβλεψης χρόνου παραμονής και ώρας παραλαβής αναμένεται να συμβάλουν στον σχεδιασμό εθνικών πολιτικών, όπως την επιβολή περιορισμών στην κίνηση φορτηγών και τιμολόγηση της οδικής συμφόρησης. Επιπρόσθετα, τα αποτελέσματα της έρευνας αυτής μπορούν να βοηθήσουν στην κατανόηση του τρόπου λήψης αποφάσεων και να χρησιμοποιηθούν για την καλύτερη προώθηση πολιτικών που θα ενισχύουν την αύξηση του μεριδίου των συνδυασμένων μεταφορών.