集装箱港口物流系统的仿真与优化研究

发布时间：2020-10-27 19:18

　　 集装箱港口作为集装箱运输的枢纽，衔接着多种运输方式，并且在国际运输链与物流链中发挥着极其重要的作用。随着现代高新技术在港口中的大量应用，码头规模和吞吐量日益增加，一方面需要对大量新建和改建的港口进行合理资源配置，另一方面需要不断提高港口内部物流网络运作效率。因此，资源配置和生产调度问题是确保港口自身合理营运和提高整个运输系统效率的关键问题。制定合理资源配置计划和作业调度方案，将有效的提高港口的微观和宏观效益，有助于充分利用港口资源，提高港口生产作业能力和服务水平。 集装箱港口物流系统作为一个复杂的离散事件系统，对其规划和调度问题进行优化不仅决策变量的数量多，而且目标和约束很难用解析表达式表示。因此用解析方法解决此类问题比较困难。而仿真优化方法在准确反映实际情况的同时可以高效率的求解具体问题的最优解，是解决上述问题的最有效的途径之一。本文做了以下几个方面的研究： 首先，分析了集装箱港口的整体物流网络系统，兼顾水路，铁路和公路三方集运输的要求，设计了仿真模型的输入和输出参数，建立了基于排队论的集装箱港口物流系统仿真模型及二维动画同步显示。 其次，根据港口建设的需要，建立了优化问题的数学模型，以综合加权单箱在港时间最短为目标，旨在协调水路，铁路和公路三方集运输，通过仿真优化的方法对其进行优化求解，并结合实例验证该方法的有效性。 最后，根据集装箱港口作业调度的需要，在兼顾各子系统生产作业的基础上，通过优化主要资源的台时数来减少港口的运营成本。设计和实现调度问题的仿真优化模型对该问题进行求解，同时通过二维动画显示实时调度的运营情况并结合实例进行分析。 本文通过仿真优化的方法对集装箱港口物流系统的规划和调度问题进行研究，克服的局部研究的理想化的缺点，更好的考虑到港口内各个环节的无缝连接，为解决复杂系统的优化问题提供了有效的解决方法。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：F550;F252
【部分图文】：

由于多式联运集装箱港口联系着水路，铁路和公路三个方面的集运疏，所以集装箱港口的生产作业流程总的来说可以分为水路的作业流程、铁路的作业流程和公路的作业流程，如图2.2所示。大大门 门出 出口口驯驯‘ ‘入 入口口堆堆场 场场 场桥 桥顽顽飞 飞IIIH闭洲卜‘十十卜洲乡唯 }}}目目仆洲缈~丫 丫泊泊位 位岸 岸桥桥瘾瘾 瘾水路酱偿俪篇篱益跳铁铁路场站 站装 装卸线 线月月哪卿麟赘幽攫攫呈呈司渊赘攒赘翻翻副副麟鳃滞密绷 绷铁路图2.2港口作业流程图 Fig.2.2Theportoperationflowchart(l)水路的作业流程水路的作业流程包括进口卸船作业流程和出口装船作业流程，下面分别加以介绍。①进口卸船作业流程进口卸船作业流程是在集装箱船达到之前，从船公司或船代处取得船舶进港的相关信息，包括船舶积载图和船舶舱单等。根据这些信息编制卸船顺序单与卸船堆场计划。由调度根据船舶近期计划安排船舶靠泊，并依照卸船堆场计划安排卸船机械。当船舶到港后，组织卸船包括岸桥卸船和集卡托箱。在堆场场地位置确认，场地的收箱、验箱和移箱，最后进行卸船完成确认

其Arena仿真模型的表示如图3.5所示。泊位的Arena模型可分为船舶入港、船舶在泊位接受服务和船舶离港三个部分，下面分别做以介绍。一尹寥卫尹少尹甲少〔臼到封淤叶妞泌一马一皿妇。一一___一______-酬丝昌到黛瞥曙曙v.“的’咒咒一《。ecid。Lo曰/一诬封教分圃狡沙列垫蜡经三乡弓一_浑武一德飞薪二粼浑一、:庶减苏群;二二划…拱翔兹流澎\了一‘曰酬鑫鳗三遂姗夔三』。图3Fig.3泊位子模型Arena的模块实现表示图rrhe户 Lrenamoduleoftheberthsub.们几odel(l)船舶接受服务之前create模块产生船舶实体为vessel，在模块中设定船舶到达的方式。用Assign和VBA模块赋予Vessel实体的相关属性，包括装卸类型的比例，空重箱的比例，不同尺寸箱的比例以及各种箱型的装卸量。用Decide一Delay模块通过一定比例来反映船舶受气候影响的程度。通过seize模块来获取泊位和航道资源Berth和hiFairway。使用Request一TransPort模块来完成通过拖船Thg(Transporter)将船舶拖入具体的泊位站STesBerthi(i表示具体的泊位号)。当船舶实体到达具体的泊位时，用Free模块释放具体的Thg同时用Release模块释放航道资源InFairway。(2)船舶在泊位接受服务

图3.11堆场子模型Arena的模块实现表示图Fig.3.11TheArenamoduleoftheyardsub一model(l)装卸服务之前当外卡或者内卡通过TransPort模块进入站ST--YardEnier，集卡进入堆场时通过VBA模块进行具体推存区域的选择并通过属性Whichyard记录选择的堆场区号。通过Transport模块由集卡的控制实体将Innerrruek(Transporter)和outrruek(Transporter)移送至具体堆存区的站STesBISjBk(Bi代表区号，Sj代表街号，Bk代表贝号)。通过Seize模块来获得场桥资源。(2)接受装卸服务当集卡已经获得了场桥资源时，通过Allocate一Move模块将场桥移动至对应于具体服务区域的场桥位置sT-YCBISjBk。通过Delay模块反映场桥服务的时间。使用Deeide模块判断集卡进行服务的类型，如果集卡的属性uorLTyPe是1代表其进行的是送箱业务，则使用Seize模块获得相应的堆存资源Resesyard，如果集卡的属性UorLT即e是2
【引证文献】

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3 王卉;基于蚁群算法的港口泊位调度优化与仿真[D];大连海事大学;2010年

4 邓玲丽;基于HLA的分布式仿真优化方法及应用研究[D];大连理工大学;2010年

5 周侃;长江流域集装箱运输系统方案组织及仿真研究[D];武汉理工大学;2010年

6 张小亚;港口散货矿石码头物流系统的仿真研究[D];武汉理工大学;2010年

7 曹慧;基于蚁群算法的集装箱码头船舶调度优化问题研究[D];大连海事大学;2012年

8 匡家喜;集装箱混合装卸系统的集卡—岸桥协同作业研究[D];武汉理工大学;2012年

9 何山;集装箱码头装卸混合协调调度研究[D];华南理工大学;2012年

本文编号：2858935