基于Anylogic的辽宁省抚顺市华山物流园区内部交通设计及其仿真分析

【摘要】 合理设计物流园区内部交通是现代物流园区运作与管理的重要内容之一，一方面合理的交通设计有助于园区内外交通的协调调度，提高园区运作绩效；另一方面，既定的设计规模下物流园区交通组织方案能否满足园区作业需求，直接影响园区建设方案的合理性和可行性。本文针对抚顺华山物流园区进行内部交通设计及仿真分析，具有实际意义。本文分析了物流园区的概念和交通特性，结合抚顺华山物流园区实例，在已知物流园区功能布局以及内部交通系统交通量基础上，运用交通设计的基本方法给出物流园区内部交通组织方案，进行内部交通设计；重点设计了园区内部的道路、各出入口、停车场以及各功能区之间的交通组织方案等。进而，运用Anylogic软件离散事件方法对物流园区内部交通组织方案进行了模拟分析，结合物流园区内部的日常车辆运动状态，重点展示了主出入口、交叉口、以及停车场等交通瓶颈处的交通运行情况，以检验道路设计方案和内部交通组织方案是否能够满足物流园区对道路的通行能力和集散能力的要求。

第 1章  绪论

1.1   研究背景及研究意义

1．研究背景

当今社会，现代物流业在经济全球化中扮演着重要的角色，并且取代旧有产业成为一些地区的经济支柱和经济命脉，因而成为当下影响力最大的新兴产业之一。现代物流业一方面受益于经济全球化的发展，另一方面又促进了经济全球化进程的进一步加快。随着科技的飞速发展以及经济全球化程度的进一步扩大，现代物流产业越来越凸显出对推进经济全球化进程发展的作用。

但是，我国物流园区建设仍存在粗放规划、重建设速度轻科学论证的问题，对物流园区的当前物流需求分析以及未来需求预测缺乏有针对性地深入调查和因地制宜；同时，由于物流园区占地规模大，园区内部交通组织以及对城市交通的影响缺乏必要的交通影响分析，由此导致物流园区建成后内部交通与园区作业流程不十分协调，对外交通在出入口处出现堵塞，满载车辆进不来，空车出不去等现象，这些问题使得物流园区的各项功能无法正常高效发挥。因此，因地制宜地、科学合理地进行内外部交通设计，使内外交通系统服务能力能够满足物流园区高效作业和与运作管理的要求，具有重要现实意义。

2．现实意义

本文通过对物流园区内部交通的设计，使物流园区内部交通系统有效衔接，内部交通组织流线顺畅，园区内搬运、中转、移库、拆装箱等各项作业效率提高；园区道路满足各类运输车辆的通行要求，大型停车场需求得以充分满足、秩序井然，园区出入口选择和衔接设计能够满足物流园区工作日高峰小时的通行要求。物流园区的规划与内部功能区设计是物流园区建设项目技术可行性的重要内容，但是其内部交通设计作为辅助性内容并未得到充分的重视，也缺乏明晰的设计方法加以保证其合理性，因此，笔者希望能通过对文献研究和物流园区规划案例分析，尝试进一步完善物流园区内部的交通系统规划设计方法，并运用 Anylogic 仿真软件，借助于仿真实验方法，对提出的物流园区平面布置方案和内部交通设计方案进行仿真模拟，再现物流园区工作日车辆运行状态，分析内部交通运行状况，检验道路设计是否能够满足物流园区对道路的通行能力和集散能力的要求，并重点展示主出入口、交叉口、以及停车场等交通瓶颈处的交通运行情况。从而给出交通措施，完善物流园区的内部交通系统功能，提高其运行效率。

1.2   国内外研究现状

国外对物流园区及其内部交通设计的同类研究文献并不多，多数文献集中于物流中心、物流园区的规模确定方法和选址方法等方面。

我国大部分物流园区的规划都是在总结国外物流园区建设、管理的成功经验的基础上研究制定的。通过研究城市的区位优势及与周边城市的经济关系，确定其区域性物流园区总体规划及功能定位。其特点是起点高、规模大。然后对以满足城市内生产、生活消费品的高效配送为主要功能的市域内物流园区的规划。各地物流园区的规划多由政府牵头进行统一规划，分期建设、合理布局。物流园区规划均提倡以现代物流技术的应用为保障，建立物流基础设施平台和物流信息平台。提高物流信息化和网络化水平，以实现同国际接轨的现代物流园区的目标。

国外专家学者虽然对于物流园区的规划设计研究做了不少工作，取得了一定的成果，但大部分还只是停留在宏观的规模确定、选址、布局等方面，而对物流园区内部系统的功能分区、交通系统、建筑设计以及景观设计的研究较少，这就使得内部交通设计成为物流园区规划过程中的较为薄弱的环节。

周正柱和邵兴东从国内外物流园区的发展状况入手，分析了物流园区建设成败给我国带来的启示，其中物流园区在规划与设计时应兼顾建设目标和运营管理目标，面向运营、系统优化、面向效率改善的思想都是致力于改善。张永和王宁探讨了城市物流园区交通影响分析的特点、分析框架和技术进行了探讨，从城市物流园区交通影响评价角度，揭示了城市物流园区的交通流特征，给出了交通分析方法。戴越和陆建阐述了预测物流园区生成交通量的重要性，探讨了综合型物流园区生成交通量的预测思路。闫振英、朱晓宁和韩要稳对物流园区交通设计的框架进行了研究，明确了物流园区交通设计的目的和重点，并提出了交通设计遵循的流程以及交通设计的具体包含内容。

第 2章  物流园区概念及交通特性分析

2.1   物流园区的概念和分类

1．物流园区与物流中心概念辨析

（1）物流园区的概念 根据编制的《中华人民共和国国家标准：物流园区分类与基本要求》[8]的定义，物流园区的概念如下：

为了实现物流设施集约化和物流运作共同化，或者出于城市物流设施空间布局合理化的目的而在城市周边等区域，集中建设的物流设施群与众多物流业者在地域上的物理集结地。

（2）物流中心的概念 根据编制的《中华人民共和国物流术语标准》的定义，物流中心是指从事物流活动的场所或组织，其建设和规划应基本满足下列要求：

①主要面向社会服务；

②物流功能健全；

③完善的信息网络；

④辐射范围大；

⑤少品种、大批量；

⑥存储、吞吐能力强；

⑦物流业务统一经营、管理。

（3）物流园区与物流中心的区别和联系

物流园区与物流中心均是现代物流产业中的重要组成部分。它们之间存在密切的联系。首先物流园区是由若干物流中心聚集在一起形成的，因此可以说物流园区是由物流中心发展而来的；其次物流园区与物流中心核心功能均是在物流系统中完成货物的集散或者中转。二者之间的差别主要体现在：物流园区是由多家从事物流服务的企业进驻形成的，服务能力强、物流设施设备水平高、社会化程度高，因而服务范围和影响范围不局限于其主要客户和园区内部企业，扩展至周边经济区域；而物流中心一般仅由单个或者少数物流企业经营，服务功能趋向于简单集成和专业化，因而其服务范围有限，以服务园区主要客户为主。

2.2   物流园区的交通特性

物流园区对影响区范围的交通影响可归纳为以下两点：第一，该类园区利用了较大规模的城市用地，提高了土地开发强度，势必引发更多的交通需求，给城市路网带来更大的交通压力；第二，由于其产业关联效应和按照生产力原则集聚布局，对城市路网的交通影响伴有生产组织周期、功能区位和混合交通流特征。

然而，物流园区内部交通组织是属于物流园区运营管理的内容之一，深入研究和探讨物流园区的内部交通特点以及相关规律，有助于提高物流园区作业效率，增加管理绩效。为了更准确地把握物流园区的交通规律以及特点，本节将分别从以下两个方面分析物流园区的交通特性：物流园区的宏观交通特性以及物流园区微观交通特性。

1．物流园区宏观交通特性

建立大规模物流园区的目标就是为了能够向企业提供专业的、规模的、具有社会效益的物流服务，并使这种物流运输服务通畅快捷。因此物流园区选址通常要在交通通畅便利之处，因此本文将从下述三方面分析物流园区的宏观交通特性：

（1）位于交通通畅便利的地理位置

物流园区选址的首要依据就是具有交通区位优势，具体包括： 

①外部交通是否便捷，是否紧邻交通要道；

②到达最近的货物运载枢纽是否便捷；

③园区周边是否有足够的空间用来建设发展物流基础设施以及周边产业等；

④园区是否紧邻大型工厂企业；

⑤是否能够减少对城市交通以及生活的干扰；

⑥道路通行能力是否允许物流运输网络的建立以及发展。

第3章  抚顺华山物流园区内部交通设计.......13

3.1   功能区布置方案 ........ 13

3.2   内部道路设计原则与依据........... 15

3.3   停车场规划设计........ 21

第4章 抚顺华山物流园区内部交通系统仿真分析.................33

4.1   Anylogic 仿真软件介绍 ........ 34

4.2   离散事件仿真方法概述.............. 34

第5章  总结与展望..........51

5.1   主要研究工作总结.............. 51

5.2   进一步需要解决的问题....... 51

第 4章 抚顺华山物流园区内部交通系统仿真分析

本章调查获得园区货车和小轿车的生成交通量、车辆到达园区的频次和数量、车辆在园区内部各个功能区停留时间等基础数据；计算园区内部各个主干道所需要承载的交通量；分析停车需求、确定停车场容量；应用 Anylogic 软件中的离散事件仿真建模方法模拟园区内部交通系统运行情况，检验第 3 章提出的道路设计方案、交通组织方案是否能够满足园区对交通能力要求；并重点分析主要出入口、交叉口部分的交通状况，识别是否发生拥堵和冲突等情况。

4.1   Anylogic 仿真软件介绍

AnyLogic 是一款应用广泛、集离散事件仿真方法(Discrete event simulation)、系统动力学(System dynamics)和智能体仿真方法(Agent-based modeling)于一体的仿真工具，可在任何Java 支持的平台，或是 Web页上运行模型仿真，可以创建真实动态模型的可视化工具，即带有动态发展结构及组件间互相联络的动态模型。它的应用领域包括：控制系统，交通，动态系统，制造业，供给线，后勤部门，电信，网络，计算机系统，机械，化工，污水处理，军事，教育等。本文将利用 Anylogic 软件，采用离散事件方法模拟物流园区内部交通系统，从而检验交通设计是否能够满足物流园区对道路的通行能力和集散能力的要求；并重点展示主出入口、交叉口、以及停车场等交通瓶颈处的交通运行情况。

在计算机仿真过程中，AnyLogic 利用系统模型来对物理系统进行实验，并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析研究。根据所研究的系统不同，系统仿真又可分为连续系统仿真和离散事件仿真，而物流园区内部交通运作是一个复杂的多环节且并发性强的多维空间作业的离散事件系统。

第 5章  总结与展望

5.1   主要研究工作总结

物流园区的规划与内部功能区设计是物流园区建设项目技术可行性的重要内容，但是其内部交通设计作为辅助性内容并未得到充分的重视，也缺乏明晰的设计方法加以保证其合理性，因此，笔者希望能通过对文献研究和物流园区规划案例分析，尝试进一步完善物流园区内部的交通系统规划设计方法。本文在已知抚顺物流园区功能区布局方案的基础上，对物流园区进行内部交通设计研究，目的是使物流园区内部交通系统有效衔接，内部交通组织流线顺畅，园区内搬运、中转、移库、拆装箱等各项作业效率提高；园区道路满足各类运输车辆的通行要求，大型停车场需求得以充分满足、秩序井然，园区出入口选择和衔接设计能够满足物流园区工作日高峰小时的通行要求。

并运用 Anylogic 仿真软件，借助于仿真实验方法，对提出的物流园区平面布置方案和内部交通设计方案进行仿真模拟，建立了物流园区流程模型和二维动画展示模型。通过对物流园区内部交通的动态模拟，再现物流园区工作日车辆运行状态，分析内部交通运行状况，对比了物流园区整体在同一时刻不同物流量时内部交通的通行情况，检验道路设计是否能够满足物流园区对道路的通行能力和集散能力的要求；并并重点展示主出入口、交叉口、以及停车场等交通瓶颈处的交通运行情况，分析了其断面流量，综合证明了前文对该物流园区内部交通设计是合理可行的；进而给出交通措施，完善物流园区的内部交通系统功能，提高其运行效率。
 

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