集装箱港口生产作业系统仿真与优化
仿真实验报告模板
AGV任务分配与充电配置选择模型1、作业流程描述在集装箱码头的AGV作业流程：首先系统根据当前作业情况进行判断，若此时无运输任务，AGV进入休息区等待；若存在运输任务，则判断当前处于工作状态的AGV数量是否足够；若不足，则将非工作AGV组中的AGV分配至工作组。
当AGV完成一次运输作业后会对自身电量进行判断，若此时电量高于30%，则继续进行运输作业；若此时电量低于30%，则前往充电桩充电。
确立仿真参数的输入，确立任务数，AGV数量，自动充电桩数量，充电桩充电速度，AGV最低充电阈值（30%），AGV电量充足阈值（80%）。
2、仿真目标设置本文的仿真目标是设计和实施一个集装箱自动化码头作业流程的仿真模型，并评估其中的AGV充电任务调度策略。
具体而言，仿真目标包括以下几个方面：首先，模拟进口箱作业流程：建立一个真实的模拟环境，包括岸桥提取进出口箱、AGV小车水平运输等环节，以准确模拟进口箱的作业流程。
其次，实现AGV充电任务调度：开发一个高效的AGV充电任务调度算法，考虑到AGV的电池寿命和电量状态，以最小化充电任务的时间和成本。
该算法将基于实时的作业需求和AGV的可用状态进行智能调度，以保证作业流程的平稳运行。
再次，评估作业效率和成本：通过仿真模型，分析和比较不同的AGV充电任务调度策略对作业效率和成本的影响。
使用实际数据和性能指标，如作业时间、能源消耗和人力成本等，对各种策略进行定量评估，并找到最佳的调度策略。
最后，提出优化建议，在自动化集装箱码头作业流程中，合理的充电桩布局可以显著提升AGV充电任务的效率和整体作业流程的顺畅性。
分析作业热点区域：通过对集装箱作业流程中的瓶颈区域和高频度作业区域进行分析，确定作业热点区域。
这些区域通常是集装箱堆场附近、码头入口/出口以及岸桥与AGV交接点等位置。
准确定位热点区域可以帮助本文合理布置充电桩，以满足高负荷作业需求。
考虑AGV行驶距离和电池寿命：根据AGV的行驶距离和电池寿命特性，合理分析AGV的电池续航能力。
集装箱自动化码头堆存管理模型、仿真与优化
集装箱自动化码头堆存管理模型、仿真与优化摘要：张小茜1，王璐 2 ，周道远2(1 浙江大学经济学院, 2 浙江大学数学系杭州310027)本文从三个方面对集装箱自动化码头堆存效率进行了仿真和优化：一是箱区划分方式，二是码头前沿至堆场的运输方式，三是集装箱在堆场中的堆存方式。
为使集装箱自动化码头经济效益最大化，我们综合考虑了集装箱运输成本、取箱作业的翻箱次数以及堆场平面占用率等因素。
仿真模拟的结果显示：箱区采用垂直划分方式比水平划分更有效，采用轨道运输车运送集装箱比全程通过起吊机吊运更省成本，在堆场中从远离车道处开始堆放集装箱具有更高的效率。
关键词：集装箱自动化码头；堆存；仿真1 背景介绍1目前，世界集装箱港口吞吐量正以平均 9%的速度增长，在整个运输中的市场份额越来越大。
距统计，亚洲区港口集装箱吞吐量占全球的56.9%，欧洲地区 16.7%，北美9.4%。
我国港口集装箱吞吐量年均增长30%，并已成为世界各大班轮公司的聚集地。
建立高效的集装箱自动化码头管理系统，对于解决中国港口运输中的重大问题、使中国成为全球集装箱运输中心具有重要的战略意义。
可以预见，到2020 年每个重要港口的集装箱吞吐量会增加一到两倍。
新的大型集装箱货船和码头占地面积的限制迫使码头当局寻找更有效的集装箱管理系统。
一种能够提高码头效率、增加码头吞吐量、满足未来需求的方案就是使用先进的技术，实现自动化码头。
自动化码头与传统码头的最大区别是，码头前沿与堆场间运转的方式采用全电驱动的立体装卸模式，不仅节能、二氧化碳排放少而且装卸效率高。
上海振华港机（ZPMC）自动化码头的统计显示，在相同的装卸条件下，自动化码头的装卸效率可提高至少20%。
集装箱码头管理系统，又称水运集装箱终端1 基金项目：本研究得到十一五863 计划重点项目“集装箱自动化码头装备及示范”（项目编号：2009AA043001）资助。
（Marine Container Terminals）。
集装箱港口调度问题的数学建模和求解
集装箱港口调度问题的数学建模和求解随着国际贸易的快速发展，港口成为货物流通的必经之地。
集装箱作为现代贸易的主要运输设备，也成为港口的主要运输工具。
如何对集装箱进行科学、高效的调度，既能够提高集装箱吞吐量，又能够节约成本，保证集装箱的速度和安全，成为了集装箱港口管理的重要问题。
本文将介绍集装箱港口调度问题的数学建模和求解方法，为港口调度管理提供一定的参考。
一、问题描述在港口集装箱的调度过程中，需要考虑多个因素，包括集装箱的数量、作业时间、码头设备的利用率、船舶作业岸桥数、等待队列理论等。
我们将港口作业看作一个多项式时间复杂度问题，即：T(n) = a + bn + cn^2 + ... + kn^m其中，n表示作业量（即集装箱数量），a、b、c、...、k为常数。
当n很大时，我们可以将港口作为一个离散的系统进行研究，把所有的因素都视为集装箱数量的函数。
二、建模方法在数学建模中，我们常用图论、优化理论等方法对问题进行建模。
对于港口调度问题，我们可以采用离散事件仿真（DES）方法进行建模。
离散事件仿真是指在模拟过程中，根据事件发生的具体时间点，遵循特定的规则依次进行模拟。
在港口调度问题中，时间点可以是集装箱的到达时间、配载、装卸等事件，规则可以是码头设备的作业效率、船舶岸桥的作业效率等。
通过DES方法的建模，可以得到港口作业的整体情况，包括集装箱的平均等待时间、港口的吞吐量等。
建模的基本步骤如下：1. 定义输入参数和输出参数输入参数包括集装箱数量、港口设备数量、集装箱处理速度等；输出参数包括集装箱的平均等待时间等。
2. 建立模型通过建立港口作业的模型，确定每一事件名、每个事件的发生时间以及事件的处理逻辑等。
对于需要分配资源的事件，要考虑分配资源的优先级以及时间的排队问题。
3. 添加随机性在港口调度问题中，集装箱的到达时间、装卸时间等都具有随机性。
为了更真实地模拟港口作业的情况，需要为模型增加随机性。
4. 进行仿真实验进行一系列的仿真实验，计算每个实验的输出参数，得到不同输入参数下的港口作业情况。
集装箱码头前沿布局的仿真优化
’ 武汉科技 大学机械传动与制造工程 湖北 省重点实验 室开 放基 金资助（ 准号 ｔ０ ３ ２ ） 批 ２０ Ａ １
维普资讯
第 ２期
蔡
芸等 ； 集装 箱码头前 沿布局的仿真优化
・３ ７・ ２
标和设备利用率及生产效率指标． 根据国内外港
口设 计 的资 料 ， 中采 用 的 各 级 指标 内容及 其 默 文
和 集 卡 从 堆 场 取 集 装 箱 运 到 码 头 前 沿 的作 业 过 程 ． 计模 块 的功 能是 统 计 并 输 出仿 真 的结 果 数 统 据 ， 吞 吐量 、 如 到港 总船数 、 舶服 务 时 间 、 船 泊位 利
布局方案 的评价指标体系， 以评价得分作为优 并 化 的目标 ， 针对仿真库中布局方案进行优化 ， 在备 选方案中选出最优的方案， 供决策者参考． 中对 文 评价指标体系的内容和方案选优的过程加以介绍．
流 程 和仿 真 目的 ， 型 由泊 位 模 块 、 场 模 块 、 模 堆 统 计 模 块组 成 ． 位模 块 的功 能 是 模 拟 码 头前 沿 船 泊
２ 集 装 箱 码 头 前 沿 布 局 方 案 的优 化
为 了尽 可 能全 方位地 反 映 出影 响集装箱 码 头 布局 的 主要 因素 ， 中建 立 了可 综 合 评 价各 码 头 文
摘 要 ｔ 用仿 真优 化方 法研 究了某集装 箱码 头前 沿布 局中泊位 数 ， 边集装 箱装卸桥 （ 应 岸 岸桥 ） 陆侧 轨外 侧作业通道数 ， 岸桥及集装 箱拖挂车 （ 集卡 ） 配备 数量等因素对 作业过程及码 头通过能 力的影 响 ． 发了可 生成不 同集装箱 码头前沿 布局方 案 的参 数化仿 真模型 ， 开 建立 了仿真结果 数据库 和多 目标多层 次 的方 案综合 评价指标 体 系． 把遗传 算法 与系统仿 真相结合 ， 以评 价指标体 系评价得 分
港口货运作业系统的优化设计
港口货运作业系统的优化设计随着全球贸易的不断发展和港口货运量的增加，港口货运作业系统的效率和安全性变得越来越重要。
在这个背景下，对港口货运作业系统进行优化设计，以提高作业效率和降低运营成本，成为了港口管理者面临的重要任务之一。
一、港口货运作业系统的现状分析在进行港口货运作业系统的优化设计之前，我们首先要对现有系统进行充分的分析。
目前，港口货运作业系统主要由码头操作、装卸作业、货物仓储和货物运输等环节组成。
码头操作是货运作业的重要环节之一，它涉及到船舶的停靠、卸货和装货等工作。
然而，由于现有码头操作方式的局限性，往往会出现船舶滞留时间过长、货物堆积等问题，影响了整个货运作业系统的效能。
装卸作业是货物从船舶上卸下或装上的过程，它的效率和安全性直接影响到货运作业的顺畅进行。
然而，由于装卸作业通常需要人工操作，存在着工作效率低、人工成本高、安全风险等问题。
货物仓储环节是港口货运作业系统中的重要组成部分，它涉及到货物的入库、储存和出库等工作。
然而，由于现有的仓储设施和管理方式的限制，往往会出现仓库空间利用不充分、货物追踪不清等问题。
货物运输是港口货运作业的最后一环，它涉及到货物的运送和配送等工作。
然而，由于现有的货运运输方式的限制，往往会出现物流配送不及时、运输成本高等问题。
二、港口货运作业系统的优化设计方案为了解决港口货运作业系统中存在的问题，我们可以采取以下优化设计方案：1. 引入自动化技术：可以通过引入自动化设备和系统，如自动控制系统、机器人装卸系统等，来提高码头操作和装卸作业的效率。
这样可以减少人力投入，降低运营成本，并且提高作业安全性。
2. 优化仓储管理：可以通过引入先进的仓储设施和管理系统，来提高货物的储存和出库效率。
例如，可以引入智能仓库管理系统，实现货物的追踪管理和智能配送，减少人工操作和提高仓库空间利用效率。
3. 制定合理的物流配送计划：可以根据货物的运输距离、运输方式和运输需求等因素，制定合理的物流配送计划。
基于Flexsim的集装箱码头物流作业系统建模与仿真
基于Flexsim的集装箱码头物流作业系统建模与仿真作者：侯东亮来源：《物流科技》2016年第12期摘要：为提高某港口集装箱码头物流作业系统中关键设备的运作效率，建立了基于Flexsim的物流作业系统仿真模型。
通过模型仿真给出了一定条件下岸桥、场桥和集卡之间的关系。
结果表明，该仿真方法可用于集装箱码头物流系统中存在的瓶颈设备进行分析和优化，具有较高的应用价值。
关键词：集装箱码头；物流系统；Flexsim；系统仿真中图分类号：U169.6 文献标识码：AAbstract： In this paper， a simulation model of the logistics system based on Flexsim was built in order to improve the operational efficiency of the logistics system of the container ports， though which we identified the relationship among quay cranes， yard cranes and container trucks. The result shows that this simulation method can be used to identify bottlenecks in the container terminal logistics system. It will be has a higher application value.Key words： container terminal； logistics system； Flexsim； system simulation0 引言集装箱码头作业系统是一个复杂的离散事件系统，因其作业过程中受内外不确定因素的影响，整个物流系统具有一定的随机性和离散性。
集装箱船舶在港作业对港口服务性能影响的仿真分析
３ Ｉ ＡＳ Ｅ ＥＰ Ｅ
第７ 第５ 卷 期
２ ２年 ５月 ０１
２ 集装箱船舶在港柔性作业 系统分析
集装箱船舶在港作业 以船舶到达锚地为起点 ， 以船
仿真软件进行仿真建模实现， 该软件具有可视化 、 柔性 化和支持多语言开发的特点。
近年来 ， 国际贸易的发展和全球经济－体化进程的 ｕ 一 加快 ， 使得全球集装箱运输呈现快速发展态势。码头是
在港服务的关键环节，也是码头服务水平的重要体现。
由于集装箱船舶在港作业系统的离散、随机和动态性 ， 使得很难用传统数学分析方法对其进行分析 ， 而模拟仿 真技术的发展已成 为船舶在港服务和港 口规划管理决
Ｖｏ ． Ｏ． １７Ｎ ５
Ｍａ． ０２ ｖ ２１
中 国科 技论 文
Ｃ Ｎ Ｃ Ｅ ＣＥ Ａ Ｅ ＨＩＡ Ｓ Ｉ Ｎ Ｐ Ｐ Ｒ
第７ 第５ 卷 期
２ １ 年 ５月 ０２
集 装箱船 舶在港作业对 港 口服务性 能影 响的仿真分析
周 鹏 飞，肖美 贞，史瑞粉
（ 大连理 工 大学建 设工程 学部，辽 宁大连 １６２ ） １０ ４
３９ ２
策的重要分析手段。
集装箱码头 ， 构建了码头动态多级服务排队网络 ， 并运
ｌ 仿真技术在港 口生产 中的研究现状
目前在港 口生产领域 ， 仿真技术的研究成果有： 鲁 子爱等＿ １ 构建了港 口生产的仿真系统 ，对港口吞吐量 、
用仿真技术分析了该集装箱码头 的最优机械配比和最 优桥 吊台数 ；韩晓龙等 采用 Ⅶ 编程技术 ，对基于事
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｉｃｅｅ ｓｏ ｈ ｓ ｃａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃｅ ｉｔ ｓｏ ｅｓ ｉ ｐ ｒｔ ｇ ｓ ｔｍ ｋ ｔ ｉ ｃ ｌｔ ｅａ ａｙ ｅ ｔａ ｔ ｅｄ ｓｒ ｔ， ｔｃ ａ ｔ ｎ ｙ ａ ｃｃ ａ ａ ｔｒ ｉ ｆｔ ｈｐ ｏ ｅａｉ ｙｓｅ ｍａ ｅｉ ｄｆ ｕｔ ｏｂ ｎ ｌｚ ｄ ｉ ｓｃ ｈ ｎ ｉ ｕ ｉ ｇｍ ａｈ ｍ ａｉａ ｍ ｅ ｏ ｓ Ｂａｅ ｏ ｈｅａ ａｙ ｉ ｆｔｅｓ ｉ ｐ ｒｔ ｇｓ ｓｅ ｉ ａｃ ｎａｎｅ ｅ ｍｉａ， ｉ ｕａｉｎｍ ｏ ｅｓｏ ｓｎ ｔ ｅ ｔｃ ｌ ｔ ｄ ． ｓ ｄ ｎｔ ｎ ｌｓｓｏ ｈ ｈｐｏ ｅａｉ ｙ ｔｍ ｎ ｏ ｔｉ ｒｔｒ ｎ ｌｓ ｈ ｎ ｍ ｌｔｏ ｄ ｌ ｆ ｃ ｎａｎ ｒｔｒ ｉａ ｐ ｒｔ ｎ ｅｂ ｉ ｒ ｕ ｈ ｔｅｓ ｆ ａｅｏ ｅ ａ Ｔｈ ｏ ｅｓａ ｅｃ ｍ ｐ ｓｄ ｏ ｈｐｔ — ｏｔ ｏ ｕ ｅ ａ ｏ ｔ ｉｅ ｍ ｎ ｌｏ ｅａｉ ｓａ ｕｌ ｔ ｏ ｇ ｏ ｗ ｒ ｆ ｅ ｏ ｒ ｔｈ ｈ ｔ Ａｒｎ ． ｅｍ ｄ ｌ ｒ ｏ ｏ ｅ ｆａｓ ｉ－ ｐ ｒ ｄ ｌ， ｏ ｍ
基于Flexsim的多服务台集装箱码头系统仿真与优化
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网络 与信 息化
基于 Ｆ ｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｍ 的多服务 台集装 箱码 头 系统仿 真与优化
一
计划 以及装卸设备 的配置等仍依靠有关管理人员 的主观判 断
和经验 ， 随意性较大 ， 导致生产 效率不能充分 发挥 ， 从而制约 了集装箱码头吞吐规模的提升 ， 致使 日常运 营决策 遇到难题 。
，
本文运用 Ｆ ｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｍ仿真技术 ， 开发 了可用于集装箱码头生产组
织方案决策的实用仿真系统 ， 并通过 系统仿真 ， 对现行调度方 案下系统运行 的全过程 进行模拟 ，找出集装箱码 头运作 的症 结， 分析相关影响 因素和原 因， 获得 能够指 导决 策的有效输 出 指标 ， 在此基础上提 出了解决问题 的优化方案 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ． ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｈｕ ａ ｎ ｇ ｐ ｕ Ｃｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ Ｐｏ ｒ ｔ ａ ｓ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ． ｗｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｔ ｒ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｏ ｆ ｅ ｆｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｂ ｓｅ ａ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ｅ ｕ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｆｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ／ ｕ ｎ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ｎｄ ａ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ． Ｎｅ ｘ ｔ ｂ ｙ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｅ ｓ ， ｗｅ ｎａ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｎ ｅ ｃ ｋ ｓ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆｔ ｏ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｆ ｌ ｅ ｘ ｓ ｉ ｍ； ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ； ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
港口智能化集装箱管理系统研究
港口智能化集装箱管理系统研究随着世界贸易的快速增长，港口成为国际贸易的重要节点。
为了提高港口的运营效率和安全性，越来越多的港口开始引入智能化集装箱管理系统。
本文将对港口智能化集装箱管理系统的研究进行探讨，并分析其在提升港口效率和安全性方面的优势。
一、港口智能化集装箱管理系统的定义和作用港口智能化集装箱管理系统是利用信息技术和物联网技术，通过对集装箱的追踪、监控和管理，实现对港口集装箱运营全过程的智能化管理。
该系统可以自动识别和追踪集装箱的位置和状态，实现对集装箱的自动化管理和控制。
港口智能化集装箱管理系统具有以下几个作用：1. 提升集装箱的运输效率：传统的人工操作方式存在诸多不足，如低效率、易出错等。
而智能化管理系统可以自动化识别、追踪和管理集装箱，大大提高了港口作业效率，减少了作业时间和成本。
2. 提高港口作业的安全性：智能化管理系统可以实时监控集装箱的运输状态和运行轨迹，及时发现异常情况和安全隐患，并提供预警和处理措施，大大降低了事故发生的概率，保障了港口作业的安全性。
3. 优化港口运输资源配置：通过对集装箱的实时追踪和监控，可以精确掌握港口运输资源的使用情况，优化资源配置，提高资源利用效率，降低物流成本。
二、港口智能化集装箱管理系统的关键技术要实现港口智能化集装箱管理系统，需要借助一系列的关键技术。
以下是几个重要的关键技术：1. RFID技术：即射频识别技术，可以实现对集装箱的无线远程识别和追踪，提高集装箱管理的精确度和效率。
2. 传感器技术：通过在集装箱内安装各种传感器，可以对集装箱的温度、湿度、气体等环境参数进行实时监测，提高港口作业的安全性和可靠性。
3. GPS技术：利用全球卫星定位系统，可以实现对集装箱的实时定位和追踪，帮助港口管理者全面掌握集装箱的位置和状态。
4. 云计算技术：通过将港口数据存储和处理放在云端，可以实现集装箱管理数据的实时共享和分析，提高港口作业的协同性和效率。
三、港口智能化集装箱管理系统的应用案例目前，全球众多港口已经开始推广和应用智能化集装箱管理系统。
集装箱码头集卡作业模式比较及其建模与仿真
集装箱码头集卡作业模式比较及其建模与仿真高 玮 周 强 摘 要:利用排队论对集装箱码头集卡作业模式进行了研究,建立了仿真模型,并对两种集卡作业模式进行了试验研究。
试验结果表明,采用新的作业模式,装卸效率能显著地提高。
关键词:集装箱码头;集卡;作业模式;单路排队;多路排队;仿真 Abstract:This paper researches two operational modes of trucks in container port and establishes simulation mod2 els to compare the two operational modes.The result indicates that the new operational mode Leads to a higher efficiency. K ey w ords:container port;truck;operational mode;single queue;multiple queues;simulation1 引言随着我国集装箱头吞吐量的快速增长,集装箱码头对装卸效率要求越来越高。
当国内众多港口在兴建集装箱枢纽港和努力提高港口吞吐量的时候,人们往往乐于追求先进的设施设备,而忽视高效率的基础———生产组织管理,因为有形的先进硬件比无形的管理更加直观,更能让人们接受。
但硬件设施设备属于一种长期的投资,投入成本高,回收慢。
如何在现有装卸技术水平和硬件设施设备的基础上实现更高的作业效率,已成为近阶段港口企业发展所面临的重要问题。
本文利用排队论对集装箱码头集卡作业模式进行研究,提出突破“作业路”的界限,并从理论和计算机仿真中分析其优越性。
2 突破“作业路”的束缚所谓“作业路”指由一台岸桥所对应的水平运输机械、堆场作业机械组成的装卸运输作业线。
传统模式为每条作业路固定配置劳动力和作业机械,认为这样既便于管理,又打破“大锅饭”,便于财务考核。
新型自动化集装箱码头的仿真分析
平 均增 长大约 ９ ５ Ｌ 。中 国在 集装 箱 贸易 量 的增 ． １ ］ 长方面尤 其突 出 ， 最近 １ 的年平均增 长速度 大约 ０年 为 ３ 。到 ２ １ Ｏ ０ ０年 ， 计会 有 ９ 的船 运货 物 为 估 Ｏ 集 装箱形 式Ｌ 。为 了适 应这 种 变化 ， ２ ］ 减少 标 准 箱 的
案在相 同 的运 营实 验 框架 下 运行 ， 价 其绩 效 和成 评
本 。荷兰 的 Ｄｕｎ ｅｋ ｎ Ｍ．Ｂ 等 研究 了在 基 于 ｉｋ ｒ ｅ ． ＡＧ 方案 的 自动 化集装 箱码头 中 ， Ｖ 如何 协调从码 头 前沿 到 堆 场 的 ＡＧ 车 流 控 制 ； ｕｎ ｅｋ ｎ Ｍ． ． Ｖ Ｄ ｉｋ ｒｅ Ｂ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＭｅ ｈ ｎｃ ｌＥ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｔｏ ｇｉＵｎｖ ｒｉ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２ Ｃｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅｒｎ ， ｎ ｊ ｏ ｉｅｓｔ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ９ ， ｉａ ｙ， ２
摘 要 ： 用仿 真 的 方 法 ， 一 种 采 用 低 架 桥 系统 使 对 进 行 集装 箱 转 接 的 新 型 自动 化 码 头 的 运 作 性 能 进 行
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ａ ｔ ｍａ ｅ ｃ ｎｔ ｉ ｒ ｅ ｍｉ ａ ｓｒ ｃ ： ｕ ｏ ｔ ｄ ｏ ａ ｎｅ ｔ ｒ ｎ ｌ ｗｉｈ ｎｅ ｈ ｎｄ ｉ ｇ ｏ ｒ ｔｏｎ ｅ ｕｉ ｍｅ ｔ ｓ ｓｍｕｌ — ｔ ｗ ａ ｌｎ ｐｅ ａ ｉ ｑ ｐ ｎ ｓ ｉ ｉ ａ ｔ ｄ ａ ｎａ ｙ ｅ ． ｎ ｖ ｅ ｏｆｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｉ ｓ ｅ ｅ — ｅ ｎｄ ａ ｌ ｚ ｄ Ｉ ｉｗ ｈ ｕ ｕ ｅ，ｔｉ ｘｐ ｃ ｔ ｄ ｔ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｌ ａ ｉ ｇ ｏｐ ｒ ｔｏ ｆ ａ ｐ ｓ ｅ ｏ ｃ ｍ ｌ ｔ ｈｅ ｕｎ ｏ ｄ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｔ Ｐａ ａ ｘ ｓ ｐ ｗｉｈ ｎ ２ ｕｒ ．Ｆｉｓ ｌ ｔ ｅ ｎ ｎ ｍａ ｈｉ ｔ ｉ ４ ｈｏ ｓ ｒ ｔｙ， ｈ ｕｍｂｅ ｒ ｏ ｈｅ ｈ ｎｄ ｉ ｇ ｅ ｕ ｐ ｅ ｓ ｉ ａ ｃ ａ ｅ ．Ａｎｄ ｆｇ— ｆｔ ａ ｌｎ ｑ ｉ ｍ ｎｔ ｓ ｃ ｌｕｌｔ ｄ ｉ
港口物流操作系统的优化与管理
港口物流操作系统的优化与管理随着全球海洋贸易的不断发展，港口的物流系统也越来越重要。
特别是在国际贸易上，港口扮演着关键的角色。
无论在什么时候，港口的物流系统始终是有效管理与操作的关键。
因此，港口物流操作系统的优化与管理变得越来越重要。
在国际贸易和运输中，港口是连接生产和消费地点的纽带。
每天，港口都要处理大量的运输、存储和交付货物任务。
简单来说，港口的运作非常复杂，它们需要管理和处理各种类型的货物，包括大宗货物、集装箱和液体、气体等。
尤其是在集装箱贸易中，港口物流系统的运作变得至关重要。
现代集装箱的运输从全球采购到制造、组装、包装，终至物流运输，这过程所使用的集装箱的数量极大，一个港口每天可以处理成千上万的集装箱。
因此，如何有效管理这些集装箱，处理和移动它们，以及在高度复杂的物流网络中协调它们的运输变得非常重要。
港口物流系统的优化和管理不仅对港口运营商有着重要的影响，同时也对个人和企业的海运物流运作产生了重大影响。
有效的港口物流操作系统应该是稳定的、高效的、灵活的、安全的、易于使用和易于维护的。
这也就是为什么持续的优化和管理对港口操作系统是非常重要的。
有效的港口物流系统需要包含以下方面的内容：1. 港口物流信息技术系统现代化的港口物流系统需要使用信息技术系统来搜集、分析和管理各种信息，包括传感器数据、社交媒体、物流记录等。
与传统的手工记录系统不同，现代化的港口物流系统可以确保更高的精度和准确性，并在一定程度上降低了错误率。
2. 操作及管理技术港口物流系统的操作和管理技术包括数据分析、驱动支架、实时监控和维护服务等方面。
由于港口物流系统需要大量数据的输入和分析，因此仅依靠人手来处理这些数据是不够的。
现代化的港口物流系统不仅要依赖高级技术，还需要使用人工智能等新型技术来提高系统的自动化水平。
3. 操作人员培训港口物流产业的快速发展需要更高级别和更复杂的技术设备和操作人员。
因此，对港口物流系统的操作员进行正确的培训是非常必要的。
《港口集装箱运输仿真实验》仿真实验报告
《港口集装箱运输仿真实验》实验报告一、实验名称：港口集装箱运输仿真实验二、实验目的：1、利用Vehicle/trackyt素建立运输系统2、伪随机数生成函数的使用3、Documentor的使用三、实验仪器：个人电脑（人/台），witness软件四、实验内容:根据以下内容建立仿真模型并运行（使用documentor输出码头、路径的代码），模型如【图1】：某零售公司销售进口产品，这些进口产品由国外通过集装箱运输至码头，然后公司派车辆将这些集装箱运输至公司的配送中心，以便配送给各地的销售网点。
其中集装箱到达码头的时间间隔服从［10,20］小时的均匀分仏每次到达批量服从［2,4］的均匀整数分布，公司有2辆同类型运输车用来将集装箱由码头运送至配送屮心，该车每次只能运送一个集装箱，车辆空载行驶速度为80公里/小时，满载速度为60公里每小时。
公司停车场距离码头10公甲（TracksOOlDisplayLength=10）,码头距离配送中心50公里，配送中心距离公司停车场45公里，运输任务结束后车辆冋到停车场。
车辆衣码头装载集装箱需要的时间服从均值为30分钟的负指数分布，在配送中心卸载集装箱需要的时间服从均值为20分钟的负指数分布。
五、实验步骤：（-）根据要求建立仿真元素partOOl>buffersOOl>buffers002>LracksOOl>Lracks002>Lracks003>tracks004>vechi clesOOl分别代表集装箱、装卸点、配送中心、码头、码头到配送中心的距离及配送中心卸载点、配送中心到停车场的距离、停车场和小车。
（二）详细设置步骤1:partOOl为集装箱，到达码头的时间间隔服从［10,20］小时的均匀分布，每次到达批量服从［2,4］的均匀整数分布，设置如【图2】：DEditActionsOnInputForBufferBuffersOOl【图2】步骤2：buffersOOl为装卸点,编写召唤小车相应的程序语句,如【图3】：rr【图3】步骤3：tracksOOl为码头,车辆在码头装载集装箱需要的时间服从均值为30分钟的负指数分布，设置如【图4】。
港口装卸工艺工程设计中的作业流程优化与改进
港口装卸工艺工程设计中的作业流程优化与改进作业流程优化与改进对于港口装卸工艺工程设计来说，是提高工作效率、降低成本、实现安全运营的关键。
本文将探讨港口装卸作业流程中存在的问题，并提出一些方法和策略来进行优化和改进。
一、问题分析在进行作业流程优化与改进之前，我们需要对目前存在的问题进行分析和了解。
以下是一些常见的问题：1. 流程繁琐和复杂：港口装卸作业涉及到多个环节，涉及到多个部门和多个操作员的协同工作。
然而，当前的流程可能存在繁琐、复杂的问题，导致作业效率低下。
2. 信息沟通不畅：港口装卸作业流程中需要多个部门之间进行紧密的协调和沟通。
然而，由于信息传递的方式有限，信息传递的准确度和及时性可能会受到影响。
3. 设备利用率低：港口装卸作业中的设备（如起重机、堆高机等）是关键的操作工具。
然而，由于没有有效的调度和协调，设备的利用率可能较低，导致作业效率低下和成本增加。
4. 安全问题：港口装卸作业涉及到重型机械和高空作业等危险环境。
然而，由于作业流程存在问题，可能会增加事故的风险，对工作人员和设备造成潜在的威胁。
二、优化与改进方案针对上述问题，下面是一些常见的优化与改进方案，以提高港口装卸作业的效率和安全性：1. 流程简化和标准化：通过分析和优化流程，将复杂的作业流程简化为简单的步骤，并确立标准化的操作规范。
这可以减少错误和混乱，并提高作业效率。
2. 信息技术应用：利用信息技术来改善港口装卸作业的信息沟通和管理。
例如，建立一个集中的作业管理系统，可以实现不同部门之间的实时信息共享和协同工作。
3. 设备调度与协调：通过合理的设备调度和协调，提高设备利用率和作业效率。
可以利用智能调度系统来分配和管理设备的使用，以确保设备在需要时得到充分利用。
4. 安全管理加强：加强安全培训和管理措施，确保作业人员能够正确操作设备和遵守安全规定。
同时，建立安全检查和报告机制，及时发现和解决潜在的安全问题。
三、实施策略为了成功实施上述优化和改进方案，以下是一些实施策略：1. 制定详细的规划和计划：在开始实施之前，需要制定详细的规划和计划。
系统仿真技术在马尾港集装箱码头改造中的应用
Ｒ Ｇ堆 场和 卡 １～卡 ６堆 场 ， 余 为 空箱 区 。Ｒ Ｍ 其 ＭＧ
堆场 垂直 于码 头 ， 他 ６个 区域 都 为 长方 形 区域 并 其 平行 于码 头 ， ＭＧ（ 侧外 伸臂 ，０ｍ跨 距 ）大 车轨 Ｒ 两 ６
道垂 直 于码 头方 向布 置 。堆 场 上 空箱 区域 另配 置 １ 台堆高机 进 行空箱 辅 助作业 ， 图 ３ 见 。
吞 吐能 力达 到 ２ ． １ ５万 Ｔ Ｕ。 Ｅ
图 １ 方 案 １堆 场 布 置
针 对本 港 区的具体 情 况 ， 定 了 ４种 改造 方案 ： 制 方 案 １ 堆 场 作 业采 用 Ｒ ： ＭＧ 为 主 、 面 吊 为辅 正 的作业 方 案 。此 方 案 集 装 箱 堆 场 分 为 ６个 重 箱 区 域， 分别 为 Ｒ ＭＧ堆 场 和 卡 １～卡 ５堆 场 ， 其余 为 空
有 根模 块 、 出大 门模 块 、 进 堆场 模块 、 位模 块 、 泊 流动 机械模 块 、 车运 输模 块 、 机模块 、 数统 计模 块 、 火 门 参
图 ２ 方 案 ２堆 场 布 置
３ ９
方 案 ３ 堆场 作 业 采 用 Ｒ ： ＭＧ 为 主 、 面 吊为 辅 正 的方 案 。集 装 箱 堆 场 分 为 ７个 重 箱 区 域 ， 别 为 分
的平 台上 ， 建立具 体 的仿 真模 型 。 马尾港 务公 司集 装箱 码 头仿真 模 型 的主要模 块
１相 同 ， 图 ２ 见 。
需要 对 码头 进行 科学有 效 的规 划 。集装 箱码 头 的复 杂性 导 致港 口管 理 者 很 难 对 多 种 规 划 方 案 进 行 取 舍， 仿真 技术 很好 地解 决 了这一 问题 ， 在设 计 新码 头
或对 原 有码 头设 施 进行 改 造 之 前 ， 过 建 立 集 装箱 通 码 头生 产物 流系 统 仿 真模 型 ， 多种 方 案 的 生 产 过 对
南京港龙潭港区集装箱码头装卸设备配置优化与仿真
港口科技•科研与技革南京港龙準港区集装箱码头装卸设备配置优化与仿真王旋，于佳乾（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120）摘要：为了满足现代集装箱物流高效率装卸的要求，减少装卸设备对环境的不良影响，采用Arena仿真和数学模型方法对集装箱码头装卸设备进行配置优化。
以南京港龙潭港区集装箱码头为对象构建其装卸工艺仿真系统，并结合节能减排理念，基于环境效益构建综合成本指标，在满足装卸设备利用率要求的前提下，求解综合成本最小时的装卸设备数量。
结果表明，在岸桥、空箱集卡、重箱集卡、空箱场桥和重箱场桥的数量比为3：1：2：1：1时，整个仿真系统在节能和减排方面均达到最优。
关键词：港口；南京港龙潭港区；集装箱码头;装卸设备;Arena仿真;节能减排;综合成本0引言龙潭港区是南京港最主要的集装箱作业港区，是南京地区及长江沿线地区近洋运输的支线港和华东地区内贸集装箱运输的主枢纽港之一，也是上海国际航运中心的重要组成部分。
2005—2018年，龙潭港区集装箱吞吐量持续快速攀升，由20万TEU增长至350万TEU O龙潭港区集装箱码头结合自身实际情况对装卸设备进行配置，虽然港口装卸效率在一定程度上有所提高，但并未考虑装卸设备对环境的不良影响。
因此，为了保证港口在高效率装卸的同时，能最大限度地减少能源消耗和温室气体排放,就需要结合节能减排理念对龙潭港区集装箱码头的装卸设备进行优化配置。
1装卸工艺仿真系统设计1-1仿真参数和假设条件1.1.1装卸设备数量和时间参数船舶到港时间服从负指数分布，单位为小时;集装箱在堆场堆存时间为500min;岸桥服务时间服从均匀分布,单位为小时;集卡和场桥服务时间服从三角分布，单位为小时；仿真系统中共有2个泊位，每个泊位配置岸桥2台、集卡6台、场桥3台、堆场2个；到港船舶的平均载箱量为200TEU o1.1.2假设条件船舶到港时的天气条件、航道条件良好;后方堆场的最大容量为500TEU；装卸设备之间的工作是相互独立的；空箱和重箱用集卡分开进行运送，放在各自的堆场;场桥和集卡分别在卸载和运输集装箱时，对重箱和空箱的服务时间相同;假设到港船舶装载的集装箱空箱和重箱平均占比分别为60%和40%；场桥在服务时不考虑集装箱的翻箱、倒箱等操作。
港口作业流程优化方案
港口作业流程优化方案
1. 分析当前港口作业流程的瓶颈和问题：通过观察和与参与者交流，对当前港口作业流程进行全面分析，确定存在的瓶颈和问题，如作业效率低、通信不畅、信息传递错误等。
2. 制定流程优化目标：根据分析的结果，确定港口作业流程优化的目标，如提高作业效率、优化资源利用、减少错误等。
3. 确定优化方案：基于问题和目标，制定具体的港口作业流程优化方案，如以下几个方面：
- 引入信息技术：采用物联网技术、远程监控系统等，实现
作业数据的实时采集、分析和传输，减少信息传递错误和物流信息不准确的问题，提高作业效率和准确性。
- 优化人员布局：根据作业流程的需求和实际情况，优化人
员的布局，合理调配工作岗位和职责，避免资源浪费和作业环节的滞后。
- 制定详细操作规范：对每个作业环节制定详细的操作规范，明确操作步骤、责任人和时间要求，提高作业准确性和效率。
- 强化沟通与协作：加强内部和外部的沟通与协作，建立良
好的信息共享机制和沟通渠道，避免信息孤岛和作业环节的延误。
- 提供培训和技术支持：为参与港口作业的人员提供培训和
技术支持，提高操作技能和信息化水平，提高作业效率和准确性。
4. 实施方案并追踪效果：在确定优化方案后，对其进行实施，并建立监控和评估机制，定期追踪优化效果，及时调整和改进方案。
5. 持续改进：港口作业流程的优化是一个持续改进的过程，根据实际情况和需求，不断进行优化和调整，提高作业效率和准确性。
基于OOPN的港口集装箱堆场作业流程仿真优化研究
ｓ ｕ ｃ ｔ ｉｙｅ ｉ ｉｎ ｙａ ｄ ｍｉ ｉ ｚ ｅｒ ｓ ｕ ｃ ｅ ｌ ｙ ｎ ｏ ｔ ｏ ｒ ｅｕ ｉ ｔ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｍｉ ｅｔ ｏ ｒ ｅｄ ｐ ｏ ｍｅ ｔ ｓ． ｌ ｎ ｈ ｅ ｃ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｔ ｉ ｅ ａ ｄ ＯＯＰ ｍｏ ｅ ｉ ｇ Ｅｘｅ ｄ ｉ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ｙ ｒ ｓ ｃ ｎａｎ ｒ ｒ ； ｙ Ｎ ｄ ｌ ； ｔ ｎ Ｓ ｍ； ｉ ｌ ０ ｄ ｌ ｎ ｔ
【 中图分 类号１６ １Ｕ１９６ Ｕ ９ ； ６ ．５ ［ 文献标识码】 Ａ 【 文章编号】０ ５ １２ ２ ｌ ）９ ０ ４ — ４ １０ — ５ Ｘ（Ｏ Ｏ ｏ — ０ ８ ０
ＯＯＰ － ａ ｅ ｉ ￣ａ ｏ ｎ ｔ ｚ ｔ ｎｏ Ｏｐ ｒ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｆ ｏ ｔ ｎ ａ ｎ ｒＹａ ｄ Ｎ－ ｓ ｄ Ｓｍ ｂ ｉ ｆ ｎａ ｄ Ｏｐ ｉ ａ ｏ ｆ ｅ ａ ｉ ｎ Ｐ ｏ ｅ ｓ Ｐ ｒ ｍｉ ｉ ｏ Ｃｏ ｔ ｉ ｅ ｒ
输 事 业 有 了突破 性 的 发展 Ⅲ 。随 着 集 装 箱 船 舶 的大 型化 、 高速 化 ， 口装 卸 箱 量 的持 续 增 长 ， 中 国 集 装 箱 港 口现 有 的装 卸 港 以
２ 港 口集装 箱 码 头作 业 流 程
港口码头作业效率改进
港口码头作业效率改进现今的全球贸易和物流运输行业日益繁忙，对港口码头的作业效率要求也越来越高。
为了适应这种需求，港口码头管理者需要不断探索和实施各种方法来改进作业效率。
本文将从技术创新和管理调整两个方面，探讨港口码头作业效率的改进方法。
一、技术创新技术创新是提高港口码头作业效率的关键。
以下是一些技术创新的例子：1. 自动化系统：港口码头可以引入自动化系统，如自动驾驶叉车和机器人装卸工具。
这些技术可以提高装卸速度，减少人力成本，避免人为错误，并提高作业的准确性和安全性。
2. 物联网技术：通过在货物和设备上安装传感器，港口码头可以实现无线通信和实时数据采集。
这些数据可以用于优化作业流程和资产管理，减少等待时间和拥堵，提高作业效率。
3. 大数据分析：港口码头可以利用大数据分析来预测货物到达和离开的时间，从而更好地安排作业计划并提前准备。
通过分析历史数据和实时数据，港口码头管理者可以做出更准确的决策，并及时调整作业流程。
4. 人工智能技术：人工智能可以在港口码头的作业中发挥重要作用，如自动识别货物、自动调度和路径规划、自动检查安全问题等。
港口码头可以利用人工智能技术来提高作业效率，并减少出错的机会。
二、管理调整除了技术创新，港口码头管理者还可以通过调整管理方法来改进作业效率。
以下是一些管理调整的建议：1. 优化作业流程：港口码头管理者可以重新设计作业流程，减少不必要的环节和环境因素对作业效率的影响。
例如，合理安排船只和卡车的进出时间，减少等待时间和拥堵。
2. 培训和管理人员：为港口码头的工作人员提供恰当的培训和管理，提高他们的专业知识和技能水平。
合理安排人员的轮班和休假，保证他们的工作状态和能力。
3. 加强沟通和协作：港口码头内部的各个部门和岗位之间应该保持良好的沟通和协作。
通过有效的沟通和协作，减少信息传递的误差和滞后，提高作业效率。
4. 优化设备和设施的布局：合理布置港口码头的设备和设施，减少货物和车辆之间的行进路线和距离，提高装卸效率。
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学术研究Academic Survey
港口是交通运输的枢纽、水陆联运的咽喉。
据统计，我国９０％以上对外贸易的货物都是经由港口装运的。
随着改革开放的不断深入，作为对外开放门户的港口所担负的任务也越来越重，港口已成为我国国民经济发展的重要支柱。
国际集装箱运输方式始于２０世纪５０年代中期。
由于它具有装卸效率高、船舶周转快、包装费用省、货损货差少，以及适合多式联运等
优点，因此，在短短几十年间集装箱运输得到了飞速的发展。
集装箱吞吐量已经成为衡量一个港口现代化水平的核心指标。
２００３年，我国的集装箱吞吐量超过美国成为世界第一，上海港、深圳港分别成为世界集装箱运输第三和第四大港。
集装箱运输的中国时代已经到来。
但是，随着经济全球化的不断深入，集装箱港口之间的国际竞争也愈加激烈。
如何降低生产作业成本、提高生产作业效率，已经成为我国集装箱港口企业关注的核心问题。
如何配置和调度这些资源是优化集装箱港口生产作业系统的关键。
目前，我国多数港口的生产机械调度还主要凭经验。
由于集装箱港口生产作业系统十分复杂，采用传统的数学建模优化方法不能从整体上解决问题，因此，笔者提出一套仿真优化框架来分析和优化集装箱港口生产作业系统。
仿真优化框架
１．集装箱港口生产作业系统
仿真优化框架（如图１所示）。
２．关于调度策略生成算法。
调度策略生成算法的基本原理
是将可调度的机械（即岸桥、集装
箱卡车、场桥）数量，船舶作业面
限制（即最多可让多少岸桥同时作
业）等条件转换成数学约束。
由于
该问题的决策变量（各种机械的配
置数量）都是整数，故可以采用全
枚举的算法得到满足约束条件的所
有可行解。
因此，在船舶即将到港
时，输入集装箱港口当前可调度的
生产机械数量，船舶装载的集装箱
数量，船舶作业面限制和集装箱港
口基本调度原则，通过该调度策略
生成算法就可以产生所有可行的调
度策略。
３．仿真模型的建立。
仿真模型是集装箱港口生产作
业系统优化的关键。
通过调度策略
生成算法只能得到各种生
产机械配置的所有可行方
案，但如何比选这些方案
并从中挑出最佳的进行实
际操作，都依赖于仿真模
型。
因为，将每个调度方
案输入仿真模型，然后运
行仿真模型，就可以得到
在该配置下生产系统的作
业时间和岸桥、集装箱卡
车、场桥的利用率等。
这
些数据都是比选方案的基
础。
那么，如何建立集装
箱港口生产作业系统的仿
真模型呢？
系统的状态通常可用一个或多
个状态变量来表示。
在离散事件系
统中，状态变量仅在随机的时间点
上发生瞬间的跃变，而在两个相邻
的时间点之间，系统的状态保持不
变。
集装箱港口生产作业系统属于
离散事件系统。
因为，该系统当中
事件的发生具有随机性，例如：岸
桥装卸时间不同，集装箱卡车运输
时间不同等。
所以，在建立集装箱
港口生产作业系统的仿真模型时，
主要考虑以下几个因素：（１）随机
离散事件：这是一系列按时序、随
机发生的具体事实。
它们只在离散
的可数时刻上发生。
这些事实一旦
出现，将使系统中一个或多个状态
变量瞬时跃变。
在集装箱港口生产
作业系统仿真中，存在许多离散事
件，比如，船舶到港、各种机械发
生故障等。
（２）仿真时钟及其推进
方式：仿真时钟是仿真模型中的时
集装箱港口生产作业系统仿真与优化
文／
王辉球 缪立新
图１ 集装箱港口生产作业系统仿真优化框架
６６CHINA LOGISTICS & PURCHASING
间指示，它表示仿真运行的系统时间。
系统需要不断记录各类离散事件发生的时刻，通常在仿真开始时将仿真时钟置零，随后，仿真时钟按一定的方式推进并不断给出仿真时间的当前值。
本仿真系统中，仿真时钟按足够小的时间间隔等距推进，以保证在每个时间间隔中不会出现两个或两个以上的离散事件。
（３）未来事件列表：某一随机事件的出现必将引起新的未来事件，并使系统的状态发生变化，从而使仿真进程得以持续。
本仿真系统中，每一艘船舶到港以后所剩余的所有船舶到达事件组成的列表就是未来事件列表。
该列表使得整个生产作业系统得以按序进行。
（４）随机数发生器：在整个仿真过程中需要处理大量的随机数。
因为，各种离散事件的发生时刻，各种事件完成的概率都是随机的。
例如到港船舶的集装箱数量、机械的作业效率等。
仿真模型运行时需要从它们的概率分布中进行随机抽样，来作为该次运行的实际参数。
（５）采集和输出统计数据：对于集装箱港口生产作业系统，要对每一事件的发生时刻及所有有用属性进行记录，以计算事件发生后系统状态变量的变化，并对系统综合性能指标进行统计计算，从而了解系统的运作情况。
集装箱港口生产作业系统的运作模式与离散事件系统中的排队系统相吻合。
所以，在集装箱港口生产作业系统的仿真过程中，笔者以排队系统为基础建立仿真模型。
排队系统的主体要素为顾客、服务员、顾客总体、排队特性、排队规则以及服务时间。
顾客：到达港口并要求装卸作业的船舶。
顾客属性：包括到港船舶的集装箱数量、装卸率。
顾客总体：在一定仿真时间内到达港口并要求作业的船舶集合。
服务员：港口生产作业系统中所有机械设备的总和，它分别由岸
桥、集装箱卡车和场桥组成。
服务
员属性：即为各个服务员的属性
集，其中包括岸桥属性：机械的分
配原则、机械的总数量、故障率以
及生产效率的分布。
集装箱卡车属
性：机械的运行速度、故障率、机
械的总数量以及作业距离的分布。
场桥属性：机械的总数量、故障
率、与堆场地理有关的参数以及生
产效率分布。
在集装箱港口生产作业系统的
仿真过程中，仿真时钟按用户给定
的仿真步长推进。
通过对仿真步长
的限定，可以保证在每一个步长中
不可能出现两艘或两艘以上船舶同
时抵达港口。
仿真开始后，系统首
先检查未来到港船舶的到港绝对时
间是否小于或等于仿真时钟的时
间。
如果是，则在该步长中有船抵
达，仿真系统要进行泊位的状态检
查和锚地的状态检查。
如果
不是，仿真系统直接进入下
一个服务员——岸桥。
在岸
桥作业阶段，由岸桥的故障
率、生产效率分布可以得出
该步长岸桥的作业状态以及
效率，从而得出该步长岸桥
的作业量。
仿真系统再进入
下一个服务员——集装箱卡
车。
同理，由集装箱卡车的
故障率、作业距离分布以及运行速
度可以得出该步长集装箱卡车的作
业状态以及效率，从而得出该步长
集装箱卡车的作业量。
仿真系统进
入最后一个服务员——场桥。
由场
桥的故障率以及生产效率可以得出
该步长场桥的作业状态以及效率，
从而得出该步长场桥的作业量。
由
三个串行机械所构成的服务员集合
中，必然存在作业的瓶颈现象，所
以该步长码头的实际作业量由三个
环节中的瓶颈环节所决定。
在完成
一个步长的作业之后，仿真时钟向
前推进，仿真系统向前运行，直到
满足终止条件——系统仿真时间终
止。
集装箱港口生产作业系统仿真
效果示意图（如图２所示）。
４．综合成本函数。
综合成本函数主要考虑集装箱港
口生产作业成本和船舶在港停泊成
本，因为如果生产机械配置过多会
导致生产成本过高，配置过少会导致
船舶在港时间过长，从而导致港口服
务质量降低，港口竞争力削弱。
将所有可行的机械配置方案一
一输入仿真模型，可以得到各个方
案下船舶的作业时间，岸桥、集装
箱卡车、场桥的利用率等一系列方
案评价指标。
将这些评价指标输入
综合成本函数就可以计算各个方案
的运作成本，选取成本最低的方案
进行实施就可以达到优化集装箱港
口生产作业系统，降低生产成本和
提高生产效率的目的。
集装箱港口之间的竞争日益激
烈，如何降低生产成本，提高生产
效率已经成为我国集装箱港口企业
关注的核心问题。
集装箱港口生产
作业系统非常复杂，采用传统数学
建模优化的方法效果并不理想。
本
文通过建立仿真模型对集装箱港口
生产作业系统进行优化，期望能对
集装箱港口的生产调度起到一定的
参考作用。
（作者单位：清华大学研究生院
现代物流研究中心）
图２ 集装箱港口生产作业系统仿真效果示意
邮发代号 ８２－３８７ ２００５年第５期（半月刊） 总第２３４期６７。