11章 港口集装箱物流系统仿真
物流仿真系统介绍
各个工序的作业时间，作业员的步行速度等。
系统仿真软件的最佳选择—Flexsim
Witness
Flexsim
分析功能
动画功能
Taylor2
日本某上市公司对世界有名離散型系统仿真软件的评价结果
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便和显示能力强大是该软件的重要特点。该软件体供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真试验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等功能，也提供了与其他工具软件的接口。
运动学（Kinematics）
国外Flexsim应用例(1)
国外Flexsim应用例(2)
国外Flexsim应用例(3)
Flexsim的输出图表
Flexsim的部分用户名单
ADC Telecommunications A-Dec A Epstein & Sons Acco Acuson Corporation ADC Telecommunications ADTRAN AHPC Alcan Jonquiere Alcan Fujikura Allied Signal Aerospace American Bag Corporation American Handling, Inc. Analytics, Inc. Andersen Consulting APM Terminals Arrow Electronics Arthur Andersen & Company ASML ASC, Inc.
系统仿真技术的必要性（1）
【精品】第11章--配送中心系统仿真设计
第11章--配送中心系统仿真设计第11章配送中心系统仿真设计11.1 配送中心系统描述与仿真的目的配送中心是从事货物配备（集货、加工、分货、拣选、配货）并组织对用户的送货，以高水平实现销售和供应服务的现代物流设施。
它很好地解决了用户多样化需求和厂商大批量专业化生产的矛盾，因此，逐渐形成为现代化物流的标志。
配送中心是连锁企业商流、物流、信息流的交汇点，承担着各个企业所需商品的进货、库存、分拣、加工、运输、送货、信息处理等任务。
它的性质完全不同于传统的仓储设施。
配送中心是连锁销售网络的核心，它是连锁企业商流的中心、物流中心、信息流中心，是连锁经营得以正常运作的关键设施。
下面是一个典型的配送中心建模过程，该配送中心从三个供应商进货，向三个生产企业发货。
仿真的目的：1）了解供应链仿真的设计。
2）熟悉动态表格的设计。
3）了解Conveyor作为生产缓存的方法。
4）了解拉动式系统的设计。
5）研究不同配送策略的利润情况。
假定保持供应链连续工作的条件下，来仿真一段时间的工作，要求动态显示各生产企业的产量、配送中心的即时库存成本及利润，并试图进行改善。
11.2 配送中心系统数据三家供应商分别根据各自产品在配送中心的库存量进行生产，当产品在配送中心库存小于10件时，开始生产。
供应商一、供应商二分别以4小时一件的效率向配送中心供应产品，供应商三向配送中心每提供一件产品需要的时间服从2~6小时的均匀分布。
配送中心根据生产企业的库存量向各企业发货，当生产企业一的库存量小于2时，向该企业发货，当生产企业二的库存量小于3时，向该企业发货；生产企业三的库存量小于4时，向该企业发货。
配送中心进货成本是3元/件，供货价格5元/个。
每件产品在库存中心存货100小时的费用是1元。
各生产企业进行连续生产。
生产企业一每生产1件产品需要6小时，生产企业二每生产1件产品需要的时间服从3~9小时的均匀分布，生产企业三每生产1件产品需要的时间服从2~10小时的均匀分布。
港口物流系统的调度仿真研究
港口物流系统的调度仿真研究摘要：港口调度是港口生产组织的关键问题,调度方案的好坏直接决定了港口作业的效率；论文对于集装箱港口物流系统的结构、控制需求等进行了分析；提出了应用AutoMod V10.0仿真软件,构建具有离散性、随机性特征的港口物流系统模型的方法。
关键词：物流系统；港口；生产调度；仿真近年来，计算机技术、信息处理技术、自动化技术飞速发展，国内外在物流系统的自动控制方面已取得了令人瞩目的成绩。
而我国港口物流系统的智能监控与调度还有待发展，这是一个复杂的系统工程问题。
涉及物流信息的自动获取、传输和处理，基于物流信息的货流自动调配等多学科的理论和技术。
从自动化、智能化、集成化的需求来看，理想的港口物流调度系统应能自动获取经过各物流节点的货物信息，并能对这些物流信息进行高效率地处理，根据货物的入港/出港要求，自动分配、导引港内货场设备实现货物的合理堆放和高效装卸。
基于以上考虑，本文进行了相关的分析和研究，旨在为进一步构建港口物流系统的智能调度系统奠定基础。
[1]一、系统需求分析集装箱港口物流系统是一个复杂的多环节的多维空间作业过程。
为了保证效益，要求集装箱港口有合理的布局和各个部门有条不紊的配合。
本文主要运用RFID技术采集有关集装箱货物和港口货场的数据信息。
计算机主控中心根据这些数据给出相应的解决方案，如路线的选择，堆场机械的调配情况等。
然后发出指令到集装箱码头各下属生产部门，如中心调度室、检查桥、码头前沿和堆场等理货部等部门，再结合其它相应的技术具体实施。
1系统的装卸需求集装箱在港口中的运动是人力不可完成的，完成这一过程需要大型的装卸设备，如装卸桥和塔吊。
为了保证效率，这些大型装卸设备的合理控制调度及为重要，一旦哪个环节信息不畅通，调配不合理，就会影响整个物流环节的效率。
这就要求集装箱港口有畅通的信息流，统筹兼顾全局的调配系统，合理的平面布局以及集装箱装卸工艺。
2系统的运输需求集装箱在港口货场的运输主要是靠集装箱卡车来实现的，为保证桥吊的工作效率，一般在码头后方配备较多数量的龙门吊和集卡，以防止在装卸船过程中出现桥吊等候集卡的现象。
物流系统仿真PPT课件
五. 随机数的产生方法
合理确定随机数是蒙特卡洛法的关键。 常用的产生随机数的方法：
❖直接法。如抛硬币、袋中摸球、转动轮盘等。 ❖物理法。如脉冲发生器、数字位移寄位器等作为随机数
发生器，产生随机数序列。 ❖数学法（伪随机数法）。利用数学方法，通过计算产生
具有某种分布特征的随机数。（可利用计算机生成） ❖查随机数表。
计算机仿真是一种描述性技术，是一种定量分析方法。通 过建立某一过程或某一系统的模式，来描述该过程或该系 统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻 画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这 一过程或系统的定量分析结果，作为决策的理论依据。
计算机仿真技术适用于系统复杂、有大量随机因素存在而 又难以用其他定量技术解决的情况。
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五. 系统仿真的类型
按照系统中实体成活动的动态形式分类
❖连续系统仿真和离散系统仿真。
➢ 如果系统变化的主要方面是连续的，那么对此所进行的仿真为 连续系统的仿真。
➢ 如果系统变化的主要方面是离散的，那么对此所进行的仿真为 离散系统的仿真。
➢ 连续系统的仿真方法主要通过常微分方程的求解，利用改变系 统的边界条件与初始值以研究系统的变化。
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六. 仿真结果的处理
任何仿真问题的个别具体解本身并不表征这个系 统。
只有得到了很多的个别具体解之后．通过对它们 进行处理，才能获得我们所要知道的决策变量和 目标函数之间存在的关系。
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3 计算机仿真
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一. 计算机仿真的概念
计算机仿真是用计算机对系统的结构、功能和行为以及参 与系统控制的人的思维过程和行为进行动态、逼真的模仿。
用计算机仿真方法解决较大系统问题的成本高、时间长。
港口物流系统仿真
深圳大铲湾集装箱码头仿真模型一（五泊位）
深圳大铲湾集装箱码头仿真模型二（七泊位）
大连大窑铲湾三期工程仿真模型
大连大窑湾三期工程（集装箱码头）是大连市 重点工程项目，岸线长度1810米，码头纵深近 1000米，采用装卸工艺是岸边集装箱起重机—— 集装箱卡车——轨道龙门起重机。堆场平面布局 有两种方案，一种方案箱区垂直岸线布置，另一 种是箱区平行岸线布置，年吞吐量达到400多万 TEU，六个泊位；前一种方案箱区垂直岸线布置 属国内首次，此方案又派生出四种箱区垂直布置 方案。建立仿真模型是为了对这两种码头布局的 各个方案的交通路网进行仿真试验分析，找出合 理方案，并验证吞吐量的可达性。
上海外高桥五期集装箱码头仿真模型
上海外高桥五期集装箱码头是上海市重点工程项 目，岸线长度1110米，码头纵深1000多米，设计 年吞吐量260万TEU，三个干线大船泊位，二个长 江驳船泊位。建立仿真模型是为了对码头布局进行 合理规划，特别是对码头前沿宽度进行优化选择。
上海外高桥五期集装箱码头仿真模型
港口物 流系统仿真 应用
具体应用如下： （1）分析比较设计规划中的码头建设方案，推荐较优的选择； （2）分析比较设计规划中的码头装卸工艺方案，推荐较优的选 择； （3）分析码头交通流，识别交通瓶颈，评价港口、码头交通路 网的合理性；； （4）建立码头机械配置与码头吞吐量增长的动态关系； （5）分析在一定的机械配置下码头可达到的合理吞吐量、极限 吞吐量； （6）分析装卸机械设备的调度策略对码头生产的影响，寻求最 优的调度策略； （7）回放码头已完成的装卸生产过程，分析存在的问题。 （8）预演待执行的码头作业计划，分析可能出现的问题，优化 作业安排。
上海外高桥集装箱有限公司空箱自动化堆场
上海外高桥集装箱有限公司空箱自动化堆场 是上海振华港口机械有限公司和上海外高桥集装 箱有限公司合作的高科技工程项目。建立该仿真 模型是为了分析自动化堆场的物流操作过程，分 析其瓶颈，提出改进策略。
集装箱码头物流系统建模与仿真综述
G&’7%(* H: （ "##( ） 研究从船舶卸箱的集装箱仿 采用面向对象的方法建 真， 运用 5F3I2! 仿真语言，
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［+］ 基于排队论提出的。
! / ! / )% 瓶颈问题 波兰的 0;<&$(%1 F/ 等 （ $##$ ） 提出用仿真系统 来诊断集装箱码头工作的外部环境和瓶颈问题， 系
［ !) ］ 统能够监控这些问题， 并提供可视化运行结果。
! / $% 装卸工艺系统 典型的集装箱码头工艺系统可以分为轮胎吊系 统、 轨道吊系统、 轮胎吊和轨道吊混合系统、 自动化 系统、 跨运车系统 * 种。其中前 ’ 种系统属于成熟 系统， 研究和应用的时间已相当长， 近几年主要集中 在后两种系统， 目前国内还很少使用这两种系统。 ! / $ / !% 自动化系统 （ 0:@(） 荷兰的 2E"$( D/ D/ 8/ 等 （ !""+ ） 提出集装箱码头
港口物流系统仿真建模及三维可视化研究
港口物流系统仿真建模及三维可视化研究武汉理工大学(武汉430063) 王少梅 张 煜 摘 要:对基于虚拟环境的集装箱码头三维仿真建模及软件开发进行了研究。
针对港口物流系统离散性、随机性的特点以及系统仿真模型场景复杂的问题,分析了系统几何建模、运动学建模的方法,以及系统仿真模型参数的处理及实时交互控制的实现手段。
在虚拟现实支撑软件基础上二次开发的系统实现了参数化的集装箱码头三维动态仿真和人机交互控制的仿真过程。
关键词:虚拟现实;物流;仿真;建模;港口 Abstract:This paper discuses the m et hods of simulation modling and softwar e development based on Vir tual R eality.For solving the problems caused by the character istics of discr ete and r andom icity of port logistics and t he intrica te scene of system modeling and sim ulation,t he methods of system geometr y modeling and kinematics modeling and the means t o deal with the par ameters of simulation model and r eal time cont rol are put for ward.Based on the VR softwar e-MultiGen a nd Vega,by using C++and OpenGL,the3D gr aphics simula tion syst em is developed and applied in t he case study of conta iner ter minal. Key wor d:Vir tual Reality;Logistics;Simula tion;Modeling;Port1 引言集装箱港口由于结构复杂、投资大、建设周期长以及生产过程的随机因素,使港口的合理规划意义重大,难度也较大。
《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/track元素建立运输系统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]小时的均匀分布，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中心，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公里（Tracks001 DisplayLength=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回到停车场。
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，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。
【图1】五、实验步骤：（一）根据要求建立仿真元素part001、buffers001、buffers002、tracks001、tracks002、tracks003、tracks004、vechicles001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：part001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】：【图2】步骤2：buffers001为装卸点，编写召唤小车相应的程序语句，如【图3】：【图3】步骤3：tracks001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】。
集装箱码头物流系统仿真
(4) 泊位利用率 指泊位被船舶占用的时间与
总模拟时间的比值 ,即泊位忙闲程度 ,是反映集装箱
港口服务水平的主要指标.
N
∑ti
泊位利用率
=
i=1
n ×T
×100 %
(1)
其中 : ti 为第 i 艘船舶的作业时间 ; N 为船舶数 ; n 为
泊位数 ; T 为模拟总时间.
(5) 设备利用率 在本系统中主要指岸边集装
本案例的仿真目标是统计集装箱码头进口箱作业系统的性能指标包括总装卸量船舶平均等待时间集装箱在港停留时间集卡利用率集卡行驶路程岸桥作业效率场桥作业效率堆场利用率等比较上述指标判断不同箱量的集装箱船舶的进港原则对码头作业性能和通过能力的影响
第 35 卷 第 4 期 2009 年 11 月
大连海事大学学报 Journal of Dal ian Maritime University
(2) 初始化程序设计 在软件的初始化对话框 (ModelΠInitialize Actions) 里设置一系列变量和属性 的值 ;也可通过外部读取数据功能 ( readfile 函数) 读 取外部文件中的数值对变量和属性赋值. 1. 5 输出结果
通过集装箱码头物流系统仿真模型的运算 ,求 出一系列有价值的指标 ,分析系统性能或修正仿真 模型.
1. 3 建立步骤 应用 Wit ness 软件进行集装箱码头系统建模与
仿真 ,步骤为 e”菜单项 ,
在该对话框 Name 下输入基本元素名称 ,在 Element Type 下拉菜单中选定基本元素类型 ,在 Quantity 下 输入模型基本元素数量 ,点击 Creat 完成一个模型基 本元素的定义 ,其他基本要素模型的定义同前所述.
面向集装箱码头物流系统的仿真优化研究
0引言集装箱码头物流系统(container terminal logistics systems，CTLS)作为集装箱运输网络中连接不同运输模式的核心枢纽节点，是一个典型的离散事件动态系统，亦是一个标准的并发多环节多维空间作业开放复杂系统。
CTLS的生产作业和控制决策具有明显的多目标性、不确定性和复杂性，其各个局部的控制决策均为典型的NP-Hard问题，而CTLS整体集成生产调度的数学模型及其最优解更是难以获取[1]。
于是近年来国内外众多学者开始利用基于仿真的优化(simulation based opti-mization，SBO)对CTLS进行研究和讨论。
在国际最权威的仿真学术会议——美国冬季仿真会议上，近年来几乎每年都有将SBO应用于CTLS的生产作业的论文。
2008年，Legato等对动态不确定环境下的码头岸桥调度利用SBO进行了探讨，其仿真结果表明，其方法可以很好地提高港口前沿的吞吐量[2]；2009年，Xi Guo等利用SBO对港口的场桥调度进行了研究，并建立了实用性很强的场桥管理系统[3]。
世界顶尖的OR Spectrum国际期刊也在2010年刊发了由Pasquale Legato等撰写的《Simulation-based optimization for discharge/loading opera-tions at a maritime container terminal》一文，其利用SBO就码头前沿的岸桥装卸和后方堆场的场桥堆码的联合作业进行了整体研究，通过仿真实验该建模优化方法可以大大提高港口的全局作业效率[4]。
而国内的王红湘[5]、张涛[6]、金淳[7]等分别基于SBO对码头泊位分配、堆场配置和大门作业进行了相关的研究，而李浩渊则利用并行SBO对港口的箱区规划和集卡配置进行了论述[8-9]。
但他们都未从整体的角度对面向CTLS的SBO提出探讨，只是将SBO运用于CTLS的单个或2个作业环节中。
港口集装箱物流系统仿真和优化方法的研究及应用
实际应用：将优化方案应 用到实际港口集装箱物流 系统中，观察并分析应用 效果，不断完善和改进优 化方案。
实施步骤：详细介 绍优化方案的实施 过程，包括技术、 人员和资源的配置。
实施效果：评估优化 方案实施后的效果， 包括效率、成本和安 全等方面的提升。
案例分析：通过具 体案例分析优化方 案实施前后的变化 和影响。
ห้องสมุดไป่ตู้
优化算法在港口集装箱物流系 统中的应用场景：配载优化、 路径优化、堆垛优化等
优化算法在港口集装箱物流系 统中的优势：提高装卸效率、 降低运输成本、减少碳排放等
未来研究方向：结合物联网、 大数据等技术，实现更加智能 化的港口集装箱物流系统优化
案例选择：选 择具有代表性 的港口集装箱 物流系统进行
仿真和优化
为优化方法的应用提供依据。
仿真结果分析：通过模拟 港口集装箱物流系统的运 行情况，对各项性能指标 进行评估，找出瓶颈和优 化空间。
优化方案制定：根据仿真 结果分析，制定针对性的 优化方案，包括改进设备 配置、调整作业流程等措 施。
优化效果评估：通过对比 优化前后的仿真结果，评 估优化方案的可行性和效 果，为实际应用提供参考。
背景介绍：介绍 港口集装箱物流 系统的现状和存 在的问题，以及 仿真和优化的必
要性
案例特点：说 明所选案例的 特点和优势， 以及在仿真和 优化方面的挑
战
案例应用：介绍 案例在港口集装 箱物流系统仿真 和优化方面的具 体应用，以及所 取得的成果和效
益
实验设置：根据仿真模型，设置合理的 实验参数和条件，以模拟实际港口集装
未来展望：对未来 港口集装箱物流系 统仿真和优化的方 向和趋势进行展望 。
仿真技术将更加 智能化，能够模 拟更复杂的港口 集装箱物流系统。
现代港口码头物流系统规划与仿真
现代港口码头物流系统规划与仿真摘要：本文分析了宜昌港枝城码头CBF配煤中心的物流系统，基于排队网络理论建立了该物流系统的仿真模型，在实验数据的基础上，为码头设计和运营管理提供决策支持。
关键词：物流系统、排队网络Abstract: This paper analyses the logistic system of Coal Blending Focus Project in Zhicheng terminals and establishes its model based on the theory of Queuing. Based on the data, the paper gives support to terminal designing and operation management.Key words: logistic system, Queuing Theory1、引言随着我国国民经济的迅速发展，港口吞吐量日趋饱和，现有港口的人力、机力、内部货场等资源已不能满足吞吐量快速增长的需要，因此，采用现代化管理技术，对港口码头物流系统进行分析和优化、建立码头物流信息系统及决策系统，以提高码头泊位和装卸机械的利用率，优化改进码头堆场的物流管理水平，保证货物在运输过程中的质量，提高服务水平以及港口装卸效率，优化港口生产过程，提高码头综合通过能力，降低港口运营成本，增加利润等具有重要意义[1]。
本文以宜昌市重点工程项目“中港印能源集团有限公司宜昌配煤中心项目，简称CBF(Coal Blending Focus)项目”为例，建立该码头物流系统的理论模型，再利用系统仿真技术研究该装卸工艺下合理的资源配置和管理模式，为码头设计和运营管理提供决策支持。
2、项目简介宜昌CBF项目引进荷兰先进的CBF配煤技术，利用枝城码头优越的配套设施，欲建成规模为3000万吨、年处理煤能力达到1000万t的配煤中心。
基于Flexsim仿真软件的港口物流中心仿真
基于Flexsim仿真软件的港口物流中心仿真作者：白建峰仿真意味着在建模时用小对象描述存在的物体来进行模拟。
仿真也是系统运行或者过程进行的模拟。
可以通过仿真建模来研究系统行为的进行。
[1]可以通过仿真建模来研究系统随时间变化的特性。
研究时为模型做一系列系统相关的假设。
这些假设有数学的、逻辑的和抽象的关系。
这些关系存在于实体（对象）之间。
[1] 系统是由互相联系、互相制约、互相依存的若干组成部分（要素）结合在一起的具有特定功能和运动规律的有机整体。
模型是为了某种特定目的将系统的某一部分信息进行抽象而构成的系统替代物，它不是“系统的复现”，而是按研究的实际需要和侧重面，寻找一个便于进行系统研究的“替身”。
[2]所谓计算机仿真，就是在实体上不存在、或者不易在实体上进行实验的情况下，先通过对考察对象进行建模，用数学方程式表达出其物理特性；然后编制计算机程序，并通过计算机运算出对象在系统参数、以及内外环境条件改变的情况下，其主要参数如何变化，从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。
计算机仿真有系统、模型和计算机三要素，它们之间的关系如图1所示。
图1 计算机仿真示意图目前随着研究系统的不断复杂化和计算机技术的不断发展，仿真技术越来越多地运用到系统研究与优化的工作中。
运用仿真技术可以有效的缩短试验周期、降低成本、优化系统参数，在系统优化中发挥着越来越重要的作用。
1 Flexsim仿真软件1.1 Flexsim介绍Flexsim是一款基于真实对象的仿真软件，提供的建模可以帮助可视化流程来优化生产并最小化运作费用。
一条流程可定义为单元（在Flexsim里单元叫做流程单元）完成的一系列操作或工步。
如果流程能用图或流程图来定义，那么就可以用Flexsim进行仿真建模。
[3]Flexsim提供给用户一个强大的平台，可以在三维环境下通过拖拉对象进行形象化、建模和仿真流程。
另外，也可以对流程性能、瓶颈和生产能力进行深入的统计分析。
港口物流系统仿真介绍工作总结汇报最新PPT课件
物流系统仿真成果应用
►港口物流系统仿真的主要作用是用来评价规划建设中的 或现在使用中的港口、码头在一定设备资源条件下的生产 能力，交通状况，识别系统瓶颈，提出改进策略。该模型 彩色动画显示，既可观察整个码头的生产动态，又可分析 局部位置的作业流程。
►港口物 流系 统是一 个 复杂的离 散事件 动态系 统，几乎涉 小草布满了公园，就像一片绿色的海洋。小草的样子也各种各样！有的被风刮弯了腰；有的像不服气的，斗士依旧直直的站在那儿；还有的草十分调皮，一时弯一下，一时直起来，像犯了错误的人，不停地弯腰道歉……各种各样的草聚在一起，/远近团队制作/就变成了草坪。 及到物流运输学科里各种复杂的问题。解决复杂物流系统
港口物流系统仿真基础
1．实体 临时实体: 服务系统中的顾客。如，港口系统中的船舶，它按一定规律到达，经过装 卸服务后离开系统。 永久实体: 服务系统中的服务员。港口系统中的装卸设备。 2．事件 事件就是引起系统状态发生变化的行为。系统是由事件来驱动的，事件发生的时间 是随机的。 港口系统中，“船舶到达”为一类事件。 3．活动 活动是两个可以区分的事件之间的过程。两个相邻事件之间，系统状态不变。 4．进程
小草布满了公园，就像一片绿色的海 洋。小 草的样 子也各 种各样 ！有的 被风刮 弯了腰 ；有的 像不服 气的， 斗士依 旧直直 的站在 那儿； 还有的 草十分 调皮， 一时弯 一下， 一时直 起来， 像犯了 错误的 人，不 停地弯 腰道歉 ……各 种各样 的草聚 在一起 ，/远近 团队制 作/就变 成了草 坪。
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
本仿真案例设计了一个由五部分区域组成的典型的集装箱码头物流仿 真系统，它的五个功能区域为：装船进港区、分类码头区、堆场运作 区、装船出港区和货物集卡外运区
该集装箱物流系统的全景布局图如图12.5所示
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
艘船在港停泊时间数 泊位利用率：它是指统计期泊位占用小时数占泊位日历小时数的比重，
反映泊位综合利用程度
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头的主要评价指标有：
堆场容量：它是指同一时间内最大安全堆存箱量。计算单位为TEU。 平面箱位：它是指不考虑堆放层高的集装箱箱位个数 堆存箱数：是指统计期内进入堆场的集装箱量的总和。它是反映堆存
当船舶到达港口后，若有泊位空闲，则立即接受服务，否 则在锚区停泊排队等待
当一个码头泊位的服务结束后，若队列中有等待的船舶， 按先到先服务的原则为其服务
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12.3 港口集装箱物流系统的仿真模型 12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计 12.3.2 港口集装箱物流系统的设备建模 12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
堆场装卸系统：集装箱的存放、集装箱起重机对集装箱的装卸搬 运作业以及集装箱的管理等
大门检查系统：对于进出集装箱码头的空车或满车进行检查
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12.2.1港口集装箱物流系统的描述
根据各个子系统的功能需求，设计港口集装箱物流系统的 总布局如图12.3所示
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12.2.1港口集装箱物流系统的描述
港口集装箱物流系统研究的对象主要是集装箱码头。 集装箱码头是指包括港池、锚地、进港航道、泊位等
水域以及货运站、堆场、码头前沿、办公生活区域等 陆域范围的能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具 有明确界限的场所。 集装箱码头是水陆联运的枢纽站，是集装箱货物在转 换运输方式时的缓冲地，也是货物的交接点，因此， 集装箱码头在整个集装箱运输过程中占有重要地位。
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱拖挂车：俗称集卡，承担从码头前沿至堆场、堆 场内箱区间的水平运输。集卡由拖头和拖架（又称拖车） 两部分组成，拖头专职拖拉，拖架专职承载集装箱
集装箱跨运车：可以承担码头前沿与堆场之间的集装箱 水平运输，以及堆场的堆码和进出场集装箱拖车的装卸 作业，但其堆高高度有限，运行速度也不快
2
12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头的基本组成主要分为码头设施和装卸搬运设备 集装箱码头设施主要是提供集装箱运输、堆放及装卸搬 运的场所、通道和相关的基础设施； 集装箱装卸搬运设备是集装箱码头作业的主要承载体， 是集装箱码头物流作业必不可少的重要工具与装备
3
港口设施设备
港口基础性设施
集装箱码头的主要评价指标有：
集装箱吞吐量：它是指经由水路运进、运出港区范围，并经装卸的箱 量，它是反映港口船舶装卸任务量的指标。
箱位比：它是指标准箱数与自然箱数的比值，可以粗略反映箱型结构 变化情况。比值越大说明大箱的比重越大，反之则越小
船舶停泊艘次数：它是指统计期内在港停泊船舶艘数的累计数 船舶平均每次在港停时：它是指船舶从进港时起到离港时止，平均每
第12章 港口集装箱物流系统仿真
12.1 港口集装箱物流系统概述与仿真目的 12.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.3 港口集装箱物流系统的仿真模型 12.4 仿真运行及数据分析
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12.1港口集装箱物流系统概述与仿真目的
12.1.1 港口集装箱物流系统概述 12.1.2 港口集装箱物流系统仿真目的
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12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析 集装箱码头物流系统工作环节多，其作业受到许
多随机因素的影响，它是一个典型的离散事件系 统，由两个典型的排队系统组成
一个是到港船舶的排队系统 另一个是堆场集卡的排队系统
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12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析
集装箱码头到港排队系统中，系统服务的对象是到港船舶， 系统的服务台是码头泊位
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
堆场运作：在布局模型中设置有五个堆场，其中两个重箱 堆场，一个特种箱堆场，一个空箱堆场，一个冷藏箱堆场
货物集卡外运：堆场集装箱起重机把集装箱放在集卡上， 集卡再把集装箱外运出港口到吸收器对象
装船出港：先将集卡运来的集装箱由合成器放在缓存区内， 再由岸桥设备装船后出港
反映装卸机械的利用程度
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12.1.2 港口集装箱物流系统仿真目的
集装箱码头仿真的目的主要是在Flexsim的仿真软件平台上 建立一个针对集装箱码头的作业系统仿真平台
对集装箱装卸设备对象库以及集装箱搬运规则所涉及的关 键技术进行研究
根据设计的码头设施配备情况和一些预测参数，通过模拟 集装箱到港靠泊、装卸船以及堆场中的装卸作业等方面的 动态过程，对港区设备配置、处理能力及年吞吐量等重要 参数进行综合分析评定
工作量的指标，但有一定的局限性 平均堆存期：是指统计期每箱平均在堆场堆存的天数。它是反映箱在
堆场内的滞留时间 平均每天堆存箱数：指统计期平均每天堆存的箱数量 堆场利用率：指统计期平均每天堆存箱数与堆场容量的比值。它是反
映堆场容量利用程度的指标 机械利用率：是指在装卸机械日历总时间中机械工作时间所占的比重，
四个子系统的设备分别有： 前沿装卸系统设备：装船、卸船码头各一个，一座常规岸
桥，一条集装箱分类输送线 堆场装卸系统设备：堆场，轮胎式龙门起重机 水平运输系统设备：五辆集装箱叉车和若干辆集卡 大门检查系统主要设备有：大门设备，主要检查集卡和集
装箱的信息
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12.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.2.1港口集装箱物流系统的描述 12.2.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析
港口经营性设施
港口水域设施
港口航道、锚地、 港口防波堤、助航设施
系船设施
码头泊位、浮码头 （趸船）、系船浮筒
装卸设施 港口库场
交通和配套设施
港区道路、港内铁路、 港区供电设施
信息网络设施
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头通常应具备的主要码头设施有：泊位、码头前 沿、集装箱堆场、货运站、控制室、检查口、维修车间等， 它们的作用分别如下： 泊位：是指在港内为了进行装卸，给船舶停泊靠岸，并 有一定长度岸壁的地方。船舶靠或离泊时，所需岸壁线 的有效长度一般为船舶长度的1.2倍 码头前沿：是指沿码头岸壁线，从码头岸壁到堆场这一 部分的码头面积。考虑到岸桥轨距不同，集装箱码头前 沿宽度一般为30-60米
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
在对港口集装箱物流系统设备进行建模的基础上，现在可 以构造整体的仿真模型，仿真的全景图如图12.8所示
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
仿真系统的总体流程图如图12.9所示，它分为五个具体的 区域：装船进港区、分类码头区、堆场运作区、货物集卡 外运区和装船出港区
合成器combiner1把船舶和四种集装箱进行绑定，四种集装箱的数 量分布服从一定的比例，用来模拟一条满载的进港船舶
四条输送线conveyor1-4负责集装箱的输送，一条输送线 conveyor5用来运输装好集装箱的船，模拟船进港的航行路线
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
集装箱维修车间：一般设置在不影响集装箱码头作业的 后方
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头通常应具备的装卸搬运设备主要有：岸桥、场 桥（分为轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机）、跨运 车、叉车、集装箱拖挂车等。它们的作用分别如下： 岸桥：称桥吊、装卸桥，是集装箱码头用的最大型的、 价值最昂贵的装卸机械。它是码头装卸设备的龙头，负 责装卸集装箱船舶 集装箱起重机：可分为轮胎式龙门起重机和轨道式龙门 起重机 集装箱叉车：又称铲车，主要负责拆装箱作业和空箱堆 码作业
装船进港：这是仿真的事件源和起点。用四个源对象按一 定比例产生出集装箱，模拟集装箱到达；一个源对象产生 出船舶，然后通过合成器对象关联后模拟集装箱装船后进 港
分类码头：到港船舶卸船，通过分类码头把到港集装箱分 类，再由叉车运往相应堆场。在仿真中设置了四种不同类 型的集装箱：重箱、空箱、冷藏箱和特种箱，通过不同的 颜色加以区分
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
作为一个配套设施齐全的港口码头，主要建筑有码头、堆 场、仓库、商务区及其各类配套建筑设施。现代港口进行 布局时，要充分考虑港区作业的特点，尽可能使布局有利 于工作的开展
集装箱重箱堆场可以布置港口最前方，即紧邻码头的前方 堆场处，空箱堆场则应布置在重箱堆场之后靠近修箱间的 位置
集卡：将托盘的外形换为集卡的形象，利用一个隐藏的合 成器（Combiner）来实现集装箱起重机将集装箱吊放在集 卡上的动作，便可以设计出一集卡
其它设备对象 船舶—发生器（source）生成的临时对象，对其三维外 形进行自定义和改造 集装箱—发生器（source）生成的临时对象 传输线—输送线（conveyor） 集装箱缓存区—缓存区队列（queue） 堆场—货架（rack）
下面对这些区域的仿真模型及参数设置具体情况进行详细 阐述
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
1）装船进港区：这是仿真的事件源和起点
它由五个发生器（source）、一个合成器（combiner）、五条输 送线（conveyor）构成
其中source_ship，生成船舶，其他source分别按设定的时间间隔 生成四种类型的集装箱，以不同的颜色区分其类型
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12物流系统的总体流程如图12.4所示