集装箱码头布局方案及作业系统的仿真研究

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1、亟区垄三盔堂堡主主焦坠銮增值服务中心。集装箱码头是国际贸易中心的服务基地和货物物流的分配中心，是货物和航运业的信息中心。集装箱码头通常位于经济、贸易、金融、信息较发达的城市，为综合物流的发展提供了有力支撑。“。”“物流技术和计算机仿真技术的结合逐渐成为研究港口规划和管理决策的重要手段。1998年在香港召开的98亚洲港口研讨会上，计算机仿真技术在港口物流规划研究中的应用已成为一个引人注目的研讨问题。迄今为止，国内外利用计算机仿真软件对港口装卸设备和物流工艺规划过程作了许多研究工作，一般是采用数字仿真的手段，用于确

2、定合理泊位利用率、装卸设备资源的合理配置、装卸工艺流程的选择等。“3“”在集装箱码头布局设计中，主要是确定码头泊位的泊位数量、码头前沿宽度、堆场的大小及布局、装卸搬运机械的性能参数及数量等，这主要取决于进港船舶的船型、装载量和船舶进港的密度等。在集装箱码头布局设计过程中，一般首先根据经验提出初始方案，然后对它们进行技术、经济及社会效益的评价，比较后选取较好的方案。应用系统仿真技术，可以建立集装箱码头作业系统的离散系统仿真模型，通过模型进行系统作业过程的仿真，得到初始方案作业过程仿真的定量结果，如码头吞吐量、泊位

3、利用率、船舶平均等待时间、船舶平均服务时间等港口营运参数，作为布局规划方案选取的依据“”。同时，系统仿真过程中允许改变输入参数，即通过对方案的调整来预测系统改变后的运行性能。采用离散系统仿真的方法可使设计中未确认的及无法预测的问题在仿真过程中被描述出来，从而降低由于设计不合理给企业带来的风险和损失，避免实际应用中人力、物力的浪费。国内外同类研究及其应用概况一个集装箱码头的作业效率与泊位、岸线长度、岸桥、堆场面积、场桥等昂贵资源的有效使用、合理分配与计划有关。这些资源中每一项在集装箱码头互锁的生产作业中都起着不可

4、缺少的作用。泊位是一个码头的必需资源。因而，当船舶较多时，合理的分配泊位可减少船舶的耽搁。在国内，鲁子爱(1999)把港口生产系统视为随机服务系统，建立了模拟港口营运状况的计算机仿真系统。仿真的输出为港口吞吐量、船舶的平均等待时间、平均服务时间和平均排队长度等港口营运参数。仿真模型中，船舶占用泊位时间根据船舶装卸量、码头泊位装卸效率、气候影响等亟区垄三盔堂堡主堂焦盗塞条件计算确定“”。国外的NamKc等[“71(2002)为韩国釜山Gamman集装箱港口评估今后发展方案，设计了四类仿真场景，采用不同作业策略，优

5、化港口泊位和岸桥数量大小。汪锋““(2003)应用witness仿真软件建立某集装箱码头仿真模型，研究了在一定吞吐量情况下配备合理泊位数和在一定的泊位数的情况下，岸边起重机的合理调度问题，指出了应根据不同的船泊到港密度安排合理的调度方式。岸桥是码头装卸船舶的专用机械，码头作业时，岸桥的如何分配和调度直接影响着泊位的使用率。真虹(1999)通过仿真证明，岸桥集中作业时，平均单船作业时间最短，但泊位利用率低。因此，当船舶到港密度较小或码头服务能力较强时，岸桥集中作业时和均匀分配方式相比，更有助于减少船舶在港逗留时间

6、。仿真结果显示，采用自动调配作业方式(即在仿真作业过程中，空闲泊位上的设备自动调配到作业泊位参与装卸)时，设备利用率最高，船舶等待时问和等待队长最短“”。国外，Daganzo(1989)采用整数规划模型和一个简单的分配策略，分析岸桥的作业效率，计算在高峰期泊位的最大吞吐量，解决静态岸桥调配问题，达到了减少船舶待泊费用的目的。Peterkofsky和Daganzo(1990)认为这是个并行工作的岸桥的“开放的程序站”调配问题。建立整数规划模型来减少船舶待泊费用，并采用分支和跳跃方法来获得优化结果“”1。Cheng

7、YongLeong““(2000)用AutoMod离散事件仿真软件分机了两个车辆配置仿真模型，研究了配置调度策略对船舶装卸作业服务时间的影响。杨静蕾“”(2003)以上海港外高桥集装箱码头为例，构建了一个包括锚地、泊位、桥吊、龙门吊和集卡的动态多级排队网络，运用仿真技术来描述集装箱码头装卸系统，通过对系统输出指标的分析，得出了外高桥集装箱码头的最优机械配比和最优的桥吊台数。堆场是码头最复杂的部分，因为进出集装箱在那同时进行装卸。堆场的资源调配在很大程度上决定了码头的效率。对于堆场的运作有两个主要的研究方向：集装

8、箱区域的划分(堆放策略)和堆场设备调度。堆放策略是非常关键的，它决定了在每个堆放区的工作量。张新艳(2002)在她的博士论文中，忽略场桥的影响，用基于生物进化策略对堆场上集装箱运送顺序进行优化，实现了基于生物进化策略的港口集装箱物流子系统的优化“31。TalebibrahiJI】j(1993)‘241和DeCastilho和Daganzo(1993)‘251分另0比较了进口箱和出口箱在