排队论在集装箱堆场进场闸口管理中的应用

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1、排队论在集装箱堆场进场闸口管理中的应用张河山青岛鑫三利冷箱技术有限公司收稿日期：2017-06-21Received：2017-06-21集装箱堆场是提供集装箱装卸、转运、检修、保管、交接和堆存等服务的场所，是集装箱物流链上的重要节点。U1集装箱堆场的服务始于进场闸口。作为集装箱堆场的重要服务设施之一，进场闸u不仅是集装箱进入堆场的必经之处，而且是集装箱交接双方的责任分界点，其服务能力和服务质量直接影响集装箱堆场的运营效率和客户满意度。m近年来，我国集装箱物流行业迅猛发展，港门集装箱吞吐量连续多年稳居世界首位;然而，大多数集装箱堆场的进场闸口管理仍旧停留在凭

2、历史经验定性分析的层面，缺乏科学、有效的定量分析手段，导致进场闸U普遍存在较为严重的拥堵问题，造成集卡和堆场的运行效率下降且物流成本上升，对环境、客户体验和公共交通等产生不良影响。本文以青岛DY堆场为例，将排队论应用于集装箱堆场进场闸门管理，构建进场闸门排队系统模型，并对进场闸口排队系统的主耍指标进行定量分析，据此提出进场闸口服务优化措施，从而提升进场闸口的服务能力和服务质量。1排队论概述排队论又名随机服务系统理论，是研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法。1.1排队系统的基本构成如图1所示，排队系统的基木构成如下：（1）顾客源和顾客到达

3、方式，即顾客源为有限还是无限，以及顾客单个到达还是批量到达、独立到达还是关联到达；（2）排队规则，即是否允许排队、允许排队长度和服务顺序等；（3）服务台，即服务设施的数量和排列方式；（4）顾客离开系统的方式，即顾客离开系统后是否成为新的潜在顾客。[3]1.2排队系统的符号表示方法排队系统一般釆用Kendall符号，其基木形式为X/Y/Z/A/B/C，其中:X为顾客到达时间间隔分布，如泊松输入M，定长输入D和一般独立输入G,等;Y为服务时间分布，如负指数分布M,—般分布G和爱尔朗分布Ek等;Z为服务台数量;A为排队系统容量，即排队系统最多可容纳的顾客数量，分为

4、有限容量和无限容量;B为顾客数量，分为有限顾客源和无限顾客源;C为服务规则，如先到先服务、带优先服务权、随机服务等。例如，M/M/l/〜/〜/SrcFS表示顾客到达服从泊松分布、服务吋间服从负指数分布、单个服务台、系统容量无限、顾客源无限H服务规则为先到先服务的排队系统模型。2排队论在集装箱堆场进场闸口管理中的应用2.1优化前DY堆场进场闸口作业流程本文以青岛DY堆场的进场闸口为研究对象。DY堆场建于1996年，是青岛地区规模较大、服务功能较齐全、综合实力较强的物流场站，占地面积约30万m,平均集装箱堆存量5万TEU，月均集装箱吞吐量3.5万TEU。DY堆场

5、的进场闸口设有3条通道、3个服务台、1个箱顶检查桥以及计算机终端和企业资源管理（enterpriseresourceplanning,ERP）系统等软硬件设施，并配备12名工作人员。进场闸口的作业内容包括控制集卡进场、区分进场集装箱类别、审核相关单证信息、检验集装箱状况、维护堆场ERP系统屮的集装箱信息、确定进箱或提箱区位、收取相关费用、打印相关票据等。优化前DY堆场进场闸口作业流程见图2。图2优化前DY堆场进场闸门作业流程下载原图2.2DY堆场进场闸口排队系统模型DY堆场进场闸口排队系统有以下特点：（1）共有3条服务通道；（2）集卡随机>1.独立到达；（3

6、）集卡所需的服务时间随机；（4）集卡数量无限；（5）服务通道的容量无限；（6）服务规则为先到先服务。针对DY堆场进场闸门排队系统的特点，构建M/G/n/〜/〜/SFCFS排队系统模型。该排队系统有n个服务台，并且每个服务台的工作相互独立;顾客到达为参数（入〉0）的泊松过程;每位顾客所需的服务时间序列｛x„,相互独立且服从一般分布G（t），t>0;服务台容量和顾客源无限;服务规则为先到先服务。该排队系统的服务强度为式中：为每个服务台的服务率，即单位时间内每个服务台完成服务的顾客数量。当^/1吋，存在稳定分布状态。由于顾客源无限，可认为排队系统中的n个服务台同时

7、工作或者同时空闲，由此可将M/G/n/m/m/SrcFS排队系统近似看作M/G/l/->/m/Sra；s排队系统。此时，排队系统的服务率为n，每位顾客所需的平均服务时间为1/（n）,服务时间的分布方差为。U1当此排队系统达到平衡时，系统平均队长系统平均等待队长顾客平均等待时间顾客平均逗留时间系统忙期系统闲期2.3测定集卡到达分布统计2016年7—9月DY堆场进场闸口集卡到达情况（见表1），选取到达集卡数量最多的2016年8月作为数据分析月份，将当月每小时到达集卡数量等相关数据录入社会科学统计软件包（StatisticalPackagefortheSocial

8、Sciences,SPSS），利用其统计描述功能生成