基于WITNESS的集装箱码头物流系统建模与仿真

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1、摘要集装箱码头物流系统，是指在一定的集装箱码头空间里，由集装箱、船舶、装卸搬运机械、泊位、堆场、道路、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的有机整体。集装箱码头，作为集装箱运输系统的枢纽，对加强国内、国际间的贸易往来与提高集装箱运输系统的运输效率具有极其重要的作用。本文结合教育部重点科技项目“基于无线局域网的集装箱堆场机械调度与监控系统的研究”，对集装箱码头物流系统进行了深入的研究，揭示了集装箱码头物流系统内部元素之间的关系，提出了增强港口生产能力的～些新措旌。本文首先回顾了国内外集装箱码头物流系统的研究动态，分析存在的～些问题，并结合

2、集装箱码头物流系统的特点，提出采用Petri网对集装箱港口物流系统进行整体建模的思路，接着系统地介绍了集装箱码头的基本组成、布局、装卸工艺、作业流程后，评估了集装箱码头物流系统的相关性能指标，并结合实际码头的历史数据，介绍一些相关的经验公式。在讲述了Petri网的一些理论基础后，分柝了基本Petri网存在的“封闭性”等问题，并结合集装箱码头物流系统的内部功能，引入复合建模的概念，建立了集装箱码头物流系统及集箱、卸船、装船、提箱四个子系统的层次模型和动态模型，归纳了它们的变迁事件表。根据集装箱码头物流系统的层次模型和动态模型的思路，以实际码头的数

3、据为原型，根据集装箱码头生产作业的特点与仿真目标的要求，在对码头物流系统进行合理的简化之后，借助现代离散事件动态系统仿真语言WITNESS，建立了集装箱码头物流系统的计算机仿真模型，并利用码头的实际营运数据验证了仿真模型的可靠性。最后对实际码头当前的生产能力和未来扩建后的生产能力做了仿真实验分析，指出码头潜在的作业“瓶颈”。为生产实际提供了决策基础。关键词：Petri网，集装箱码头，物流系统，仿真模型，WITNESSAbstractContainerterminallogisticsisanorganicsystem，madeofinterac

4、tiveanddynamiccomponents，suchascontainers，ships，berths，yards，tracks，quaycranesandyardcranes，trucks，laborsandcommunications，inalimitedterminalspaceSincecontainerterminalsplayafundamentalroleinthecontainertransportationtoensureasmoothtransferbetweendifferentmodesoftransport，it

5、isveryimportantininternalandinternationaltrade．Becauseofthefast—developingglobalcontainerization，mostofcontainerportsarefacinggreatchallengesandchances．CombinedwithMinistryofEducation’Simportantscientificandteclmologicalproject“ResearchontheMachineryAllocationandSupervisionS

6、ystemofContainerYardsBasedonWirelessLocalNetwoNs”，thispaperdoesresearchonthetheoreticalmethodsontheschedulingandsimulationofcontainerterminallogisticssystems，andputforwardsomemethodstoimprovetheoperationalefficiencyofthissystem．Atthebeginningofthepaper,aliteraturereviewonthe

7、domesticandabroadresearchesofcontainerterminallogisticssystemiSprovided；APetri-netbasedideatOmodelthewholecontainerterminallogisticssystemisputforward；thenthepaperintroducesthebasiccomponents，layout，loadingandunloadingprocessflowofcontainerterminals，evaluatestherelatedperfor

8、manceparametersandatlastintroducessomerelatedexperienceformulasbasedonthehi