基于排队论的集装箱码头泊位与装卸机械配置仿真研究

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1、基于排队论的集装箱码头泊位与装卸机械配置仿真研究SimulationonIntegratedBerthandHandlingMachineryAssignmentofContainerTerminalBasedonQueuingTheory学科专业：水利工程研究生：王熹芳指导教师：李世森副教授天津大学建筑工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天

2、津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字

3、日期：年月日摘要在规模经济的推动下，船舶不断朝着大型化发展，港口建设不断朝着深水化发展，集装箱运输量不断地扩大。伴随着港口吞吐量的增加，增加装卸设备数量可以提高泊位装卸效率，减少船舶在港时间，减少船方在港成本，同时增加港口吞吐量，使港方获得更多的经济效益。但是当装卸设备数量达到一定程度后，船舶在港时间将不再继续减少，为了使船舶平均在港时间继续减少，港口只有增加新的泊位，但是装卸设备和泊位的增加意味着港方投资的增加。因此，本文通过确定港口最佳泊位数和最优装卸机械数量，实现了港、船双方综合效益的最大化，为港口

4、的扩容改造，规划新建提供参考。本文首先简要地介绍了集装箱码头的装卸机械、堆场以及装卸工艺，说明了排队论在集装箱码头装卸系统中的应用，并通过理论推导，求解出装卸系统中的各项评价指标。之后，介绍了计算机仿真技术，并阐述了仿真技术在集装箱码头系统中的应用。本文运用仿真软件Arena建立了集装箱码头装卸系统的仿真模型，介绍了建立模型的流程，详细叙述了各个作业系统中的模块，给出了各模块中仿真参数的确定方法以及最终结果。通过对仿真模型进行试验，得出了以下结果。当泊位数固定，单泊位岸桥数为最优岸桥数时，以船舶平均在港时

5、间为主要控制条件，以AWT/AST为次要控制因素，通过设计不同的场桥数和集卡数的组合，按照某一特定的选取原则，得到了不同设计年吞吐量情况下的最优场桥数和集卡数，并对该结果进行了分析。当泊位数不定时，在泊位数和单泊位岸桥数最优联合配置的基础上，进一步进行了泊位、岸桥、场桥、集卡的联合配置，从而得到了泊位与装卸机械的最优联合配置结果。最后阐述了本文研究中存在的一些缺点和不足，并指明了进一步研究的方向。关键词：排队论场桥数集卡数泊位与装卸机械联合配置计算机仿真船舶平均在港时间AWT/ASTABSTRACTDri

6、venbyeconomiesofscale,theshipsizeenlarges,thecontainertrafficexpands,andthedeepwaterchannelbecomesthetrendforlargeports’development.Withthegrowthoftheterminalthroughput,increasingthenumberofhandlingmachinerieswillimprovethehandlingabilityofsingleberth,dec

7、reasethetotalstaytimeforwaiting,loadingandunloadingatberth,thusdecreasethecostforshipowners.However,whenthenumberofhandlingmachineriesreachesathreshold,theaveragetimeofashipatportwillnolongerreduce.Inordertodecreasethestaytimeofships,theporthastoconstruct

8、newberthsandmatchinghandlingmachineries,whichmeansalargesumofport’sinvestment.Therefore,thisthesisdeterminestheappropriatenumberofberthsandmatchinghandlingmachineries,soastomaximizetheeffectivenessforbothportandship