計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在港口工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

孟薇薇

摘 要：早在上個(gè)世紀(jì)80年代，國(guó)外學(xué)者就已經(jīng)結(jié)合目前港口工程涉及的現(xiàn)實(shí)條件，站在宏觀發(fā)展的角度結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的實(shí)施情況進(jìn)行有效的分析研究，通過(guò)對(duì)港口工程專題設(shè)計(jì)對(duì)不同貨種碼頭港航道進(jìn)行深入界定以及分析，并且采取案例對(duì)比的形式進(jìn)一步的掌握與模擬模型相關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)以及在實(shí)踐港口工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要求。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；模擬技術(shù)；港口工程設(shè)計(jì)

一、模擬技術(shù)

模擬技術(shù)與仿真技術(shù)存在一定的交叉以及重合，如果站在傳統(tǒng)意義的角度對(duì)現(xiàn)有的模擬進(jìn)行分析，那么主要涉及離散型模擬以及連續(xù)性模擬這兩個(gè)不同的種類，本文則結(jié)合離散型模擬的具體運(yùn)作情況，立足于模擬技術(shù)在不同工業(yè)以及商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用要求進(jìn)行系統(tǒng)的分析以及研究，積極地將預(yù)測(cè)評(píng)估以及診斷相結(jié)合。其中模擬技術(shù)研究主要以系統(tǒng)的復(fù)雜性為切入點(diǎn)和核心，積極的了解不同的構(gòu)成元素，分析元素之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系情況以及隨機(jī)性，對(duì)不可試驗(yàn)性以及相關(guān)的物理模型進(jìn)行有效的分析，了解各種實(shí)驗(yàn)研究的具體特點(diǎn)。在應(yīng)用模型技術(shù)對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)行分析以及研究時(shí)主要分為幾個(gè)不同的步驟，第一個(gè)步驟是系統(tǒng)分析，該步驟主要立足于每一個(gè)元素的具體運(yùn)作規(guī)律來(lái)對(duì)實(shí)際的系統(tǒng)以及定量化進(jìn)行有效的研究，第二個(gè)步驟則是模型的構(gòu)造，技術(shù)人員需要以系統(tǒng)分析結(jié)果為切入點(diǎn)，深入的了解不同的概念模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的深入分析來(lái)真正的建立深層仿真模擬模型。第三步則是模擬試驗(yàn)，仿真模擬模型需要通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)比來(lái)了解最終的答案，保障答案的正確性以及合理性，積極的結(jié)合最小綜合成本的具體實(shí)踐方法來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化以及升級(jí)，如果成本的計(jì)算面臨著諸多困難以及障礙，工作人員可以結(jié)合系統(tǒng)考察的實(shí)質(zhì)情況進(jìn)行不同設(shè)計(jì)方案的綜合對(duì)比及分析。

二、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在港口工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）、碼頭裝卸系統(tǒng)模擬技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展

中國(guó)交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)早在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)結(jié)合目前碼頭工程設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)情況，通過(guò)引進(jìn)外資的形式來(lái)建設(shè)規(guī)模較大的港口碼頭工程，在實(shí)踐運(yùn)作的過(guò)程之中，我國(guó)交通部門(mén)積極地加強(qiáng)與其他部門(mén)之間的合作，采取跨國(guó)合作設(shè)計(jì)的形式來(lái)真正的實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)質(zhì)量以及水平的提升。但是當(dāng)時(shí)我國(guó)還處于改革開(kāi)放的初期階段，與國(guó)際港口工程設(shè)計(jì)相關(guān)的各類理念以及理論還不太成熟，無(wú)法真正的對(duì)現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析以及了解，其中南開(kāi)大學(xué)數(shù)學(xué)系以及中科院開(kāi)始通過(guò)數(shù)學(xué)研究的形式，積極的對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并將其成功地應(yīng)用于我國(guó)著名的碼頭工程設(shè)計(jì)之中。

（二）、筒倉(cāng)的合理規(guī)模

在港口工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用和價(jià)值，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)首先需要了解檢測(cè)的具體規(guī)模，通過(guò)對(duì)碼頭以及減倉(cāng)裝卸工藝系統(tǒng)的仿真模擬積極的了解投資方關(guān)心的具體問(wèn)題，其中主要包括貨船系的利用率，泊位的利用率，筒倉(cāng)倉(cāng)容。從目前來(lái)看，仿真模擬模型主要包括堆場(chǎng)、卸車以及裝船這三個(gè)字的系統(tǒng)，另外還包括泊位的比例，品種，煤炭運(yùn)量，泊位的數(shù)量等級(jí)以及到達(dá)船舶的比例和相關(guān)的配備要求。

為了能夠保障最終研究的合理性以及科學(xué)性，在實(shí)踐運(yùn)作的過(guò)程中需要針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)之中的具體運(yùn)作情況了解筒倉(cāng)的相關(guān)容量，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)的形式來(lái)對(duì)不同的方案進(jìn)行綜合的對(duì)比以及分析，如果筒倉(cāng)達(dá)到了一定的規(guī)模，那么實(shí)際容量會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，同時(shí)筒倉(cāng)容量的變化會(huì)對(duì)現(xiàn)有的卸車系統(tǒng)作業(yè)產(chǎn)生一定的影響，普通容量之下的卸車系統(tǒng)具體的等候時(shí)間以及排隊(duì)長(zhǎng)度有所區(qū)別。

（三）、裝卸機(jī)的合理配比

船舶到港的時(shí)間會(huì)受到許多不確定性因素的影響，隨機(jī)性相對(duì)比較大，因此在前期碼頭設(shè)施設(shè)計(jì)的過(guò)程之中必須要保障泊位上船不停滿船，但是這一概率非常的低，同時(shí)還需要積極的完成4到5個(gè)小時(shí)的輔助作業(yè)，因此在該階段之中需要直接利用裝船機(jī)進(jìn)行分析。同時(shí)結(jié)合我國(guó)著名港口統(tǒng)計(jì)資料的具體運(yùn)作情況可以看出，船舶設(shè)備老化等不同的因素在現(xiàn)有港口運(yùn)營(yíng)之中所占有的比重較高，同時(shí)實(shí)際的等候時(shí)間差異較大，通過(guò)對(duì)模擬計(jì)算模型深入分析以及研究可以了解棧橋碼頭建成之后兩側(cè)靠船的具體分析情況，通過(guò)靠船收數(shù)的概率對(duì)比，了解同時(shí)作業(yè)裝船機(jī)數(shù)量的具體分布，以此來(lái)對(duì)實(shí)際的布置方案的合理性進(jìn)行深入的研究。

（四）、模擬技術(shù)在其他港口工程中的應(yīng)用

從目前來(lái)看，在通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的港口工程設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用以及分析時(shí)，不同款和工程中的應(yīng)用要求以及水平有所區(qū)別，大部分的企業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)組織結(jié)合貨運(yùn)碼頭具體的裝卸工藝特點(diǎn)，將裝散水泥、原油以及散裝化肥等不同的大宗貨物進(jìn)行分類以及歸納，積極的建立裝卸系統(tǒng)模擬模型，專門(mén)的設(shè)置最佳的連續(xù)布置長(zhǎng)度，基督教提出相應(yīng)的解決方案，另外在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程之中，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及相關(guān)的模型發(fā)揮著關(guān)鍵的作用和價(jià)值。

三、連港航道通航能力的模擬

從目前來(lái)看，在與他國(guó)進(jìn)行交流以及合作的過(guò)程之中，我國(guó)對(duì)外貿(mào)易量呈現(xiàn)著不斷上升的趨勢(shì)，同時(shí)航道規(guī)模也獲得了較快的擴(kuò)張，船舶開(kāi)始呈現(xiàn)著大型化的發(fā)展方向，大部分的港口進(jìn)港航道已經(jīng)難以適應(yīng)目前我國(guó)港口生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)需要，因此必須要積極的投入更多的人力物力以及財(cái)力對(duì)現(xiàn)有的工程進(jìn)行不斷的擴(kuò)建以及改造。其次，航道通航所涉及的影響因素比較復(fù)雜，難以真正的利用定量評(píng)估的形式了解現(xiàn)有的航道通航能力，工作人員首先需要立足于目前鋼和工程設(shè)計(jì)規(guī)范的實(shí)質(zhì)要求，通過(guò)對(duì)港口運(yùn)作情況的深入分析以及研究來(lái)積極的對(duì)現(xiàn)有的港口應(yīng)用模型進(jìn)行不斷的優(yōu)化以及升級(jí)，通過(guò)這種形式來(lái)更好的保障計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)作用發(fā)揮的有效性。

四、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)港口工程設(shè)計(jì)之中，模擬技術(shù)的應(yīng)用不太廣泛，結(jié)合目前碼頭裝卸系統(tǒng)模型的深入分析以及研究可以看出，一些大宗散貨類的碼頭應(yīng)用成功率相對(duì)比較高，對(duì)此在實(shí)踐分析的過(guò)程之中設(shè)計(jì)工作人員必須要結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的實(shí)時(shí)情況，通過(guò)對(duì)港口工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的深入分析以及研究來(lái)充分的發(fā)揮該技術(shù)的作用和價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]楊興晏，魏恒州.沿海港口集裝箱碼頭合理的泊位利用率分析[J].港工技術(shù).2004（03）

[2]朱宏偉.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在港口工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（16）.

[3]張銘強(qiáng)，商劍平，王諾.計(jì)算機(jī)模擬在港口規(guī)劃中的應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2005（2）：33-36.

[4]楊興晏，魏恒州.沿海港口集裝箱碼頭合理的泊位利用率分析[J].港工技術(shù).2004（03）

（作者單位：響水縣港口管理監(jiān)察大隊(duì)）