計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在集裝箱港口系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

摘要：伴隨全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)外貿(mào)易已經(jīng)是各個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)對(duì)外交流的重要方式。物流作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的新興產(chǎn)業(yè)，被人們稱(chēng)之為“第三利潤(rùn)源”，在全球范圍內(nèi)迅速崛起。本文深入分析了傳統(tǒng)集裝箱碼頭規(guī)劃設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)。為了優(yōu)化集裝箱港區(qū)貨區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)積極引入了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)其仿真技術(shù)規(guī)劃方法的應(yīng)用與步驟進(jìn)行闡述，以便于更好的服務(wù)于港口集裝箱貨運(yùn)工作。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù);集裝箱港口;模型

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1007-9416（2020）04-0000-00

0引言

港口作為世界貿(mào)易交流中重要的物流中轉(zhuǎn)站，自身所具備的作用越開(kāi)越重要。伴隨港口貨物吞吐量直線式的發(fā)展以及港口裝卸技術(shù)的研發(fā)與進(jìn)步，港口船舶大型化發(fā)展趨勢(shì)以及集裝箱的比重成上升發(fā)展?fàn)顟B(tài)。所以，在港口物資開(kāi)展系統(tǒng)規(guī)劃的時(shí)候需要充分發(fā)揮各個(gè)港口設(shè)備的能力，降低港口的裝卸成本，是實(shí)現(xiàn)港口物資通過(guò)能力提高的必要手段。傳統(tǒng)物資的規(guī)劃，通常只是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，但近年來(lái)的預(yù)測(cè)方法更多的采用仿真技術(shù)，在港口物資系統(tǒng)建立與實(shí)施之前，對(duì)所采用的仿真技術(shù)要進(jìn)行評(píng)估，以便于進(jìn)一步修改與決策。仿真技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上降低了港口物資的周轉(zhuǎn)成本，縮短了仿真技術(shù)的設(shè)計(jì)周期，同時(shí)為港口規(guī)劃提供更加科學(xué)、合理的規(guī)劃。

1離散事件仿真簡(jiǎn)述

（1）離散事件仿真鐘推進(jìn)方式。仿真鐘的主要作用是將時(shí)間變化的一個(gè)先后順序清楚的反映出來(lái)，仿真程序的核心要旨就在于仿真鐘的推進(jìn)，推進(jìn)作用是非常重要的。仿真的本質(zhì)就是整個(gè)系統(tǒng)建立在時(shí)間順序中的一種動(dòng)態(tài)描述。（2）仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型與仿真策略。對(duì)于一些港口離散事件系統(tǒng)比較復(fù)雜的仿真，由于從整體上構(gòu)建一套完整的模型時(shí)候非常難的，也很難做到精準(zhǔn)的程度，所以將復(fù)雜的系統(tǒng)劃歸為多個(gè)不同的獨(dú)立個(gè)體，針對(duì)每一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體開(kāi)展仿真系統(tǒng)的建立，最后將多個(gè)不同的個(gè)體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)串聯(lián)，最終得到我們想要的整體仿真系統(tǒng)模型。所構(gòu)建的模型就是仿真結(jié)構(gòu)模型，所運(yùn)用到的構(gòu)建方法稱(chēng)之為仿真策略。

2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在集裝箱港口系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

通常而言。港口集裝箱系統(tǒng)方仿真構(gòu)架的步驟為：系統(tǒng)調(diào)查、數(shù)據(jù)資料分析、模型搭建、進(jìn)行仿真、建模方案的修改以及仿真數(shù)據(jù)結(jié)果的輸出等[1]。

2.1開(kāi)展港口調(diào)研，明確集裝箱碼頭整體系統(tǒng)規(guī)劃

通過(guò)對(duì)港口碼頭集裝箱實(shí)際吞吐量進(jìn)行調(diào)查后，在充分保障港口貨物區(qū)的消費(fèi)費(fèi)用控制在最低的情況下，費(fèi)用通常包括：港口的裝卸費(fèi)用以及船舶在港口費(fèi)用。在具體設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)船聽(tīng)停泊裝卸貨物的效率不變的時(shí)候，假設(shè)要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)泊位使用效率的提高，必然會(huì)造成等到停泊靠岸的貨船排起長(zhǎng)隊(duì)，貨船等待停泊的時(shí)間必然會(huì)加長(zhǎng)，所需要付出的代價(jià)就是在港口費(fèi)用的增加。相反，如果到港的貨船不用等泊位，就會(huì)出現(xiàn)泊位空置的現(xiàn)象。

2.2集裝箱作業(yè)船型箱型以及吞吐量資料預(yù)測(cè)分析

（1）吞吐量以及箱型的預(yù)測(cè)。港口的吞吐量大小直接影響到泊位的數(shù)量，堆場(chǎng)大小以及集裝箱有關(guān)裝卸工藝等方式[2]。集裝箱的箱型也對(duì)港口的分區(qū)以及布局有一定程度的影響，特別是在拼裝箱的比例方面。（2）船型大小的預(yù)測(cè)分析。船型的大小直接影響到泊位的數(shù)量，泊位的長(zhǎng)度以及泊位沿岸或者離岸的狀態(tài)。

2.3通過(guò)數(shù)據(jù)分析，規(guī)劃集裝箱港區(qū)的總體布局

（1）計(jì)算泊位的數(shù)量：

計(jì)算公式中，n-泊位數(shù)量;Q-通過(guò)該集裝箱港口碼頭的年作業(yè)量;Pt-單個(gè)泊位的年通過(guò)能力;Ty-泊位年作業(yè)的天數(shù);MG-一艘貨船的載貨量;Ap-泊位的利用效率;tg-每個(gè)晝夜裝卸作業(yè)時(shí)間;tf-輔助作業(yè)的時(shí)間;P一船舶每小時(shí)的裝卸效率。

（2）進(jìn)出口車(chē)輛交通數(shù)量以及車(chē)道計(jì)算。通過(guò)對(duì)碼頭港口集裝箱一年的貨物量、拼裝箱每年開(kāi)展工作的天數(shù)以及車(chē)輛自身的平均載貨量進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，計(jì)算出港口港口進(jìn)出車(chē)輛每年平均實(shí)現(xiàn)雙向交通運(yùn)輸?shù)牧髁恐?，然后結(jié)合交通流量最終計(jì)算出車(chē)道的規(guī)劃數(shù)量。

（3）港口碼頭區(qū)域的總體仿真設(shè)計(jì)、布置以及對(duì)集裝箱裝卸方式的選擇進(jìn)行明確，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出港口碼頭的整體規(guī)劃。

2.4港區(qū)集裝箱作業(yè)流程以及動(dòng)線規(guī)劃

對(duì)于港口集裝箱主要的操作流程：裝卸船舶;集裝箱運(yùn)輸;集裝箱拆裝作業(yè)以及集裝箱集散流程。港口碼頭范圍的總體設(shè)計(jì)與布置，首先對(duì)集裝箱所采取裝卸的工藝進(jìn)行明確，其次，根據(jù)港口集裝箱的作業(yè)流程以及相關(guān)集散規(guī)劃綜合考慮。

2.5港口集裝箱作業(yè)的計(jì)算機(jī)建模以及仿真

（1）創(chuàng)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。首先要明確仿真策略以及仿真鐘的選擇，可以將整個(gè)港口仿真系統(tǒng)規(guī)劃成幾個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，同時(shí)創(chuàng)建各自獨(dú)立的仿真模型。其次，這對(duì)獨(dú)立、小模塊的仿真?zhèn)€體選擇科學(xué)、合理的仿真策略，將多個(gè)小模型連接為一個(gè)能夠正常運(yùn)行的大模型。仿真模型的建立所遵循的要求：集裝箱港口碼頭本身具有的離散業(yè)務(wù)流程，主要分為如下幾大步驟：裝卸船模、離散模塊、拆裝、堆場(chǎng)以及其他有關(guān)數(shù)據(jù)模塊。數(shù)據(jù)模塊可以細(xì)分為：初始數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

（2）對(duì)仿真的目的進(jìn)行明確，選擇與之相符的仿真軟件。集裝箱碼頭執(zhí)行仿真的目的：根據(jù)所設(shè)計(jì)出來(lái)的碼頭有關(guān)設(shè)備具體情況以及一些必要的預(yù)測(cè)參數(shù)，通過(guò)對(duì)集裝到達(dá)港口停泊、開(kāi)展貨物裝卸以及堆場(chǎng)中有關(guān)裝卸作業(yè)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。針對(duì)港區(qū)道路交通的船舶流量，車(chē)輛的通過(guò)能力以及年貨物吞吐量等重要模擬參數(shù)進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。當(dāng)前，離散事件系統(tǒng)的仿真軟件主要有CPSS、SIMULA等。

（3）明確有關(guān)隨機(jī)變量的分布類(lèi)型以及參數(shù)選擇。在港口系統(tǒng)仿真技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于港口系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃中，港口車(chē)船到達(dá)港區(qū)可以對(duì)其進(jìn)行服務(wù)的時(shí)間是不確定的，隨機(jī)性很強(qiáng)。所以在進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的時(shí)候，構(gòu)建模型中隨機(jī)參數(shù)與隨機(jī)函數(shù)模型是必須的，同時(shí)對(duì)函數(shù)模型中的隨機(jī)變量的全部分布、類(lèi)型以及參數(shù)明確下來(lái)。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)詳細(xì)介紹計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在集裝箱港區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的 應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、成本高以及信息化程度低的缺點(diǎn)[5]。隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織，我國(guó)的水運(yùn)事業(yè)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)必將在港口物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，為我國(guó)水運(yùn)事業(yè)的發(fā)展增添新的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉春賢，安麗紅.港口集裝箱擺渡系統(tǒng)智能化實(shí)訓(xùn)裝置的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].職業(yè)，2019（22）：100-101.

[2]魏蘭清，胡志華，劉嬋娟.基于有效距離的全球集裝箱港口接近中心性研究[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，45（02）：9-18.

收稿日期：2020-02-08

作者簡(jiǎn)介：丁海軍（1977—），男，江蘇連云港人，本科，工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用與管理。

Application of Computer Simulation Technology in Container Port System Planning

DING Hai-jun

（Jiangsu Lianyungang Port Logistics Holdings Co.， Ltd. Lianyungang Jiangsu? 222000）

Abstract： This article deeply analyzes the shortcomings of traditional container terminal planning and design methods. In order to optimize the planning and design of the container port area， computer simulation technology was introduced in the design process， supplemented by examples to illustrate the application of the simulation technology planning method and its steps in order to better serve the port container freight work.

Keywords： computer simulation technology; container port; model