計算機模擬技術在港口工程設計中的應用

孟薇薇

摘 要：早在上個世紀80年代，國外學者就已經結合目前港口工程涉及的現實條件，站在宏觀發展的角度結合計算機模擬技術的實施情況進行有效的分析研究，通過對港口工程專題設計對不同貨種碼頭港航道進行深入界定以及分析，并且采取案例對比的形式進一步的掌握與模擬模型相關的技術特點以及在實踐港口工程設計中的應用要求。

關鍵詞：計算機；模擬技術；港口工程設計

一、模擬技術

模擬技術與仿真技術存在一定的交叉以及重合，如果站在傳統意義的角度對現有的模擬進行分析，那么主要涉及離散型模擬以及連續性模擬這兩個不同的種類，本文則結合離散型模擬的具體運作情況，立足于模擬技術在不同工業以及商業領域中的應用要求進行系統的分析以及研究，積極地將預測評估以及診斷相結合。其中模擬技術研究主要以系統的復雜性為切入點和核心，積極的了解不同的構成元素，分析元素之間的動態聯系情況以及隨機性，對不可試驗性以及相關的物理模型進行有效的分析，了解各種實驗研究的具體特點。在應用模型技術對不同的系統進行分析以及研究時主要分為幾個不同的步驟，第一個步驟是系統分析，該步驟主要立足于每一個元素的具體運作規律來對實際的系統以及定量化進行有效的研究，第二個步驟則是模型的構造，技術人員需要以系統分析結果為切入點，深入的了解不同的概念模型，通過計算機語言的深入分析來真正的建立深層仿真模擬模型。第三步則是模擬試驗，仿真模擬模型需要通過不同的實驗對比來了解最終的答案，保障答案的正確性以及合理性，積極的結合最小綜合成本的具體實踐方法來實現設計方案的優化以及升級，如果成本的計算面臨著諸多困難以及障礙，工作人員可以結合系統考察的實質情況進行不同設計方案的綜合對比及分析。

二、計算機模擬技術在港口工程設計中的應用

（一）、碼頭裝卸系統模擬技術在我國的應用與發展

中國交通部第一航務工程勘察設計早在上世紀70年代就已經結合目前碼頭工程設計的實時情況，通過引進外資的形式來建設規模較大的港口碼頭工程，在實踐運作的過程之中，我國交通部門積極地加強與其他部門之間的合作，采取跨國合作設計的形式來真正的實現綜合設計質量以及水平的提升。但是當時我國還處于改革開放的初期階段，與國際港口工程設計相關的各類理念以及理論還不太成熟，無法真正的對現有的先進技術進行進一步的分析以及了解，其中南開大學數學系以及中科院開始通過數學研究的形式，積極的對現有的計算機模擬技術進行進一步的分析，并將其成功地應用于我國著名的碼頭工程設計之中。

（二）、筒倉的合理規模

在港口工程設計中，計算機模擬技術發揮著關鍵的作用和價值，在應用該技術時首先需要了解檢測的具體規模，通過對碼頭以及減倉裝卸工藝系統的仿真模擬積極的了解投資方關心的具體問題，其中主要包括貨船系的利用率，泊位的利用率，筒倉倉容。從目前來看，仿真模擬模型主要包括堆場、卸車以及裝船這三個字的系統，另外還包括泊位的比例，品種，煤炭運量，泊位的數量等級以及到達船舶的比例和相關的配備要求。

為了能夠保障最終研究的合理性以及科學性，在實踐運作的過程中需要針對每一個環節之中的具體運作情況了解筒倉的相關容量，通過模擬實驗的形式來對不同的方案進行綜合的對比以及分析，如果筒倉達到了一定的規模，那么實際容量會產生相應的變化，同時筒倉容量的變化會對現有的卸車系統作業產生一定的影響，普通容量之下的卸車系統具體的等候時間以及排隊長度有所區別。

（三）、裝卸機的合理配比

船舶到港的時間會受到許多不確定性因素的影響，隨機性相對比較大，因此在前期碼頭設施設計的過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，同時還需要積極的完成4到5個小時的輔助作業，因此在該階段之中需要直接利用裝船機進行分析。同時結合我國著名港口統計資料的具體運作情況可以看出，船舶設備老化等不同的因素在現有港口運營之中所占有的比重較高，同時實際的等候時間差異較大，通過對模擬計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靠船的具體分析情況，通過靠船收數的概率對比，了解同時作業裝船機數量的具體分布，以此來對實際的布置方案的合理性進行深入的研究。

（四）、模擬技術在其他港口工程中的應用

從目前來看，在通過計算機模擬技術對現有的港口工程設計進行應用以及分析時，不同款和工程中的應用要求以及水平有所區別，大部分的企業以及社會經濟組織結合貨運碼頭具體的裝卸工藝特點，將裝散水泥、原油以及散裝化肥等不同的大宗貨物進行分類以及歸納，積極的建立裝卸系統模擬模型，專門的設置最佳的連續布置長度，基督教提出相應的解決方案，另外在工程項目設計的過程之中，計算機模擬技術以及相關的模型發揮著關鍵的作用和價值。

三、連港航道通航能力的模擬

從目前來看，在與他國進行交流以及合作的過程之中，我國對外貿易量呈現著不斷上升的趨勢，同時航道規模也獲得了較快的擴張，船舶開始呈現著大型化的發展方向，大部分的港口進港航道已經難以適應目前我國港口生產的實質需要，因此必須要積極的投入更多的人力物力以及財力對現有的工程進行不斷的擴建以及改造。其次，航道通航所涉及的影響因素比較復雜，難以真正的利用定量評估的形式了解現有的航道通航能力，工作人員首先需要立足于目前鋼和工程設計規范的實質要求，通過對港口運作情況的深入分析以及研究來積極的對現有的港口應用模型進行不斷的優化以及升級，通過這種形式來更好的保障計算機模擬技術作用發揮的有效性。

四、結語

在我國港口工程設計之中，模擬技術的應用不太廣泛，結合目前碼頭裝卸系統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用成功率相對比較高，對此在實踐分析的過程之中設計工作人員必須要結合計算機模擬技術的實時情況，通過對港口工程設計環節的深入分析以及研究來充分的發揮該技術的作用和價值。

參考文獻

[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.2004（03）

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[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.2004（03）

（作者單位：響水縣港口管理監察大隊）