計算機仿真技術在集裝箱港口系統規劃中的應用

摘要：伴隨全球經濟的不斷發展，對外貿易已經是各個國家實現對外交流的重要方式。物流作為經濟發展中的新興產業，被人們稱之為“第三利潤源”，在全球范圍內迅速崛起。本文深入分析了傳統集裝箱碼頭規劃設計方法的缺點。為了優化集裝箱港區貨區的規劃設計積極引入了計算機仿真技術，對其仿真技術規劃方法的應用與步驟進行闡述，以便于更好的服務于港口集裝箱貨運工作。

關鍵詞：計算機仿真技術;集裝箱港口;模型

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

0引言

港口作為世界貿易交流中重要的物流中轉站，自身所具備的作用越開越重要。伴隨港口貨物吞吐量直線式的發展以及港口裝卸技術的研發與進步，港口船舶大型化發展趨勢以及集裝箱的比重成上升發展狀態。所以，在港口物資開展系統規劃的時候需要充分發揮各個港口設備的能力，降低港口的裝卸成本，是實現港口物資通過能力提高的必要手段。傳統物資的規劃，通常只是憑借經驗進行預測，但近年來的預測方法更多的采用仿真技術，在港口物資系統建立與實施之前，對所采用的仿真技術要進行評估，以便于進一步修改與決策。仿真技術的應用在很大程度上降低了港口物資的周轉成本，縮短了仿真技術的設計周期，同時為港口規劃提供更加科學、合理的規劃。

1離散事件仿真簡述

（1）離散事件仿真鐘推進方式。仿真鐘的主要作用是將時間變化的一個先后順序清楚的反映出來，仿真程序的核心要旨就在于仿真鐘的推進，推進作用是非常重要的。仿真的本質就是整個系統建立在時間順序中的一種動態描述。（2）仿真系統結構模型與仿真策略。對于一些港口離散事件系統比較復雜的仿真，由于從整體上構建一套完整的模型時候非常難的，也很難做到精準的程度，所以將復雜的系統劃歸為多個不同的獨立個體，針對每一個獨立的個體開展仿真系統的建立，最后將多個不同的個體系統實現一個串聯，最終得到我們想要的整體仿真系統模型。所構建的模型就是仿真結構模型，所運用到的構建方法稱之為仿真策略。

2 計算機仿真技術在集裝箱港口系統規劃中的應用

通常而言。港口集裝箱系統方仿真構架的步驟為：系統調查、數據資料分析、模型搭建、進行仿真、建模方案的修改以及仿真數據結果的輸出等[1]。

2.1開展港口調研，明確集裝箱碼頭整體系統規劃

通過對港口碼頭集裝箱實際吞吐量進行調查后，在充分保障港口貨物區的消費費用控制在最低的情況下，費用通常包括：港口的裝卸費用以及船舶在港口費用。在具體設計方案中，當船聽停泊裝卸貨物的效率不變的時候，假設要進一步實現泊位使用效率的提高，必然會造成等到停泊靠岸的貨船排起長隊，貨船等待停泊的時間必然會加長，所需要付出的代價就是在港口費用的增加。相反，如果到港的貨船不用等泊位，就會出現泊位空置的現象。

2.2集裝箱作業船型箱型以及吞吐量資料預測分析

（1）吞吐量以及箱型的預測。港口的吞吐量大小直接影響到泊位的數量，堆場大小以及集裝箱有關裝卸工藝等方式[2]。集裝箱的箱型也對港口的分區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）船型大小的預測分析。船型的大小直接影響到泊位的數量，泊位的長度以及泊位沿岸或者離岸的狀態。

2.3通過數據分析，規劃集裝箱港區的總體布局

（1）計算泊位的數量：

計算公式中，n-泊位數量;Q-通過該集裝箱港口碼頭的年作業量;Pt-單個泊位的年通過能力;Ty-泊位年作業的天數;MG-一艘貨船的載貨量;Ap-泊位的利用效率;tg-每個晝夜裝卸作業時間;tf-輔助作業的時間;P一船舶每小時的裝卸效率。

（2）進出口車輛交通數量以及車道計算。通過對碼頭港口集裝箱一年的貨物量、拼裝箱每年開展工作的天數以及車輛自身的平均載貨量進行數據收集，計算出港口港口進出車輛每年平均實現雙向交通運輸的流量值，然后結合交通流量最終計算出車道的規劃數量。

（3）港口碼頭區域的總體仿真設計、布置以及對集裝箱裝卸方式的選擇進行明確，通過相關數據計算出港口碼頭的整體規劃。

2.4港區集裝箱作業流程以及動線規劃

對于港口集裝箱主要的操作流程：裝卸船舶;集裝箱運輸;集裝箱拆裝作業以及集裝箱集散流程。港口碼頭范圍的總體設計與布置，首先對集裝箱所采取裝卸的工藝進行明確，其次，根據港口集裝箱的作業流程以及相關集散規劃綜合考慮。

2.5港口集裝箱作業的計算機建模以及仿真

（1）創建系統結構模型。首先要明確仿真策略以及仿真鐘的選擇，可以將整個港口仿真系統規劃成幾個獨立的個體，同時創建各自獨立的仿真模型。其次，這對獨立、小模塊的仿真個體選擇科學、合理的仿真策略，將多個小模型連接為一個能夠正常運行的大模型。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務流程，主要分為如下幾大步驟：裝卸船模、離散模塊、拆裝、堆場以及其他有關數據模塊。數據模塊可以細分為：初始數據以及數據統計。

（2）對仿真的目的進行明確，選擇與之相符的仿真軟件。集裝箱碼頭執行仿真的目的：根據所設計出來的碼頭有關設備具體情況以及一些必要的預測參數，通過對集裝到達港口停泊、開展貨物裝卸以及堆場中有關裝卸作業進行模擬設計。針對港區道路交通的船舶流量，車輛的通過能力以及年貨物吞吐量等重要模擬參數進行綜合測評。當前，離散事件系統的仿真軟件主要有CPSS、SIMULA等。

（3）明確有關隨機變量的分布類型以及參數選擇。在港口系統仿真技術應用過程中，對于港口系統建設規劃中，港口車船到達港區可以對其進行服務的時間是不確定的，隨機性很強。所以在進行仿真設計的時候，構建模型中隨機參數與隨機函數模型是必須的，同時對函數模型中的隨機變量的全部分布、類型以及參數明確下來。

3結語

通過詳細介紹計算機仿真技術在集裝箱港區規劃設計中的 應用，克服了傳統設計方法設計周期長、成本高以及信息化程度低的缺點[5]。隨著我國加入世貿組織，我國的水運事業的迅猛發展，計算機仿真技術必將在港口物流系統規劃設計中得到越來越多的應用，為我國水運事業的發展增添新的動力。

參考文獻

[1]劉春賢，安麗紅.港口集裝箱擺渡系統智能化實訓裝置的開發與應用[J].職業，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].大連海事大學學報，2019，45（02）：9-18.

收稿日期：2020-02-08

作者簡介：丁海軍（1977—），男，江蘇連云港人，本科，工程師，研究方向：計算機應用與管理。

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