面向高效装卸设备及工艺的集装箱码头生产运营系统研究

摘要

随着国际航运业的迅速发展，集装箱运输量持续快速增长，集装箱船舶不断大型化。集装箱码头为进一步提高其在国际集装箱运输中的竞争力，不得不采取措施提高集装箱码头的装卸效率，降低船舶在码头的停泊成本。采用更加高效化的新工艺和新装卸设备，例如同贝位边装边卸工艺和双40英尺岸桥，是很多集装箱码头目前考虑使用的方法。新工艺和新装卸设备的投入使用，能够提高集装箱码头装卸作业效率，但对集装箱码头提出了全新的及更高的要求，尤其是集装箱码头的生产调度组织。
　　 本文首先对比了常规集装箱码头、采用双40英尺岸桥的集装箱码头、采用同贝位边装边卸工艺的集装箱码头、采用双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺的集装箱码头的装卸工艺及流程、码头前沿装卸操作及其特点。根据双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺的功能特点，研究分析新设备和新工艺对不同船型的操作方法，以配合双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺的功能优势实现。
　　 其次，本文以同贝位边装边卸工艺和双40英尺岸桥使用下集装箱码头中生产运营中所出现的设备协同问题为研究对象。对使用双40英尺岸桥结合同贝位边装边卸工艺的集装箱码头作业系统的调度问题时进行了描述、分析和研究，生产作业系统各环节协同合作，使得集装箱码头生产运营系统的完成时间最少。
　　 由于此问题的随机性和大量的不确定因素，本文运用事件驱动和面向对象的仿真软件，构建了问题的仿真优化模型。该仿真优化模型模拟了常规集装箱码头生产作业系统、双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺结合使用的集装箱码头生产作业系统。最后，设计了不同的集卡资源配置案例，结合仿真输出数据，分析了岸桥的利用率、系统的最短完成时间、集卡在岸桥处、在堆场操作处超过5分钟的比例等，并对不同工艺或不同设备下的集装箱作业系统进行了比较。
　　 仿真实验结果及其分析表明:1）采用双40英尺岸桥结合同贝位边装边卸工艺作业，集装箱码头的装卸效率有明显提升，生产运营系统完成作业时间较常规集装箱码头生产运营系统作业时间少。但双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺对其它设备的配合提出了更高的要求;2）采用双40英尺岸桥结合同贝位边装边卸工艺作业，“单船作业模式”的集卡策略使得集装箱码头的作业效率有明显提升。3）同贝位边装边卸工艺和双40英尺岸桥的投入使用，对港口资源配置提出了新的要求，适量的集卡数才利于码头顺畅作业。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．2 课题研究的目的和意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．4 应用现状及发展前景

1．5 研究内容

第2章 集装箱码头生产作业系统

2．1 常规集装箱码头生产作业系统

2．1．1 常规集装箱码头的基本构成

2．1．2 码头前沿装卸工艺

2．1．3 典型的集装箱码头装卸工艺系统

2．2 面向双40英尺岸桥的集装箱码头生产作业系统

2．2．1 码头前沿作业工艺

2．2．2 面向双40英尺岸桥的集装箱码头的装卸工艺

2．3 基于边装边卸工艺的集装箱码头生产作业系统

2．3．1 码头前沿作业工艺

2．3．2 基于同贝位边装边卸工艺的集装箱码头装卸工艺

2．4 面向双40英尺岸桥和边装边卸工艺的集装箱码头装卸工艺

2．4．1 面向双40英尺岸桥和边装边卸工艺的集装箱码头装卸工艺

2．4．2 码头前沿作业工艺

2．4．3 运用同贝位边装边卸工艺的双40英尺岸桥小车循环次数分析

2．5 本章小结

第3章 集装箱码头仿真模型建立

3．1 系统仿真技术

3．2 集装箱码头仿真模型建立

3．2．1 集装箱码头生产运营系统实体建模

3．2．2 仿真模型设计思想

3．2．3 集卡调度策略

3．2．4 装卸作业仿真流程实现

3．3 本章小结

第4章 常规集装箱码头生产运营仿真实例及分析

4．1 仿真模型的基本数据、仿真模型的实现及评价指标

4．1．1 仿真模型的基本数据

4．1．2 仿真模型的实现

4．1．3 评价指标

4．2 仿真模型结果分析

4．3 本章小结

第5章 基于双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺的集装箱码头生产运营仿真实例及分析

5．1 仿真模型的基本数据、仿真模型的实现及评价指标

5．1．1 仿真模型的基本数据

5．1．2 仿真模型的实现及评价指标

5．2 仿真模型设计及结果输出、分析

5．2．1 集卡调度策略对集装箱码头的影响分析

5．2．2 “单船作业模式下”集卡数量对集装箱码头的影响分析

5．3 仿真模型结果与常规集装箱码头生产运营系统模型结果对比分析

5．4 适合双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺的集装箱码头的条件分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 论文工作总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录