基于JADE的集装箱港口堆场作业多Agent仿真系统开发

摘要

集装箱港口堆场作为整个集装箱港口系统的关键环节，其作业情况很大程度上影响了港口集装箱的吞吐量。由于集装箱港口堆场作业的复杂性，如何利用基于Agent的建模和仿真方法建立一个针对集装箱港口堆场作业的仿真系统是本文研究的重点。
　　本文以集装箱港口堆场作业为研究对象，在了解堆场作业的空间布局、倒箱作业、设备调度、大门布局等问题以及多Agent在集装箱港口领域的发展的基础上，利用基于JADE（Java Agent Development framework）的多Agent建模和仿真方法构建并实现一个针对集装箱港口堆场作业的仿真系统，主要研究工作包括:(1)集装箱港口堆场作业系统分析。在明确堆场的基本构成与内部布局基础上，进行关键作业流程的详细分析，构建基于Agent的人员、设备和设施模型。(2)基于JADE的集装箱港口堆场作业多Agent仿真系统设计。本文将仿真系统的基本框架设计为包含JAVA层、JADE层、控制层和应用层的四层体系，应用多Agent的建模和仿真技术对控制层和应用层进行了详细设计。(3)仿真系统的实现。基于前述研究基础，开发一个基于JADE的集装箱港口堆场作业过程的多Agent仿真系统。
　　该仿真系统的设计和实现侧重于集装箱港口堆场作业全局，从堆场作业系统整体性的角度出发，采用基于Agent的建模和仿真方法对集装箱港口堆场作业建立仿真模型，借助Agent的自主行为等特点通过建立各种类型的人员Agent、设备Agent和设施Agent来仿真模拟集装箱港口堆场作业情况。基于仿真平台的建立和仿真系统的运行结果，验证了基于JADE的多Agent仿真系统的可行性。同时也为今后合理配置堆场作业资源的集装箱港口堆场作业的管理决策提供了科学依据，有利于提高堆场人员、设备和设施利用率，提高集装箱吞吐量。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 集装箱港口堆场作业研究进展

1．2．2 多Agent建模及仿真研究进展

1．2．3 现状评述

1．3 研究内容及论文结构

2 基于Agent的集装箱港口作业仿真概述

2．1 Agent技术

2．1．1 Agent的概念与结构

2．1．2 基于多Agent的系统建模与仿真

2．2 Agent技术在集装箱港口领域的应用

2．2．1 Agent技术在建模的应用

2．2．2 Agent技术在仿真的应用

2．2．3 Agent技术在优化与控制的应用

2．3 Agent仿真平台选择

2．3．1 仿真平台对比

2．3．2 JADE平台体系结构

2．3．3 JADE仿真开发的关键技术

2．4 本章小结

3 堆场作业系统分析

3．1 堆场的基本组成与布局

3．1．1 集装箱堆场硬件设施

3：1．2 集装箱堆场装卸设备

3．1．3 集装箱堆场人员

3．2 堆场作业流程分析

3．2．1 大门作业流程

3．2．2 收箱作业流程

3．2．3 提箱作业流程

3．2．4 场桥作业流程

3．3 堆场作业Agent构建

3．3．1 用例分析

3．3．2 Agent创建

3．3．3 Agent交互

3．4 本章小结

4 堆场作业仿真系统设计

4．1 仿真系统框架设计

4．2 仿真系统控制层设计

4．2．1 SimulationAgent设计

4．2．2 SimulationControllerAgent设计

4．2．3 EnvironmentAgent设计

4．3 仿真系统应用层类设计

4．3．1 DispatcherAgent设计

4．3．2 ConductorAgent设计

4．3．3 OperatorAgent设计

4．3．4 FacilityAgent设计

4．3．5 EquipmentAgent设计

4．4 非Agent类设计

4．5 本章小结

5 仿真运行与仿真结果

5．1 仿真启动

5．2 仿真运行

5．3 仿真结果

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢