集装箱港口装卸工艺系统仿真优化研究

摘要

集装箱货运量的飞速增长对各大港口来说，都是一个巨大的挑战。港口为了提高集装箱业务的处理效率，不得不把研究重点放在如何提高资源配置来适应业务的发展需要上来。所以及时的做好港口装卸工艺系统的规划及改善工作对于港口的发展有着很重要的意义。 本文以集装箱港口装卸工艺系统为研究对象，以Arena为仿真工具建立了集装箱港口装卸工艺决策系统。然后运用仿真和优化两种方法对装卸工艺问题进行了研究，给出了对于港口管理者来有说服力的设备配备方案。 本文首先回顾了国内外集装箱港口装卸工艺系统的发展动态，对以往的集装箱装卸工艺系统的研究工作进行了总结，并介绍了目前集装箱港口的各种装卸机械设备和装卸工艺类型。 其次，对离散事件仿真技术及排队论理论进行了研究，根据现在港口的发展情况对已有的装卸工艺方案进行改进，在对港口装卸工艺系统的作业过程的分析以及对装卸过程中的诸多随机因素的综合考虑基础上，建立了集装箱港口装卸工艺决策系统，包括三维动态仿真模型子系统、数据库子系统及人机交互子系统。随后进行了决策系统的应用研究，设定3种不同方案，通过模型运行得出了一个推荐方案。 接着，根据装卸工艺的成本规划目标、约束条件及相应的经验分布等数据参数，建立了装卸工艺系统的优化模型，根据设定的仿真优化方法，利用Arena仿真软件的仿真优化器Optquest进行仿真优化，并对优化结果进行了分析。 本文运用的仿真方法和建立的系统模型均具有比较强的科学性、实用性，可以作为港口决策规划的参考依据。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1选题背景及意义

1.2问题研究现状

1.2.1集装箱港口资源配置问题研究现状

1.2.2排队论在离散事件系统建模方面的应用

1.3本文研究内容

2集装箱港口装卸设备与装卸工艺简介

2.1集装箱港口装卸设备简介

2.1.1岸边装卸机械设备

2.1.2水平运输机械设备

2.1.3堆场装卸机械设备

2.2集装箱港口装卸工艺方案简介

2.2.1集装箱港口装卸工艺方案类型

2.2.2集装箱港口装卸工艺各方案的比较

3离散事件系统仿真优化基本理论

3.1离散事件系统仿真

3.1.1离散系统仿真原理

3.1.2随机变量及其概率分布

3.1.3随机数产生和随机变量生成

3.2仿真优化理论

3.2.1仿真优化理论概述

3.2.2仿真优化方法介绍

3.3排队网络理论

3.3.1排队网络原理

3.2.2排队网络的特性

4基于排队论的集装箱港口装卸工艺仿真决策系统

4.1集装箱港口装卸工艺系统分析

4.1.1集装箱港口的功能和布局

4.1.2集装箱港口的设备调度原则

4.1.3集装箱装卸工艺系统性能评价指标

4.1.4集装箱港口的通过能力

4.2集装箱港口装卸工艺仿真系统设计

4.2.1集装箱港口装卸活动中随机事件分布的选择

4.2.2集装箱港口装卸工艺系统的作业流程

4.2.3集装箱港口装卸工艺方案选择

4.2.4集装箱港口装卸工艺系统设备配置原则

4.3集装箱港口装卸工艺决策系统的实现

4.3.1仿真优化工具简介

4.3.2集装箱港口装卸工艺仿真决策系统总体结构

4.3.3集装箱港口装卸工艺系统模型子系统

4.3.4集装箱港口装卸工艺系统数据库子系统

4.3.5集装箱港口装卸工艺系统人机交互子系统

5集装箱港口装卸工艺系统优化模型

5.1集装箱港口装卸工艺系统优化模型设计

5.1.1优化模型中参数定义

5.1.2优化模型的目标函数

5.1.3优化模型的约束条件

5.2集装箱港口装卸工艺系统优化模型应用研究

5.2.1系统主要参数及分布

5.2.2仿真优化模型的建立

5.3集装箱港口装卸工艺系统优化模型结果分析

6结论

6.1本文结论

6.2课题发展展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢