基于仿真优化的集装箱港口堆场大门系统研究

摘要

本文对基于仿真优化的集装箱港口堆场大门系统进行了研究。文章首先对离散事件仿真技术理论及仿真优化方法进行了深入剖析，在此基础上，对其技术方法在大门系统方面应用的适用性进行了研究分析。其次，详细介绍了大门系统作业的过程，针对大门作业过程中的诸多动态随机因素，进行了系统参数分析，建立了基于排队理论的集装箱堆场大门系统作业仿真模型，并运用相应的仿真工具Arena10.0对实际作业过程进行模拟，而且对仿真模型进行验证。第三，对于末建的或改建的集装箱港口，根据大门系统规划建设的规模，在满足大门作业要求的前提下，确立目标函数以及约束条件，建立大门系统规划的数学模型。在大门系统作业仿真模型的基础上，建立系统规划的仿真模型，运用融合仿真模型的仿真优化方法对该规划问题进行求解；通过实例分析，仿真优化方法与大门规划的经验公式计算方法进行比较，说明仿真优化方法适合解决该类优化问题。最后，针对大门系统作业流量不均衡、大门系统工作的通道数量随机设置、工作人员随机安排等情况，对大门系统在线、实时调度作业进行研究。根据某工作日大门将要完成的作业量，确立调度作业的目标以及约束条件，对大门作业进行在线、实时地调度优化，改变以往资源随机设置的作业状态，制定合理的作业计划，使资源得到均衡合理地利用。建立大门调度优化的数学模型，对某工作日不同调度时间间隔内的大门通道资源数量进行优化，并运用仿真优化方法对该模型进行在线、实时优化求解，并结合实例对本问题研究进行分析。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及大连理工大学学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1问题提出

1.1.2大门规划问题研究意义

1.1.3大门调度问题研究意义

1.2集装箱港口物流系统研究现状及发展趋势

1.2.1研究方法总结

1.2.2集装箱港口物流系统仿真技术研究现状

1.2.3仿真优化研究现状

1.3研究内容与技术路线

1.3.1研究的主要内容及解决的关键问题

1.3.2技术路线

1.4研究的创新点

2仿真优化方法应用于大门系统的适用性分析

2.1仿真优化方法分析

2.2仿真优化方法分类

2.3禁忌搜索算法(TS)简介

2.4适用性分析

2.5本章小结

3大门作业系统建模

3.1大门作业系统分析

3.1.1作业特点

3.1.2大门布局及作业流程

3.1.3大门系统的性能评价指标

3.2大门仿真模型设计

3.2.1模型中的主要实体及资源说明

3.2.2大门作业活动中的主要随机事件及其分布统计

3.2.3基于排队论的仿真模型建立

3.2.4仿真模型的自动化设计

3.3大门系统仿真实现

3.3.1系统总体结构

3.3.2仿真工具简介

3.3.3 Arena仿真模型建立

3.3.4仿真模型的自动化实现

3.3.5仿真模型验证

3.3.6仿真输出分析

3.3.7仿真模型的部分界面

3.4本章小结

4大门系统规划研究

4.1规划问题的描述

4.2大门系统规划数学模型的建立

4.2.1目标函数

4.2.2约束条件

4.3规划仿真模型建立

4.4规划问题仿真优化方法的设计

4.5实例分析

4.5.1系统描述及参数设置

4.5.2仿真优化结果及其分析

4.5.3灵敏度分析

4.5.4大门系统规划的部分界面

4.6本章小结

5大门系统调度研究

5.1调度问题描述

5.2调度优化模型的建立

5.2.1调度规则

5.2.2目标函数

5.2.3约束条件

5.3模型求解

5.4调度仿真优化方法的设计

5.5基于动态组合优化的调度策略及总体结构

5.5.1调度策略

5.5.2系统总体结构

5.6实例分析

5.6.1系统描述及参数设置

5.6.2仿真优化结果及其分析

5.6.3调度优化结果的检验

5.6.4大门系统调度的部分界面

5.7本章小结

结 论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文及参加项目情况

致 谢