港口航道系统调度优化与锚地规模仿真研究

论文摘要

港口航道系统的船舶到港规律、到港船型大小和船舶在泊装卸作业时间规律等具有随机、动态及离散的特点,同时天气条件、潮汐等自然因素的不确定性会对系统产生不同程度的扰动。随着中国经济的高速发展,个别港口已经出现拥堵问题。如何处理港口航道的拥堵问题是我国港口业面临的一大课题。为迎接新的挑战和适应新的市场环境,港口经营管理方和设计建设方均应着力研究整个港口航道系统,在合理规划建设新的码头泊位、航道以及锚地的同时,更应该注重合理调配现有港口资源,实现从串行过程处理和刚性化调度安排向并行过程处理和柔性化调度安排过渡,最大限度的提高现有港口规模的通过能力和服务水平,使港口航道系统的运营更加科学、稳定,从而增强港口竞争力。本文以集装箱港区为例,运用离散事件系统仿真软件建立相应的仿真模型,对港口航道系统进行研究分析。本文一方面针对现有的港口锚位数计算方法和目前港口锚地规模研究中存在的问题,提出基于计算机仿真技术的锚位数计算思路和方法,并运用此方法建立相应的仿真模型和程序,对港口单、双线航道通过能力达到一定水平情况下所需锚地规模与泊位规模的合理匹配关系进行研究,得出不同通航历时对这种匹配关系的影响效果。在仿真计算出锚位数的基础上对比锚地无限容量和有限容量两种不同条件下港口航道通过能力和服务水平的变化情况,分析得出在确定锚位数时选取合适锚地保证率的重要性,同时验证了此种计算港口锚位数方法的正确性和可信度。另一方面提出现有港口双线航道系统的泊位资源调度的一种优化方案,建立优化前后相应的仿真模型,对比分析优化前后各服务指标和锚位数的变化情况,探讨改进资源调度方案对提高航道通过能力和服务水平以及优化锚地规模的贡献作用,得出采用改进后调度方案的港口航道系统对各种通航历时条件的适应性更强,整个系统运营状态更为稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及问题提出
• 1.1.1 背景介绍
• 1.1.2 问题提出
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 计算机仿真技术在港口航道系统中的研究现状
• 1.2.2 港口锚地规模研究现状
• 1.2.3 港口航道系统优化研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 离散事件系统仿真的基本理论
• 2.1 系统仿真概述
• 2.2 离散事件系统仿真
• 2.2.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 2.2.2 离散事件系统仿真的基本原理
• 2.2.3 离散事件系统仿真研究的一般步骤
• 2.3 离散事件系统仿真语言和软件
• 第三章 港口航道系统分析
• 3.1 港口航道系统的总体分析
• 3.1.1 港口航道系统的组成
• 3.1.2 港口航道系统边界的确定
• 3.1.3 港口航道系统的营运过程分析
• 3.2 港口航道系统仿真参数的分析和确定
• 3.2.1 船舶到港规律及船型
• 3.2.2 航道条件及通航规则
• 3.2.3 泊位组合
• 3.2.4 锚地规模
• 3.2.5 自然因素
• 3.3 港口航道系统仿真模型
• 3.4 港口航道系统的评价指标分析
• 第四章 基于系统仿真的锚位数计算研究
• 4.1 港口锚地概述
• 4.2 基于系统仿真的锚位数计算方法与思路
• 4.3 锚地规模与码头规模合理匹配关系研究
• 4.4 无限容量和有限容量条件下服务指标的对比分析
• 4.5 不同因素对港口航道系统仿真结果的影响分析
• 4.5.1 单线航道系统仿真结果的影响分析
• 4.5.2 双线航道系统仿真结果的影响分析
• 第五章 基于调度优化的港口双线航道系统分析研究
• 5.1 港口双线航道系统调度优化的思路
• 5.2 调度优化前后港口航道服务水平的分析研究
• 5.3 调度优化对锚位数的影响分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢