11章 港口集装箱物流系统仿真

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艘船在港停泊时间数 泊位利用率:它是指统计期泊位占用小时数占泊位日历小时数的比重,
反映泊位综合利用程度
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头的主要评价指标有:
堆场容量:它是指同一时间内最大安全堆存箱量。计算单位为TEU。 平面箱位:它是指不考虑堆放层高的集装箱箱位个数 堆存箱数:是指统计期内进入堆场的集装箱量的总和。它是反映堆存
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12.2.2 港口集装箱物流系统的作业流程
港口集装箱物流系统的总体流程如图12.4所示
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12.2.2 港口集装箱物流系统的作业流程
它由五个子流程组成,它们相互关联,共同完成港口集装 箱物流系统的各项功能,这五个子流程分别是: 进港卸船 集装箱分类 堆场运作 货物集卡外运 装船出港
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱拖挂车:俗称集卡,承担从码头前沿至堆场、堆 场内箱区间的水平运输。集卡由拖头和拖架(又称拖车) 两部分组成,拖头专职拖拉,拖架专职承载集装箱
集装箱跨运车:可以承担码头前沿与堆场之间的集装箱 水平运输,以及堆场的堆码和进出场集装箱拖车的装卸 作业,但其堆高高度有限,运行速度也不快
利用设备对象库快速地建立有针对性的系统模型,通过三 维模型的动态显示可以给建模者以启发从而对实际的工作 有更好的指导
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12.2 港口集装箱物流系统的作业流程
12.2.1 港口集装箱物流系统的描述 12.2.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.2.3 港口集装箱物流系统的离散模型分析
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12.2.1 港口集装箱物流系统的描述
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述ຫໍສະໝຸດ Baidu
集装箱码头的基本组成主要分为码头设施和装卸搬运设备 集装箱码头设施主要是提供集装箱运输、堆放及装卸搬 运的场所、通道和相关的基础设施; 集装箱装卸搬运设备是集装箱码头作业的主要承载体, 是集装箱码头物流作业必不可少的重要工具与装备
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港口设施设备
港口基础性设施
工作量的指标,但有一定的局限性 平均堆存期:是指统计期每箱平均在堆场堆存的天数。它是反映箱在
堆场内的滞留时间 平均每天堆存箱数:指统计期平均每天堆存的箱数量 堆场利用率:指统计期平均每天堆存箱数与堆场容量的比值。它是反
映堆场容量利用程度的指标 机械利用率:是指在装卸机械日历总时间中机械工作时间所占的比重,
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
作为一个配套设施齐全的港口码头,主要建筑有码头、堆 场、仓库、商务区及其各类配套建筑设施。现代港口进行 布局时,要充分考虑港区作业的特点,尽可能使布局有利 于工作的开展
集装箱重箱堆场可以布置港口最前方,即紧邻码头的前方 堆场处,空箱堆场则应布置在重箱堆场之后靠近修箱间的 位置
下面对这些区域的仿真模型及参数设置具体情况进行详细 阐述
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
1)装船进港区:这是仿真的事件源和起点
它由五个发生器(source)、一个合成器(combiner)、五条输 送线(conveyor)构成
其中source_ship,生成船舶,其他source分别按设定的时间间隔 生成四种类型的集装箱,以不同的颜色区分其类型
一个港口集装箱物流系统由数个相互关联的物流系统组成,其系统构 成如图12.2所示
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12.2.1港口集装箱物流系统的描述
它一般可以分解为四个系统
前沿装卸系统:岸桥将集装箱从船舶上卸载,并在前沿码头对集 装箱进行分类,放入各自的缓存区,等待集装箱叉车提取
水平运输系统:集装箱叉车或集卡在码头前沿、堆场区之间进行 集装箱的运输
合成器combiner1把船舶和四种集装箱进行绑定,四种集装箱的数 量分布服从一定的比例,用来模拟一条满载的进港船舶
四条输送线conveyor1-4负责集装箱的输送,一条输送线 conveyor5用来运输装好集装箱的船,模拟船进港的航行路线
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
堆场装卸系统:集装箱的存放、集装箱起重机对集装箱的装卸搬 运作业以及集装箱的管理等
大门检查系统:对于进出集装箱码头的空车或满车进行检查
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12.2.1港口集装箱物流系统的描述
根据各个子系统的功能需求,设计港口集装箱物流系统的 总布局如图12.3所示
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12.2.1港口集装箱物流系统的描述
集卡:将托盘的外形换为集卡的形象,利用一个隐藏的合 成器(Combiner)来实现集装箱起重机将集装箱吊放在集 卡上的动作,便可以设计出一集卡
其它设备对象 船舶—发生器(source)生成的临时对象,对其三维外 形进行自定义和改造 集装箱—发生器(source)生成的临时对象 传输线—输送线(conveyor) 集装箱缓存区—缓存区队列(queue) 堆场—货架(rack)
反映装卸机械的利用程度
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12.1.2 港口集装箱物流系统仿真目的
集装箱码头仿真的目的主要是在Flexsim的仿真软件平台上 建立一个针对集装箱码头的作业系统仿真平台
对集装箱装卸设备对象库以及集装箱搬运规则所涉及的关 键技术进行研究
根据设计的码头设施配备情况和一些预测参数,通过模拟 集装箱到港靠泊、装卸船以及堆场中的装卸作业等方面的 动态过程,对港区设备配置、处理能力及年吞吐量等重要 参数进行综合分析评定
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12.3.2 港口集装箱物流系统的设备建模 设备建模:
岸桥:本仿真中通过自定义Operator对象来重新建立岸桥的仿真模型 集装箱起重机:利用Flexsim自带的起重机(crane)模型模拟 集装箱叉车:直接使用Flexsim模型库中的叉车(transporter)
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12.3.2 港口集装箱物流系统的设备建模
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
堆场:是指集装箱码头内,所有堆存集装箱的场地。堆 场分为前方堆场和后方堆场
集装箱货运站:主要用于装拆箱作业,一般建于码头后 方、靠近码头外公路或铁路的区域
控制室:一般设置在办公楼的高层,以便于看到整个码 头上各作业现场
检查口:俗称道口、闸口或检查桥,是集装箱码头的出 入口
四个子系统的设备分别有: 前沿装卸系统设备:装船、卸船码头各一个,一座常规岸
桥,一条集装箱分类输送线 堆场装卸系统设备:堆场,轮胎式龙门起重机 水平运输系统设备:五辆集装箱叉车和若干辆集卡 大门检查系统主要设备有:大门设备,主要检查集卡和集
装箱的信息
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12.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.2.1港口集装箱物流系统的描述 12.2.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析
装船进港:这是仿真的事件源和起点。用四个源对象按一 定比例产生出集装箱,模拟集装箱到达;一个源对象产生 出船舶,然后通过合成器对象关联后模拟集装箱装船后进 港
分类码头:到港船舶卸船,通过分类码头把到港集装箱分 类,再由叉车运往相应堆场。在仿真中设置了四种不同类 型的集装箱:重箱、空箱、冷藏箱和特种箱,通过不同的 颜色加以区分
港口集装箱物流系统研究的对象主要是集装箱码头。 集装箱码头是指包括港池、锚地、进港航道、泊位等
水域以及货运站、堆场、码头前沿、办公生活区域等 陆域范围的能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具 有明确界限的场所。 集装箱码头是水陆联运的枢纽站,是集装箱货物在转 换运输方式时的缓冲地,也是货物的交接点,因此, 集装箱码头在整个集装箱运输过程中占有重要地位。
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
堆场运作:在布局模型中设置有五个堆场,其中两个重箱 堆场,一个特种箱堆场,一个空箱堆场,一个冷藏箱堆场
货物集卡外运:堆场集装箱起重机把集装箱放在集卡上, 集卡再把集装箱外运出港口到吸收器对象
装船出港:先将集卡运来的集装箱由合成器放在缓存区内, 再由岸桥设备装船后出港
第12章 港口集装箱物流系统仿真
12.1 港口集装箱物流系统概述与仿真目的 12.2 港口集装箱物流系统的作业流程 12.3 港口集装箱物流系统的仿真模型 12.4 仿真运行及数据分析
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12.1港口集装箱物流系统概述与仿真目的
12.1.1 港口集装箱物流系统概述 12.1.2 港口集装箱物流系统仿真目的
港口经营性设施
港口水域设施
港口航道、锚地、 港口防波堤、助航设施
系船设施
码头泊位、浮码头 (趸船)、系船浮筒
装卸设施 港口库场
交通和配套设施
港区道路、港内铁路、 港区供电设施
信息网络设施
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头通常应具备的主要码头设施有:泊位、码头前 沿、集装箱堆场、货运站、控制室、检查口、维修车间等, 它们的作用分别如下: 泊位:是指在港内为了进行装卸,给船舶停泊靠岸,并 有一定长度岸壁的地方。船舶靠或离泊时,所需岸壁线 的有效长度一般为船舶长度的1.2倍 码头前沿:是指沿码头岸壁线,从码头岸壁到堆场这一 部分的码头面积。考虑到岸桥轨距不同,集装箱码头前 沿宽度一般为30-60米
典型的集装箱码头现场实景图如图12.1所示
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
码头装卸企业生产的特点: (1)生产的连续性 (2)组织的协作性 (3)生产任务的不平衡性 典型的集装箱码头现场实景图如图12.1所示
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱维修车间:一般设置在不影响集装箱码头作业的 后方
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12.1.1 港口集装箱物流系统概述
集装箱码头通常应具备的装卸搬运设备主要有:岸桥、场 桥(分为轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机)、跨运 车、叉车、集装箱拖挂车等。它们的作用分别如下: 岸桥:称桥吊、装卸桥,是集装箱码头用的最大型的、 价值最昂贵的装卸机械。它是码头装卸设备的龙头,负 责装卸集装箱船舶 集装箱起重机:可分为轮胎式龙门起重机和轨道式龙门 起重机 集装箱叉车:又称铲车,主要负责拆装箱作业和空箱堆 码作业
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
在对港口集装箱物流系统设备进行建模的基础上,现在可 以构造整体的仿真模型,仿真的全景图如图12.8所示
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12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
仿真系统的总体流程图如图12.9所示,它分为五个具体的 区域:装船进港区、分类码头区、堆场运作区、货物集卡 外运区和装船出港区
当船舶到达港口后,若有泊位空闲,则立即接受服务,否 则在锚区停泊排队等待
当一个码头泊位的服务结束后,若队列中有等待的船舶, 按先到先服务的原则为其服务
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12.3 港口集装箱物流系统的仿真模型 12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计 12.3.2 港口集装箱物流系统的设备建模 12.3.3 港口集装箱物流系统的仿真
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
本仿真案例设计了一个由五部分区域组成的典型的集装箱码头物流仿 真系统,它的五个功能区域为:装船进港区、分类码头区、堆场运作 区、装船出港区和货物集卡外运区
该集装箱物流系统的全景布局图如图12.5所示
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12.3.1港口集装箱物流系统布局模型设计
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12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析 集装箱码头物流系统工作环节多,其作业受到许
多随机因素的影响,它是一个典型的离散事件系 统,由两个典型的排队系统组成
一个是到港船舶的排队系统 另一个是堆场集卡的排队系统
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12.2.3港口集装箱物流系统的离散模型分析
集装箱码头到港排队系统中,系统服务的对象是到港船舶, 系统的服务台是码头泊位
集装箱码头的主要评价指标有:
集装箱吞吐量:它是指经由水路运进、运出港区范围,并经装卸的箱 量,它是反映港口船舶装卸任务量的指标。
箱位比:它是指标准箱数与自然箱数的比值,可以粗略反映箱型结构 变化情况。比值越大说明大箱的比重越大,反之则越小
船舶停泊艘次数:它是指统计期内在港停泊船舶艘数的累计数 船舶平均每次在港停时:它是指船舶从进港时起到离港时止,平均每
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