仿真技术在港口管理中的应用文献综述

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港口航道交通流仿真模型的研究与分析

港口航道交通流仿真模型的研究与分析

港口航道交通流仿真模型的研究与分析摘要:随着我国社会经济的不断发展,船舶发展水平随之也得到了不断的提升。

就目前我国船舶的发展情况来看,其发展趋势逐渐趋向了大型化、高速化,且数量也不断增多。

该现象的出现使得船舶交通日趋繁忙,最终导致港口航道交通量不断增加,交通事故频频发生。

因此,加强对港口航道交通流仿真模型的研究与分析,不仅是船舶交通安全的基本保证,也将将促进船舶发展在今后得到进一步提升。

因此,本文将针对港口航道交通流仿真模型的研究与分析进行阐述。

关键词:港口航道;交通流;仿真模型研究分析引言:随着我国船舶行业的不断发展,现如今我国船舶逐渐趋向了大型化、高速化的方向发展。

在时间的不断推移之下,我国船舶的数量逐渐增多,船舶交通更是日趋繁忙。

在此背景之下,港口航道交通量也在不断的增加,船种与船型的变化更是使得港口航道船型变得十分混杂,在此期间即使实施不同程度的港口船舶交通管理,船舶交通事故仍然不可避免。

船舶交通系统作为人、船、环境三者之间相互影响的随机动态大系统,其变化规律虽然很难用确定的解析公式进行描述,但却可以用船舶交通仿真技术进行定量的研究分析。

由于该方法能够在极大的程度上掌握其变化的规律,并为方案论证提供相应的科学依据,因此,为提升船舶交通的安全性,相关人员需要对港口航道交通流仿真模型的研究与分析加以重视。

针对港口航道交通流仿真模型的研究与分析,本文首先将对船舶交通流的产生模型进行阐述,并对港口交通流仿真模型进行研究,以供参考。

1.船舶交通流的产生模型对于船舶交通而言,船舶交通宏观仿真模型所包含的内容主要有船舶模型与航路模型两个部分。

航路模型可以用航道长度、宽度、交通量和交通流类型等参数进行描述,船舶模型通常则需要用船长、航速以及船型等参数来描述。

本文所需要阐述的交通流主要指的是船舶流。

因此,在进行船舶交通流仿真的过程中,首先需要做的是根据海上交通实时动态的调查结果,确定船舶到达的规律。

通常情况下,船舶到达服从泊松分布,两船相继达到的时间间隔服从负指数分布,其概率函数为:f(x)=式中,x需要大于或者等于0;B为两船相继到达的平均时间间隔。

仿真技术在港口管理中的应用文献综述

仿真技术在港口管理中的应用文献综述

仿真技术在港口管理中的应用文献综述摘要:港口作为进出口贸易的重要通道,港口配置和操作效率直接影响着进出口贸易的物流速度和港口的经济效益,近年来,我国进出口贸易量的大幅增加对港口的机械配置和装卸效率提出更高的要求,港口机械配置和装卸效率的研究方法很多,其中将计算机模拟仿真技术用于港口研究的方法是一种科学有效的新方法。

文章综合了20世纪80年代以来国内外对仿真技术在港口应用中研究成果,在此基础上提出已有研究存在的不足及解决办法,以便为港口决策和理论研究提供参考。

关键词:计算机模拟;仿真技术;港口物流系统模型;通用性仿真模型1引言计算机模拟(Computer Simulation) 也称为系统仿真(System Simulation), 是20世纪50年代以来出现的一种新的科学方法。

它是建立在系统科学、系统识别、控制理论、计算技术与控制工程基础上的综合性很强的实验科学技术,利用数值计算机对客观存在的或设计中系统的结构和行为进行动态的模拟或表演,即在计算机上进行试验,以安全和经济的方法获得系统的有关数量指标,从而达到分析、研究与设计该系统的目的。

计算机仿真技术在港口工程领域的应用具有起步晚、发展快的特点,近年来已有不少研究成果。

2国内外研究现状2.1国内现状初大庆,陈员猷(1989年)提出了一个新的可用于研究港口货物集散的PCDM 模型,采用这种方法可帮助作出合理规划和为未来规划港口项目提供一种定量分析和评审的有实际价值的方法[1]。

王鹏,査红武(1995年)建立了港口生产营运系统的随机模拟模型,通过多次计算机仿真,预测了系统在可能运行条件下的发展趋势和变化特征,研究了单个营运参数变化对系统为了营运的影响,籍以探寻影响港口营运能力的瓶颈,为码头设计和港口管理提供了主要技术指标和信息[2]。

真虹(1996年)论述了采用计算机仿真与动态图形处理相征合的动态图形仿真技术辅助港口生产调度人员进行调度安排决策的方法。

计算机仿真技术在集装箱港口系统规划中的应用

计算机仿真技术在集装箱港口系统规划中的应用

收稿日期:2020-02-08作者简介:丁海军(1977—),男,江苏连云港人,本科,工程师,研究方向:计算机应用与管理。

0 引言港口作为世界贸易交流中重要的物流中转站,自身所具备的作用越开越重要。

伴随港口货物吞吐量直线式的发展以及港口装卸技术的研发与进步,港口船舶大型化发展趋势以及集装箱的比重成上升发展状态。

所以,在港口物资开展系统规划的时候需要充分发挥各个港口设备的能力,降低港口的装卸成本,是实现港口物资通过能力提高的必要手段。

传统物资的规划,通常只是凭借经验进行预测,但近年来的预测方法更多的采用仿真技术,在港口物资系统建立与实施之前,对所采用的仿真技术要进行评估,以便于进一步修改与决策。

仿真技术的应用在很大程度上降低了港口物资的周转成本,缩短了仿真技术的设计周期,同时为港口规划提供更加科学、合理的规划。

1 离散事件仿真简述(1)离散事件仿真钟推进方式。

仿真钟的主要作用是将时间变化的一个先后顺序清楚的反映出来,仿真程序的核心要旨就在于仿真钟的推进,推进作用是非常重要的。

仿真的本质就是整个系统建立在时间顺序中的一种动态描述。

(2)仿真系统结构模型与仿真策略。

对于一些港口离散事件系统比较复杂的仿真,由于从整体上构建一套完整的模型时候非常难的,也很难做到精准的程度,所以将复杂的系统划归为多个不同的独立个体,针对每一个独立的个体开展仿真系统的建立,最后将多个不同的个体系统实现一个串联,最终得到我们想要的整体仿真系统模型。

所构建的模型就是仿真结构模型,所运用到的构建方法称之为仿真策略。

2 计算机仿真技术在集装箱港口系统规划中的应用通常而言。

港口集装箱系统方仿真构架的步骤为:系统调查、数据资料分析、模型搭建、进行仿真、建模方案的修改以及仿真数据结果的输出等[1]。

2.1 开展港口调研,明确集装箱码头整体系统规划通过对港口码头集装箱实际吞吐量进行调查后,在充分保障港口货物区的消费费用控制在最低的情况下,费用通常包括:港口的装卸费用以及船舶在港口费用。

集装箱船舶在港作业对港口服务性能影响的仿真分析

集装箱船舶在港作业对港口服务性能影响的仿真分析

3 I AS E EP E
第7 第5 卷 期
2 2年 5月 01
2 集装箱船舶在港柔性作业 系统分析
集装箱船舶在港作业 以船舶到达锚地为起点 , 以船
仿真软件进行仿真建模实现, 该软件具有可视化 、 柔性 化和支持多语言开发的特点。
近年来 , 国际贸易的发展和全球经济-体化进程的 u 一 加快 , 使得全球集装箱运输呈现快速发展态势。码头是
在港服务的关键环节,也是码头服务水平的重要体现。
由于集装箱船舶在港作业系统的离散、随机和动态性 , 使得很难用传统数学分析方法对其进行分析 , 而模拟仿 真技术的发展已成 为船舶在港服务和港 口规划管理决
Vo . O. 17N 5
Ma. 02 v 21
中 国科 技论 文
C N C E CE A E HIA S I N P P R
第7 第5 卷 期
2 1 年 5月 02
集 装箱船 舶在港作业对 港 口服务性 能影 响的仿真分析
周 鹏 飞,肖美 贞,史瑞粉
( 大连理 工 大学建 设工程 学部,辽 宁大连 162 ) 10 4
39 2
策的重要分析手段。
集装箱码头 , 构建了码头动态多级服务排队网络 , 并运
l 仿真技术在港 口生产 中的研究现状
目前在港 口生产领域 , 仿真技术的研究成果有: 鲁 子爱等_ 1 构建了港 口生产的仿真系统 ,对港口吞吐量 、
用仿真技术分析了该集装箱码头 的最优机械配比和最 优桥 吊台数 ;韩晓龙等 采用 Ⅶ 编程技术 ,对基于事
Absr c :Th icee so h s ca d d n mi h rce it so es i p rt g s tm k t i c lt ea ay e ta t ed sr t, tc a t n y a cc a a tr i ft hp o eai yse ma ei df ut ob n lz d i sc h n i u i gm ah m aia m e o s Bae o hea ay i ftes i p rt gs se i ac nane e mia, i uainm o eso sn t e tc l t d . s d nt n lsso h hpo eai y tm n o ti rtr n ls h n m lto d l f c nan rtr ia p rt n eb i r u h tes f aeo e a Th o esa ec m p sd o hpt — ot o u e a o t ie m n lo eai sa ul t o g o w r f e o r th h t Arn . em d l r o o e fas i- p r d l, o m

虚拟现实技术在港口集装箱码头装卸仿真系统中的应用

虚拟现实技术在港口集装箱码头装卸仿真系统中的应用

随着世界科技与经济全球化和一体化的发展,港口集装箱码头装卸仿真系统也在不断的发展与完善,世界各地的港口集装箱的吞吐量上升速度极快,这使得人们对集装箱装卸系统的水平提出了越来越高的要求,以往传统的,集装箱装卸系统就是单纯的依靠设备的投入来提高集装箱的装卸速度,显然,这不是最有效的,最经济的方法,提高港口集装箱码头装卸仿真技术对提高集装箱的装卸速度是非常重要的因素,所以这就需要研究虚拟现实的技术,以达到提高港口集装箱码头装卸仿真系统的效率。

1 虚拟现实的技术在港口集装箱码头装卸仿真系统的关键技术1.1 港口的集装箱码头的装卸仿真系统的虚拟场景几何建模用虚拟现实的技术,对港口集装箱的码头装卸仿真系统需要建立景物模型,主要可分为3类景物模型,第一类是背景类,背景类景物模型主要是以天空为背景的模拟。

对各种不同的天气的状况可以建立相应的不同种类的背景模型,而视景的仿真技术也需要建立各式各样的仿真模型,其主要采用的是分形的技术方法为背景,可以有效的形成十分逼真的,天空的场景图像,但其缺点就是速度比较缓慢,达不到其仿真技术的实时性的基本要求,而在港口集装箱装箱的码头装卸的系统中,背景快速长成的技术是用简单的平面以及2次曲面来进行完成的,并且引入了一些随机的有效的纹理函数,要模拟天空的景物浓淡和透明的效果,来对各种的三维逼真天空的景物模型进行形成。

第二类是近景类,近景类景物模型主要包虚拟现实技术在港口集装箱码头装卸仿真系统中的应用张智博 天津港太平洋国际集装箱码头有限公司 300461括,装卸桥附近地面和集装箱堆场等场所,近景类景物模型是需要具体细节的描述,是港口的集装箱码头的装卸仿真系统的主要处理的对象。

近景是可以分为两大类的,第一个,地景类,目前,我国为有效的产生自然界地形,在建模方面的技术已经有很大的成就,然而却无法满足既具有真实感又具有其高效率的建模,其在实验中往往存在高效和真实感互相矛盾的情况,在视景仿真的技术中,其可以获得具有逼真,地貌特征的有效地形,首先,获取与地形轮廓数据有关的资料,接下来用纹理的技术和随机建模的技术对地形地势网格进行具有真实感的处理,以达到得到逼真地形的景象的目的。

基于Arena仿真的天津港大沽沙航道通过能力研究

基于Arena仿真的天津港大沽沙航道通过能力研究

口规划、建 设 和 运 营 管 理 决 策 提 供 重 要 理
论和技术支持。随着大沽口港区和南疆南
侧岸线码 头 的 快 速 建 设,进 出 港 船 舶 数 量
不断增加,尤其 5万 t级及以上大型船舶数
量有所增 加,大 沽 沙 航 道 船 舶 通 航 密 度 明
显上升,其 通 过 能 力 将 在 一 定 程 度 上 限 制 港区吞 吐 量 的 增 长。 因 此,为 了 对 大 沽 沙 航道的通 过 能 力 有 最 精 确 的 把 握,提 高 大
干散货作业区、原油码头区,南侧码头岸线 12.0km,规划为石化作业区、支持系统区和预留发展区。
港口航道通过能力是体现航道适航程
度的客观 指 标,是 港 口 服 务 水 平 以 及 核 心
竞争力的重 要 体 现[1]。当 前,航 道 通 过 能
力已经成为制约大型港口经济发展的瓶颈
因素之一,航 道 通 过 能 力 的 研 究 可 以 为 港
中航油码头
50000×2
煤油
50
2.1 RockwellArena仿真技术简介
圣瀚石化码头 50000×2 原油化工品
30
26.6万 m3 LNG及 FSRU
计算机仿真是通过计算机仿真软件建立现实系 LNG码头
102
LNG船
泊位
统的计算机模型,并利用计算机强大的数值计算能力
来运行模型,以获取和分析模型运行记录的仿真研究
过程。RockwellArena软件是美国 SystemModeling公
表 1 大沽沙航道南北岸线码头参数表 Tab.1Parameterdagushachannelnorthandsouthshoredock
码头泊位
1A、1B、1C 2#~3# 4#

关于集装箱自动化堆场物流系统仿真与分析的文献综述

关于集装箱自动化堆场物流系统仿真与分析的文献综述

关于集装箱自动化堆场物流系统仿真与分析的文献综述一、前言码头堆场是水陆集装箱的集散中转地,是连结码头前沿和后方大门的纽带,是整个码头物流系统连续、高效运行的保障,堆场的建设与管理是码头生产的重要环节。

建设自动化码头,将最大限度的提高堆场和码头的作业效率,减少人为差错,缩短船舶在港停留时间,加大港口码头的通过能力和服务水平,最大限度的保障工人的安全和降低运营成本,为港口带来新的效益。

因此,实现自动化堆场是现代集装箱港口装卸技术发展的必然趋势。

排队网络理论:集装箱自动化堆场的生产作业是一类典型的离散事件动态系统。

排队网络方法的特点是,可以考虑实际DEDS问题中不可避免的随机因素,并且从统计平均的角度来分析DEDS的过程性能,属于在统计性能层次上研究DEDS的建模与主要分析方法之一。

Witness仿真软件,是一款由英国Lanner Group公司开发的数值仿真软件,采用面向对象方法建模,主要用于物流系统规划与仿真、人力资源规划、邮政系统规划、资产投资评估、生产计划与调度优化等领域[03]。

Witness仿真软件具有用户界面友好、模型单元丰富、交互式面向对象建模、工程友好性强、执行策略灵活、实时动画显示、输入输出方式灵活、模型柔性好、提供软件间的数据接口、模块化建模、统计性能参数动态显示等优点。

二.国内研究现状随着世界经济的一体化,我国与世界各国贸易持续发展,集装箱港口吞吐量不断高速增长,这对集装箱港口装卸工艺和装卸技术装备提出了更新更高的要求,给码头的规划和管理带来了前所未有的挑战。

如何利用码头有限的资源设施,高效地实现港口装卸作业,已经是码头建设者和管理者所面临的一个重大课题。

作为国际运输链与物流供应链的重要环节,集装箱运输在现代物流业的发展中起着不可替代的作用,集装箱运输业不仅是国民经济的基础,同时也为国内外经济、贸易的发展做出了巨大的贡献。

经济的全球化、跨国经营和现代信息技术的发展推动着国际集装箱与现代物流进一步融合发展[01]。

虚拟仿真技术在智能化港口设备操作员培训中的应用

虚拟仿真技术在智能化港口设备操作员培训中的应用

虚拟仿真技术在智能化港口设备操作员培训中的应用1 引言VR(Virtual Reality,虚拟现实)仿真技术是对现实世界的虚拟和体验的一种计算机系统。

该系统利用计算机技术生成一个逼真的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使操作者产生身临其境的交互式视景仿真和信息交流,是一种先进的数字化人机接口技术[1]。

VR仿真技术应用涉及领域广泛,飞机船舶虚拟驾驶训练、城市规划、医学教育等领域常使用VR仿真技术进行模拟。

在智能化港口设备的培训中,可以通过VR仿真技术,对港口设备操作员进行具有交互性的培训。

一是设立贷款损失拨备机制将能抑制金融机构运行的风险率。

在金融运行中,金融机构能有充足的贷款损失拨备,就既能解决金融监管中顺周期性带来的预期损失,又能解决金融监管中顺周期性带来的非预期损失。

科学的贷款损失拨备机制能平稳经济上涨和经济衰退时金融机构对资金的需求。

2 VR仿真技术在智能化港口设备培训中应用的必要性依托于模拟器系统、用于过程控制的连接与嵌入服务器(OPC,Object Linking and Embedding for Process Control)通信、数学模型建立和远程操作台(ROS,Remote Operation Station)等软、硬件,构建了在智能化港口设备培训中使用的VR仿真技术。

这种开创性的培训方式,可让远程操作员在虚拟环境中亲身体验港口设备操作流程,从而达到智能化港口设备培训的要求。

VR仿真技术在智能化港口设备培训的应用是促进港口设备培训生动化的需要。

传统码头多数采用书面和实操的2种培训方式。

书面性的培训方式枯燥、难以形象化;实操的培训方式会降低现场港口设备的生产效率,加上现场各种因素影响,达不到培训效果。

运用VR仿真技术,使用与实际生产相同规格的ROS操作台,虚拟相同规格的港口设备以及添加多种影响因素的数学模型,可为学员提供更真实的培训课堂,使学员在高沉浸的虚拟环境下感知复杂港口设备的工作原理、功能演示与故障诊断[2]。

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( 上海海事大学 , 上海 2 0 3 ) 0 15
要 : 口作 为进 出 口贸 易的 重 要 通 道 , 口配 置 和操 作 效 率 直 接 影 响 着 进 出 口 贸 易的 物 流 速 度 和 港 1的 经 港 港 3 ' 济 效 益 , 年 来 , 国进 出 口 贸 易量 的 大幅 增 加 对 港 口的 机 械 配 置 和 装 卸 效 率 提 出更 高 的要 求 , 口机 械 配 置 近 我 港 和 装 卸 效 率 的研 究方 法很 多, 中将 计 算机 模 拟 仿 真 技 术 用 于 港 口研 究 的方 法 是 一种 科 学有 效 的新 方 法 。 章 其 文
来 已 有不 少 研 究成 果 。 (0 5 ) 对 一 个码 头 , 立 计 算 机 动 画 模 拟 模 型 , 20 年 针 建 研
2 国内外研究现状
究了在码头极限通过能力下 ,岸边集装箱起 重机 的配置 数量对 码头服务水平 的影响l。 l 齐越 (05年 ) ( 】 I 20 针对 现有 模拟方法 中的不足 ,即一个结点 和某一个循 环体 中的某
模 型 的方 法 。 ] 22 国外 现状 .
AS aae, W.en 20 . byk h W. Y u g(02年 ) 出 了一 种 应 用 模 提 拟模型 ( 使用 WIN S 软件 ) T ES 来模拟香港 葵涌货柜码头 行调度安排决策的方法。作者介绍了相应系统功能与结 构设计 , 以及一个 系统运行 的案例 , 助于港 口管理决策 的货柜处理业 ,目标是为 了更高的准确性调查到什 么程 有
rn 仿 评审的有实 际价值 的方法_ 王鹏 , l l 。 查红武 (9 5 ) 19 年 建立 装卸 工艺系统运用 Aea 真软件进行 了建模 和仿真 , 通过分 析仿真结果得 出最优 的装卸 工艺系统l。 1 刘华琼 2 】 了港 口生产营运 系统 的随机模 拟模型 ,通过多次计算机 20 对集 装箱港 口物流 系统 的结构 、 仿真 ,预测了系统在可能运行 条件下 的发展趋势和变化 甘 淑萍 安南(0 7年 ) 控制需求等进行了分析 ,提出了应用 A t d V .O u Mo 10 o 特征 , 研究了单个营运参数变化对系统为了营运 的影响 , 籍 以探 寻影 响港 口营 运 能 力 的瓶 颈 ,为码 头 设 计 和 港 口 仿 真 软件 构 建 具 有 离 散性 、随 机 性 特 征 的港 口物 流 系统 管理提供了主要技术指标和信息 。 真虹f96年) 述了采用计算机仿真 与动态 图形处 19 论 理相征合的动态图形仿 真技术辅助港 口生产调度人员进
综合 了2 0世 纪 8 年 代 以 来 国 内外 对 仿 真 技 术 在 港 口应 用 中研 究成 果 ,在 此 基 础 上 提 出 已有 研 究 存 在 的 不 足 0
及解决办法, 以便 为港 口决 策 和 理 论研 究提 供 参 考 。 关 键 词 : 算 机模 拟 ; 真 技 术 ; 口物 流 系统模 型 ; 用 性仿 真模 型 计 仿 港 通
计算机模拟 (o pt i u tn C m u rS l i )也称 为系统仿 真 仿真 , 明其有效性 I 杨 静蕾 、 以中(0 3 ) e m ao 证 6 】 。 丁 20 年 以上海 港外高桥集装箱码头 为例 , 过构建一个锚地 、 通 泊位 、 桥 ( s m S u tn,是 2 世 纪 5 年代 以来 出现的一种 S t i li ) ye m ao 0 0 新 的科学方法 。 它是 建立在系统科学 、 系统识别 、 制理 吊龙 门 吊 和集 卡 的 动 态多 级 排 队 网络 ,运 用 仿 真 技 术来 控 论 、计算技术与控制工程基础上 的综合性很强 的实验科 描述集装 箱码头装卸 系统l 聂 宝珍 (05年 ) 分泊位 7 】 。 20 从 装船计划和码头工艺三个方面 , 国内外集装箱码 对 学技术 ,利用数值计算机对客观存在的或设计 中系统的 分配 、 8 l 。 结构和行 为进行动态的模 拟或表演 ,即在计算机上进行 头运输规划的研究现状进行 了综合分析I 刘哲杨 晓毅 20 年 分析并建立 了港 口装运 系统的模拟模型 , 试验 , 以安全和经济的方法获得系统 的有关数量指标 , 从 刘奕(0 5 ) 而达到分析 、 研究与设计该系统的 目的。 计算机仿真技术 将港 口装运和计算 机模拟相结合 ,对不 同的设备配置进 得出相对应的一些系统特征值l 彭传圣 9 ] 。 在 港 口工程 领 域 的应 用 具 有 起 步 晚 、 展 快 的 特 点 , 发 近年 行了模 拟试验 ,
第2 9卷第 2期
V0. 9 No 2 1 . 2来自企 业 技 术 开 发
T ECHNOLOGI CAL DEVEL OPMENT OF ENTERPRI E S
21 0 0年 1 月
J n2 1 a .0 0
献 仿真技 术在港 口管理 中 的应 用文 综 述


莉 , 建敏 寿
21 国 内现状 . 初 大 庆 , 员 猷 (9 9 ) 出 了 一 个 新 的可 用 于 研 种流元必须具有相 同的特性和参数 的问题 ,提出了流元 陈 18 年 提 苗明 , 晓霞 , ” 郭 究 港 口货 物 集 散 的 P D 模 型 ,采 用 这 种 方 法 可帮 助 作 异性 的变参数随机循 环网络模拟方法 I。 CM 姚夏莉 (06年 )基于离散事件建模 理论对 集装箱 港 口 20 , 出合理 规 划 和 为未 来 规 划 港 口项 目提 供 一 种定 量 分 析 和
中图 分 类号 : 6 13 文 献 标 识 码 : U5. A 文 章 编 号 :06 83 (00 0 — 02 0 10 — 9 7 2 1) 2 06 — 2
1 引

模型对集装箱空箱调运系统(A C ) CES 进行 了分析 , 构建空
箱 调 运 的 pt 网模 型 ,并 利 用 epc仿 真 软件 进 行 模拟 ei r xet
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