基于Anylogic的遼寧省撫順市華山物流園區(qū)內(nèi)部交通設計及其仿真分析
【摘要】 合理設計物流園區(qū)內(nèi)部交通是現(xiàn)代物流園區(qū)運作與管理的重要內(nèi)容之一,一方面合理的交通設計有助于園區(qū)內(nèi)外交通的協(xié)調(diào)調(diào)度,提高園區(qū)運作績效;另一方面,既定的設計規(guī)模下物流園區(qū)交通組織方案能否滿足園區(qū)作業(yè)需求,直接影響園區(qū)建設方案的合理性和可行性。本文針對撫順華山物流園區(qū)進行內(nèi)部交通設計及仿真分析,具有實際意義。本文分析了物流園區(qū)的概念和交通特性,結(jié)合撫順華山物流園區(qū)實例,在已知物流園區(qū)功能布局以及內(nèi)部交通系統(tǒng)交通量基礎上,運用交通設計的基本方法給出物流園區(qū)內(nèi)部交通組織方案,進行內(nèi)部交通設計;重點設計了園區(qū)內(nèi)部的道路、各出入口、停車場以及各功能區(qū)之間的交通組織方案等。進而,運用Anylogic軟件離散事件方法對物流園區(qū)內(nèi)部交通組織方案進行了模擬分析,結(jié)合物流園區(qū)內(nèi)部的日常車輛運動狀態(tài),重點展示了主出入口、交叉口、以及停車場等交通瓶頸處的交通運行情況,以檢驗道路設計方案和內(nèi)部交通組織方案是否能夠滿足物流園區(qū)對道路的通行能力和集散能力的要求。
第 1章 緒論
1.1 研究背景及研究意義
1.研究背景
當今社會,現(xiàn)代物流業(yè)在經(jīng)濟全球化中扮演著重要的角色,并且取代舊有產(chǎn)業(yè)成為一些地區(qū)的經(jīng)濟支柱和經(jīng)濟命脈,因而成為當下影響力最大的新興產(chǎn)業(yè)之一,F(xiàn)代物流業(yè)一方面受益于經(jīng)濟全球化的發(fā)展,另一方面又促進了經(jīng)濟全球化進程的進一步加快。隨著科技的飛速發(fā)展以及經(jīng)濟全球化程度的進一步擴大,現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)越來越凸顯出對推進經(jīng)濟全球化進程發(fā)展的作用。
但是,我國物流園區(qū)建設仍存在粗放規(guī)劃、重建設速度輕科學論證的問題,對物流園區(qū)的當前物流需求分析以及未來需求預測缺乏有針對性地深入調(diào)查和因地制宜;同時,由于物流園區(qū)占地規(guī)模大,園區(qū)內(nèi)部交通組織以及對城市交通的影響缺乏必要的交通影響分析,由此導致物流園區(qū)建成后內(nèi)部交通與園區(qū)作業(yè)流程不十分協(xié)調(diào),對外交通在出入口處出現(xiàn)堵塞,滿載車輛進不來,空車出不去等現(xiàn)象,這些問題使得物流園區(qū)的各項功能無法正常高效發(fā)揮。因此,因地制宜地、科學合理地進行內(nèi)外部交通設計,使內(nèi)外交通系統(tǒng)服務能力能夠滿足物流園區(qū)高效作業(yè)和與運作管理的要求,具有重要現(xiàn)實意義。
2.現(xiàn)實意義
本文通過對物流園區(qū)內(nèi)部交通的設計,使物流園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng)有效銜接,內(nèi)部交通組織流線順暢,園區(qū)內(nèi)搬運、中轉(zhuǎn)、移庫、拆裝箱等各項作業(yè)效率提高;園區(qū)道路滿足各類運輸車輛的通行要求,大型停車場需求得以充分滿足、秩序井然,園區(qū)出入口選擇和銜接設計能夠滿足物流園區(qū)工作日高峰小時的通行要求。物流園區(qū)的規(guī)劃與內(nèi)部功能區(qū)設計是物流園區(qū)建設項目技術可行性的重要內(nèi)容,但是其內(nèi)部交通設計作為輔助性內(nèi)容并未得到充分的重視,也缺乏明晰的設計方法加以保證其合理性,因此,筆者希望能通過對文獻研究和物流園區(qū)規(guī)劃案例分析,嘗試進一步完善物流園區(qū)內(nèi)部的交通系統(tǒng)規(guī)劃設計方法,并運用 Anylogic 仿真軟件,借助于仿真實驗方法,對提出的物流園區(qū)平面布置方案和內(nèi)部交通設計方案進行仿真模擬,再現(xiàn)物流園區(qū)工作日車輛運行狀態(tài),分析內(nèi)部交通運行狀況,檢驗道路設計是否能夠滿足物流園區(qū)對道路的通行能力和集散能力的要求,并重點展示主出入口、交叉口、以及停車場等交通瓶頸處的交通運行情況。從而給出交通措施,完善物流園區(qū)的內(nèi)部交通系統(tǒng)功能,提高其運行效率。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外對物流園區(qū)及其內(nèi)部交通設計的同類研究文獻并不多,多數(shù)文獻集中于物流中心、物流園區(qū)的規(guī)模確定方法和選址方法等方面。
我國大部分物流園區(qū)的規(guī)劃都是在總結(jié)國外物流園區(qū)建設、管理的成功經(jīng)驗的基礎上研究制定的。通過研究城市的區(qū)位優(yōu)勢及與周邊城市的經(jīng)濟關系,確定其區(qū)域性物流園區(qū)總體規(guī)劃及功能定位。其特點是起點高、規(guī)模大。然后對以滿足城市內(nèi)生產(chǎn)、生活消費品的高效配送為主要功能的市域內(nèi)物流園區(qū)的規(guī)劃。各地物流園區(qū)的規(guī)劃多由政府牽頭進行統(tǒng)一規(guī)劃,分期建設、合理布局。物流園區(qū)規(guī)劃均提倡以現(xiàn)代物流技術的應用為保障,建立物流基礎設施平臺和物流信息平臺。提高物流信息化和網(wǎng)絡化水平,以實現(xiàn)同國際接軌的現(xiàn)代物流園區(qū)的目標。
國外專家學者雖然對于物流園區(qū)的規(guī)劃設計研究做了不少工作,取得了一定的成果,但大部分還只是停留在宏觀的規(guī)模確定、選址、布局等方面,而對物流園區(qū)內(nèi)部系統(tǒng)的功能分區(qū)、交通系統(tǒng)、建筑設計以及景觀設計的研究較少,這就使得內(nèi)部交通設計成為物流園區(qū)規(guī)劃過程中的較為薄弱的環(huán)節(jié)。
周正柱和邵興東從國內(nèi)外物流園區(qū)的發(fā)展狀況入手,分析了物流園區(qū)建設成敗給我國帶來的啟示,其中物流園區(qū)在規(guī)劃與設計時應兼顧建設目標和運營管理目標,面向運營、系統(tǒng)優(yōu)化、面向效率改善的思想都是致力于改善。張永和王寧探討了城市物流園區(qū)交通影響分析的特點、分析框架和技術進行了探討,從城市物流園區(qū)交通影響評價角度,揭示了城市物流園區(qū)的交通流特征,給出了交通分析方法。戴越和陸建闡述了預測物流園區(qū)生成交通量的重要性,探討了綜合型物流園區(qū)生成交通量的預測思路。閆振英、朱曉寧和韓要穩(wěn)對物流園區(qū)交通設計的框架進行了研究,明確了物流園區(qū)交通設計的目的和重點,并提出了交通設計遵循的流程以及交通設計的具體包含內(nèi)容。
第 2章 物流園區(qū)概念及交通特性分析
2.1 物流園區(qū)的概念和分類
1.物流園區(qū)與物流中心概念辨析
(1)物流園區(qū)的概念 根據(jù)編制的《中華人民共和國國家標準:物流園區(qū)分類與基本要求》[8]的定義,物流園區(qū)的概念如下:
為了實現(xiàn)物流設施集約化和物流運作共同化,或者出于城市物流設施空間布局合理化的目的而在城市周邊等區(qū)域,集中建設的物流設施群與眾多物流業(yè)者在地域上的物理集結(jié)地。
(2)物流中心的概念 根據(jù)編制的《中華人民共和國物流術語標準》的定義,物流中心是指從事物流活動的場所或組織,其建設和規(guī)劃應基本滿足下列要求:
①主要面向社會服務;
②物流功能健全;
③完善的信息網(wǎng)絡;
④輻射范圍大;
⑤少品種、大批量;
⑥存儲、吞吐能力強;
⑦物流業(yè)務統(tǒng)一經(jīng)營、管理。
(3)物流園區(qū)與物流中心的區(qū)別和聯(lián)系
物流園區(qū)與物流中心均是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。它們之間存在密切的聯(lián)系。首先物流園區(qū)是由若干物流中心聚集在一起形成的,因此可以說物流園區(qū)是由物流中心發(fā)展而來的;其次物流園區(qū)與物流中心核心功能均是在物流系統(tǒng)中完成貨物的集散或者中轉(zhuǎn)。二者之間的差別主要體現(xiàn)在:物流園區(qū)是由多家從事物流服務的企業(yè)進駐形成的,服務能力強、物流設施設備水平高、社會化程度高,因而服務范圍和影響范圍不局限于其主要客戶和園區(qū)內(nèi)部企業(yè),擴展至周邊經(jīng)濟區(qū)域;而物流中心一般僅由單個或者少數(shù)物流企業(yè)經(jīng)營,服務功能趨向于簡單集成和專業(yè)化,因而其服務范圍有限,以服務園區(qū)主要客戶為主。
2.2 物流園區(qū)的交通特性
物流園區(qū)對影響區(qū)范圍的交通影響可歸納為以下兩點:第一,該類園區(qū)利用了較大規(guī)模的城市用地,提高了土地開發(fā)強度,勢必引發(fā)更多的交通需求,給城市路網(wǎng)帶來更大的交通壓力;第二,由于其產(chǎn)業(yè)關聯(lián)效應和按照生產(chǎn)力原則集聚布局,對城市路網(wǎng)的交通影響伴有生產(chǎn)組織周期、功能區(qū)位和混合交通流特征。
然而,物流園區(qū)內(nèi)部交通組織是屬于物流園區(qū)運營管理的內(nèi)容之一,深入研究和探討物流園區(qū)的內(nèi)部交通特點以及相關規(guī)律,有助于提高物流園區(qū)作業(yè)效率,增加管理績效。為了更準確地把握物流園區(qū)的交通規(guī)律以及特點,本節(jié)將分別從以下兩個方面分析物流園區(qū)的交通特性:物流園區(qū)的宏觀交通特性以及物流園區(qū)微觀交通特性。
1.物流園區(qū)宏觀交通特性
建立大規(guī)模物流園區(qū)的目標就是為了能夠向企業(yè)提供專業(yè)的、規(guī)模的、具有社會效益的物流服務,并使這種物流運輸服務通暢快捷。因此物流園區(qū)選址通常要在交通通暢便利之處,因此本文將從下述三方面分析物流園區(qū)的宏觀交通特性:
(1)位于交通通暢便利的地理位置
物流園區(qū)選址的首要依據(jù)就是具有交通區(qū)位優(yōu)勢,具體包括:
①外部交通是否便捷,是否緊鄰交通要道;
②到達最近的貨物運載樞紐是否便捷;
③園區(qū)周邊是否有足夠的空間用來建設發(fā)展物流基礎設施以及周邊產(chǎn)業(yè)等;
④園區(qū)是否緊鄰大型工廠企業(yè);
⑤是否能夠減少對城市交通以及生活的干擾;
⑥道路通行能力是否允許物流運輸網(wǎng)絡的建立以及發(fā)展。
第3章 撫順華山物流園區(qū)內(nèi)部交通設計.......13
3.1 功能區(qū)布置方案 ........ 13
3.2 內(nèi)部道路設計原則與依據(jù)........... 15
3.3 停車場規(guī)劃設計........ 21
第4章 撫順華山物流園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng)仿真分析.................33
4.1 Anylogic 仿真軟件介紹 ........ 34
4.2 離散事件仿真方法概述.............. 34
第5章 總結(jié)與展望..........51
5.1 主要研究工作總結(jié).............. 51
5.2 進一步需要解決的問題....... 51
第 4章 撫順華山物流園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng)仿真分析
本章調(diào)查獲得園區(qū)貨車和小轎車的生成交通量、車輛到達園區(qū)的頻次和數(shù)量、車輛在園區(qū)內(nèi)部各個功能區(qū)停留時間等基礎數(shù)據(jù);計算園區(qū)內(nèi)部各個主干道所需要承載的交通量;分析停車需求、確定停車場容量;應用 Anylogic 軟件中的離散事件仿真建模方法模擬園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng)運行情況,檢驗第 3 章提出的道路設計方案、交通組織方案是否能夠滿足園區(qū)對交通能力要求;并重點分析主要出入口、交叉口部分的交通狀況,識別是否發(fā)生擁堵和沖突等情況。
4.1 Anylogic 仿真軟件介紹
AnyLogic 是一款應用廣泛、集離散事件仿真方法(Discrete event simulation)、系統(tǒng)動力學(System dynamics)和智能體仿真方法(Agent-based modeling)于一體的仿真工具,可在任何Java 支持的平臺,或是 Web頁上運行模型仿真,可以創(chuàng)建真實動態(tài)模型的可視化工具,即帶有動態(tài)發(fā)展結(jié)構及組件間互相聯(lián)絡的動態(tài)模型。它的應用領域包括:控制系統(tǒng),交通,動態(tài)系統(tǒng),制造業(yè),供給線,后勤部門,電信,網(wǎng)絡,計算機系統(tǒng),機械,化工,污水處理,軍事,教育等。本文將利用 Anylogic 軟件,采用離散事件方法模擬物流園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng),從而檢驗交通設計是否能夠滿足物流園區(qū)對道路的通行能力和集散能力的要求;并重點展示主出入口、交叉口、以及停車場等交通瓶頸處的交通運行情況。
在計算機仿真過程中,AnyLogic 利用系統(tǒng)模型來對物理系統(tǒng)進行實驗,并借助于專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結(jié)果進行分析研究。根據(jù)所研究的系統(tǒng)不同,系統(tǒng)仿真又可分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件仿真,而物流園區(qū)內(nèi)部交通運作是一個復雜的多環(huán)節(jié)且并發(fā)性強的多維空間作業(yè)的離散事件系統(tǒng)。
第 5章 總結(jié)與展望
5.1 主要研究工作總結(jié)
物流園區(qū)的規(guī)劃與內(nèi)部功能區(qū)設計是物流園區(qū)建設項目技術可行性的重要內(nèi)容,但是其內(nèi)部交通設計作為輔助性內(nèi)容并未得到充分的重視,也缺乏明晰的設計方法加以保證其合理性,因此,筆者希望能通過對文獻研究和物流園區(qū)規(guī)劃案例分析,嘗試進一步完善物流園區(qū)內(nèi)部的交通系統(tǒng)規(guī)劃設計方法。本文在已知撫順物流園區(qū)功能區(qū)布局方案的基礎上,對物流園區(qū)進行內(nèi)部交通設計研究,目的是使物流園區(qū)內(nèi)部交通系統(tǒng)有效銜接,內(nèi)部交通組織流線順暢,園區(qū)內(nèi)搬運、中轉(zhuǎn)、移庫、拆裝箱等各項作業(yè)效率提高;園區(qū)道路滿足各類運輸車輛的通行要求,大型停車場需求得以充分滿足、秩序井然,園區(qū)出入口選擇和銜接設計能夠滿足物流園區(qū)工作日高峰小時的通行要求。
并運用 Anylogic 仿真軟件,借助于仿真實驗方法,對提出的物流園區(qū)平面布置方案和內(nèi)部交通設計方案進行仿真模擬,建立了物流園區(qū)流程模型和二維動畫展示模型。通過對物流園區(qū)內(nèi)部交通的動態(tài)模擬,再現(xiàn)物流園區(qū)工作日車輛運行狀態(tài),分析內(nèi)部交通運行狀況,對比了物流園區(qū)整體在同一時刻不同物流量時內(nèi)部交通的通行情況,檢驗道路設計是否能夠滿足物流園區(qū)對道路的通行能力和集散能力的要求;并并重點展示主出入口、交叉口、以及停車場等交通瓶頸處的交通運行情況,分析了其斷面流量,綜合證明了前文對該物流園區(qū)內(nèi)部交通設計是合理可行的;進而給出交通措施,完善物流園區(qū)的內(nèi)部交通系統(tǒng)功能,提高其運行效率。
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本文編號:10070
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