1引言

1.1研究背景及意義

1.1.1研究背景

現(xiàn)代化的集裝箱港口普遍采用岸邊集裝箱裝卸嬌(簡稱岸橋)進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)。作為"龍頭"裝卸設(shè)施,岸橋在集裝箱船舶裝卸流程中,尤其是在提升集裝箱碼頭裝卸效率方面,扮演著重要角色。同時(shí),船舶港口停留時(shí)間和運(yùn)輸效率主要取決于裝卸速率及集裝箱的裝卸順序。近年來,港口物流業(yè)務(wù)發(fā)展越來越迅速,港口存在船舶壓港的問題,究其原因主要有兩個(gè),其一是因?yàn)楦劭谌萘考芭涮自O(shè)施不能夠與物流發(fā)展進(jìn)度相匹配,其二是山于在現(xiàn)有的資源和配套設(shè)施下,港口沒有進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化,進(jìn)而削弱了港口的裝卸能力。因此,如何合理的分配岸橋,研究和調(diào)整裝卸作業(yè)工藝,最大限度地縮短完成船舶裝卸需要的時(shí)長,進(jìn)而降低船舶因滯留帶來的時(shí)間成本,減少物流費(fèi)用,使其發(fā)揮最大的功效是研究的重點(diǎn)。

本文將研究港曰相鄰泊位集裝箱岸橋調(diào)度的問題,一般來說,為了提離作業(yè)效率,減少船舶在港時(shí)間,兩泊位的岸橋可以相互調(diào)度。如圖1-2所示,遠(yuǎn)方船舶陸續(xù)到達(dá)泊位區(qū)進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè),泊位1有臺(tái)岸橋,泊位2有＆臺(tái)岸橋,本文將研究泊位1(泊位2)什么時(shí)候調(diào)、調(diào)多少臺(tái)岸橋到泊位2(泊位1)才能使得兩泊位工作效率最高,使得兩泊位靠泊船舶平均逗留時(shí)間最短。

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1.2研究內(nèi)容及方法

1.2.1研究內(nèi)容

第一章引言。介紹研究背景,闡述了研究重點(diǎn),即基于排隊(duì)論的集裝箱岸橋調(diào)度,隨后,對(duì)本文研究意義、主要內(nèi)容、方法、結(jié)構(gòu)框架等進(jìn)行了深入探討,然后,介紹了截至目前國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀。

第二章相關(guān)概念及理論。介紹集裝箱媽頭布局、集裝箱碼頭物流作業(yè)、集裝箱岸橋、岸橋裝卸船作業(yè)、排隊(duì)系統(tǒng)及研究排隊(duì)模型的主要方法、Anylogic的仿真機(jī)理及優(yōu)越性等相關(guān)概念及理論。

第三章基于排隊(duì)論建立集裝箱岸橋調(diào)度模型。本章根據(jù)集裝箱碼頭岸橋裝卸集裝箱作業(yè)特點(diǎn)及服務(wù)速度可變的排隊(duì)理論,建立了基于排隊(duì)論的集裝箱岸橋調(diào)度模型。

第四章Anylogic仿真實(shí)驗(yàn)。本章基于第王章的集裝箱岸橋調(diào)度模型,借助Anylogic仿真工具建立仿真模型,并采用阿姆斯特丹港口的數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

第五章結(jié)論與展望。本部分總結(jié)了本研究的研究成果,闡明了本文的創(chuàng)新點(diǎn),并指出研究存在的不足,指明了未來針對(duì)相關(guān)問題進(jìn)一步研究和探討的方向。

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2相關(guān)概念及理論

2.1集裝箱碼頭作業(yè)

2.1.1碼頭物流作業(yè)

集裝箱碼頭物流作業(yè)涵蓋面包括從船舶到港至船舶完成裝卸作業(yè)離港,主要包含兩大部分,其一是船舶的裝卸,另一個(gè)是集疏運(yùn)作業(yè)。船舶抵達(dá)港口到離開港口的裝卸流程如下:

(1)船舶抵達(dá)港口,停泊靠岸:

(2)岸橋開始裝卸作業(yè);

(3)內(nèi)部集卡把岸邊的集裝箱運(yùn)到堆場(chǎng)(從堆場(chǎng)運(yùn)到岸邊);

(4)場(chǎng)橋裝卸集裝箱;

(5)裝卸完畢,船舶離開港口;

根據(jù)圖2-1所示,裝卸工藝流程的硬件資源主要有岸橋、集卡和場(chǎng)橋。

(1)岸橋作業(yè)

岸橋在碼頭前沿,給停泊在泊位的船舶裝卸集裝箱,是整個(gè)碼頭作業(yè)流程中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在卸船作業(yè)中,岸橋把船舶的集裝箱吊起來,然后將其轉(zhuǎn)移到集卡,集卡再把集裝箱由岸邊運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng);在裝船作業(yè)中,岸橋同樣把集裝箱從集卡上吊起來,轉(zhuǎn)移到船舶上。

一艘靠港的集裝箱船,根據(jù)其大小及在本港裝卸箱量的多少,一般安排2-6臺(tái)岸橋同時(shí)對(duì)其進(jìn)行裝卸作業(yè),并盡量使各岸橋的作業(yè)量相等,以便各組同時(shí)完成作業(yè),保證船期。為了提高作業(yè)效率,需要對(duì)泊位區(qū)內(nèi)的岸橋進(jìn)行調(diào)度。本論文將研究這一問題。

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2.2岸橋作業(yè)

2.2.1岸橋

假定泊位數(shù)目和碼頭裝卸設(shè)備配備一定,那么岸橋主要有剛性作業(yè)配貴方式、均勻能力配置方式、不同能力配置方式、柔性配貴方式、集中作業(yè)配置方式6種配置方式,而在現(xiàn)實(shí)中,剛性作業(yè)配置方式(集裝箱碼頭前沿每個(gè)泊位配備一定數(shù)量的岸橋,并且裝卸作業(yè)過程中不允許相鄰泊位調(diào)用巧日柔性配置方式(起初每個(gè)泊位分配一定數(shù)目的岸橋,當(dāng)某一個(gè)泊位進(jìn)行裝卸時(shí),能夠隨時(shí)調(diào)用臨近空閑泊位的岸橋,如果空閑沾位有船�？�,那么之前抽調(diào)的岸橋?qū)?huì)回到原泊位作業(yè))是比較常用的方式,本研究借助仿真模型結(jié)合柔性作業(yè)配置方式,針對(duì)每個(gè)泊位固定配備相匹配數(shù)量的岸橋,此外,裝卸作業(yè)過程中可以抽調(diào)相鄰泊位的岸橋。

2.2.2裝卸船作業(yè)

集裝箱裝卸船作業(yè)的定義為將集裝箱由船上卸下或由堆場(chǎng)裝上船的作業(yè)流程,主要由出口裝船作業(yè)、進(jìn)口卸船作業(yè)、倒載作業(yè)等環(huán)節(jié)組成。

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3基于排隊(duì)論的集裝箱岸橋調(diào)度模型............26

3.1問題描述...............26

3.2問題假設(shè)................28

4ANYLOGIC仿真................33

4.1仿真模型................33

4.1.1仿真流程圖..............33

5總結(jié)與展望.................55

5.1全文總結(jié)..............55

5.2研究展望..................56

4Anylogic仿真

4.1仿真模型

4.1.1仿真流程圖

遠(yuǎn)方船舶陸續(xù)到達(dá)港口,此時(shí)泊位1、泊位2可能處于閑置也可能正在進(jìn)行裝卸船作業(yè),一艘船到達(dá)后,需要選擇泊位靠泊或排隊(duì)等待靠泊;若泊位1、泊位2有閑置泊位,就選擇閑貴泊位靠泊;若沒有閑置泊位,就需要判斷選擇進(jìn)入泊位1還是泊位2準(zhǔn)備靠泊,同時(shí)通過岸橋調(diào)度加快該泊位的裝卸服務(wù)速度。

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5總結(jié)與展望

5.1全文總結(jié)

本文以碼頭集裝箱裝卸橋(岸橋)為研究對(duì)象,主要研究了相鄰兩泊位多臺(tái)岸橋連續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化問題。本文基于服務(wù)速度可變的排隊(duì)理論,以集裝箱平均逗留時(shí)間最小化為目標(biāo)函數(shù),建立了基于排隊(duì)論的集裝箱岸橋調(diào)度理論基礎(chǔ)模型,并結(jié)合仿真方法進(jìn)行了模型驗(yàn)證與求解;通過仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M了岸橋調(diào)度優(yōu)化過程,最終得到了最優(yōu)的岸橋調(diào)度策略。港口管理人員可以結(jié)合港口實(shí)際情況,將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入仿真模型,得到仿真結(jié)果,通過分析仿真結(jié)果,制定合理高效的岸橋調(diào)度方案,從而提高整個(gè)碼頭的作業(yè)效率,減少船舶在港時(shí)間,提高港口效益。

本文主要研究內(nèi)容和研究成果如下:

(1)研究了相鄰兩泊位岸橋動(dòng)態(tài)調(diào)度問題,將岸橋調(diào)度過程分成船舶到達(dá)過程、船舶選擇泊位靠泊過程、集裝箱批量排隊(duì)過程、岸橋裝卸作業(yè)過程,岸橋調(diào)度過程,船舶離泊離港過程;

(2)建立了服務(wù)速度可變的集裝箱排隊(duì)模型,等待裝卸的集裝箱為顧客,相鄰兩泊位為服務(wù)臺(tái),岸橋?yàn)榉⻊?wù)人員,裝卸集裝箱過程為服務(wù)過程;泊位剛開始以一種服務(wù)速度裝卸集裝箱,發(fā)生岸橋轉(zhuǎn)場(chǎng)后,就以另一種服務(wù)速度裝卸集裝箱;基于服務(wù)速度可變的排隊(duì)理論,建立了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和微分方程組:該微分方程組可以通過L變換、補(bǔ)充變量法等求解,得到隊(duì)長分布、系統(tǒng)更新周期分布、等待時(shí)間等;

(3)在服務(wù)速度可變的集裝箱排隊(duì)模型基礎(chǔ)上,建立了集裝箱平均逗留時(shí)間函數(shù),但由于求解過程比較復(fù)雜,沒有得到最優(yōu)調(diào)度解;

(4)基于服務(wù)速度可變的集裝箱排隊(duì)理論模型,建立了相鄰泊位岸橋動(dòng)態(tài)調(diào)度仿真模型,可以通過設(shè)置泊位岸橋數(shù)量、船舶到達(dá)規(guī)律等數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,可以得到港口岸橋裝卸集裝箱作業(yè)的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),用來指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)（略）