计算机模拟技术在港口工程设计中的应用

孟薇薇

摘 要：早在上个世纪80年代，国外学者就已经结合目前港口工程涉及的现实条件，站在宏观发展的角度结合计算机模拟技术的实施情况进行有效的分析研究，通过对港口工程专题设计对不同货种码头港航道进行深入界定以及分析，并且采取案例对比的形式进一步的掌握与模拟模型相关的技术特点以及在实践港口工程设计中的应用要求。

关键词：计算机；模拟技术；港口工程设计

一、模拟技术

模拟技术与仿真技术存在一定的交叉以及重合，如果站在传统意义的角度对现有的模拟进行分析，那么主要涉及离散型模拟以及连续性模拟这两个不同的种类，本文则结合离散型模拟的具体运作情况，立足于模拟技术在不同工业以及商业领域中的应用要求进行系统的分析以及研究，积极地将预测评估以及诊断相结合。其中模拟技术研究主要以系统的复杂性为切入点和核心，积极的了解不同的构成元素，分析元素之间的动态联系情况以及随机性，对不可试验性以及相关的物理模型进行有效的分析，了解各种实验研究的具体特点。在应用模型技术对不同的系统进行分析以及研究时主要分为几个不同的步骤，第一个步骤是系统分析，该步骤主要立足于每一个元素的具体运作规律来对实际的系统以及定量化进行有效的研究，第二个步骤则是模型的构造，技术人员需要以系统分析结果为切入点，深入的了解不同的概念模型，通过计算机语言的深入分析来真正的建立深层仿真模拟模型。第三步则是模拟试验，仿真模拟模型需要通过不同的实验对比来了解最终的答案，保障答案的正确性以及合理性，积极的结合最小综合成本的具体实践方法来实现设计方案的优化以及升级，如果成本的计算面临着诸多困难以及障碍，工作人员可以结合系统考察的实质情况进行不同设计方案的综合对比及分析。

二、计算机模拟技术在港口工程设计中的应用

（一）、码头装卸系统模拟技术在我国的应用与发展

中国交通部第一航务工程勘察设计早在上世纪70年代就已经结合目前码头工程设计的实时情况，通过引进外资的形式来建设规模较大的港口码头工程，在实践运作的过程之中，我国交通部门积极地加强与其他部门之间的合作，采取跨国合作设计的形式来真正的实现综合设计质量以及水平的提升。但是当时我国还处于改革开放的初期阶段，与国际港口工程设计相关的各类理念以及理论还不太成熟，无法真正的对现有的先进技术进行进一步的分析以及了解，其中南开大学数学系以及中科院开始通过数学研究的形式，积极的对现有的计算机模拟技术进行进一步的分析，并将其成功地应用于我国著名的码头工程设计之中。

（二）、筒仓的合理规模

在港口工程设计中，计算机模拟技术发挥着关键的作用和价值，在应用该技术时首先需要了解检测的具体规模，通过对码头以及减仓装卸工艺系统的仿真模拟积极的了解投资方关心的具体问题，其中主要包括货船系的利用率，泊位的利用率，筒仓仓容。从目前来看，仿真模拟模型主要包括堆场、卸车以及装船这三个字的系统，另外还包括泊位的比例，品种，煤炭运量，泊位的数量等级以及到达船舶的比例和相关的配备要求。

为了能够保障最终研究的合理性以及科学性，在实践运作的过程中需要针对每一个环节之中的具体运作情况了解筒仓的相关容量，通过模拟实验的形式来对不同的方案进行综合的对比以及分析，如果筒仓达到了一定的规模，那么实际容量会产生相应的变化，同时筒仓容量的变化会对现有的卸车系统作业产生一定的影响，普通容量之下的卸车系统具体的等候时间以及排队长度有所区别。

（三）、装卸机的合理配比

船舶到港的时间会受到许多不确定性因素的影响，随机性相对比较大，因此在前期码头设施设计的过程之中必须要保障泊位上船不停满船，但是这一概率非常的低，同时还需要积极的完成4到5个小时的辅助作业，因此在该阶段之中需要直接利用装船机进行分析。同时结合我国著名港口统计资料的具体运作情况可以看出，船舶设备老化等不同的因素在现有港口运营之中所占有的比重较高，同时实际的等候时间差异较大，通过对模拟计算模型深入分析以及研究可以了解栈桥码头建成之后两侧靠船的具体分析情况，通过靠船收数的概率对比，了解同时作业装船机数量的具体分布，以此来对实际的布置方案的合理性进行深入的研究。

（四）、模拟技术在其他港口工程中的应用

从目前来看，在通过计算机模拟技术对现有的港口工程设计进行应用以及分析时，不同款和工程中的应用要求以及水平有所区别，大部分的企业以及社会经济组织结合货运码头具体的装卸工艺特点，将装散水泥、原油以及散装化肥等不同的大宗货物进行分类以及归纳，积极的建立装卸系统模拟模型，专门的设置最佳的连续布置长度，基督教提出相应的解决方案，另外在工程项目设计的过程之中，计算机模拟技术以及相关的模型发挥着关键的作用和价值。

三、连港航道通航能力的模拟

从目前来看，在与他国进行交流以及合作的过程之中，我国对外贸易量呈现着不断上升的趋势，同时航道规模也获得了较快的扩张，船舶开始呈现着大型化的发展方向，大部分的港口进港航道已经难以适应目前我国港口生产的实质需要，因此必须要积极的投入更多的人力物力以及财力对现有的工程进行不断的扩建以及改造。其次，航道通航所涉及的影响因素比较复杂，难以真正的利用定量评估的形式了解现有的航道通航能力，工作人员首先需要立足于目前钢和工程设计规范的实质要求，通过对港口运作情况的深入分析以及研究来积极的对现有的港口应用模型进行不断的优化以及升级，通过这种形式来更好的保障计算机模拟技术作用发挥的有效性。

四、结语

在我国港口工程设计之中，模拟技术的应用不太广泛，结合目前码头装卸系统模型的深入分析以及研究可以看出，一些大宗散货类的码头应用成功率相对比较高，对此在实践分析的过程之中设计工作人员必须要结合计算机模拟技术的实时情况，通过对港口工程设计环节的深入分析以及研究來充分的发挥该技术的作用和价值。

参考文献

[1]杨兴晏，魏恒州.沿海港口集装箱码头合理的泊位利用率分析[J].港工技术.2004（03）

[2]朱宏伟.计算机模拟技术在港口工程设计中的应用与发展[J].城市建设理论研究：电子版，2012（16）.

[3]张铭强，商剑平，王诺.计算机模拟在港口规划中的应用[J].水运工程，2005（2）：33-36.

[4]杨兴晏，魏恒州.沿海港口集装箱码头合理的泊位利用率分析[J].港工技术.2004（03）

（作者单位：响水县港口管理监察大队）