计算机仿真技术在集装箱港口系统规划中的应用

摘要：伴随全球经济的不断发展，对外贸易已经是各个国家实现对外交流的重要方式。物流作为经济发展中的新兴产业，被人们称之为“第三利润源”，在全球范围内迅速崛起。本文深入分析了传统集装箱码头规划设计方法的缺点。为了优化集装箱港区货区的规划设计积极引入了计算机仿真技术，对其仿真技术规划方法的应用与步骤进行阐述，以便于更好的服务于港口集装箱货运工作。

关键词：计算机仿真技术;集装箱港口;模型

中图分类号：TP391 文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00

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。在具体设计方案中，当船听停泊装卸货物的效率不变的时候，假设要进一步实现泊位使用效率的提高，必然会造成等到停泊靠岸的货船排起长队，货船等待停泊的时间必然会加长，所需要付出的代价就是在港口费用的增加。相反，如果到港的货船不用等泊位，就会出现泊位空置的现象。

2.2集装箱作业船型箱型以及吞吐量资料预测分析

（1）吞吐量以及箱型的预测。港口的吞吐量大小直接影响到泊位的数量，堆场大小以及集装箱有关装卸工艺等方式[2]。集装箱的箱型也对港口的分区以及布局有一定程度的影响，特别是在拼装箱的比例方面。（2）船型大小的预测分析。船型的大小直接影响到泊位的数量，泊位的长度以及泊位沿岸或者离岸的状态。

2.3通过数据分析，规划集装箱港区的总体布局

（1）计算泊位的数量：

计算公式中，n-泊位数量;Q-通过该集装箱港口码头的年作业量;Pt-单个泊位的年通过能力;Ty-泊位年作业的天数;MG-一艘货船的载货量;Ap-泊位的利用效率;tg-每个昼夜装卸作业时间;tf-辅助作业的时间;P一船舶每小时的装卸效率。

（2）进出口车辆交通数量以及车道计算。通過对码头港口集装箱一年的货物量、拼装箱每年开展工作的天数以及车辆自身的平均载货量进行数据收集，计算出港口港口进出车辆每年平均实现双向交通运输的流量值，然后结合交通流量最终计算出车道的规划数量。

（3）港口码头区域的总体仿真设计、布置以及对集装箱装卸方式的选择进行明确，通过相关数据计算出港口码头的整体规划。

2.4港区集装箱作业流程以及动线规划

对于港口集装箱主要的操作流程：装卸船舶;集装箱运输;集装箱拆装作业以及集装箱集散流程。港口码头范围的总体设计与布置，首先对集装箱所采取装卸的工艺进行明确，其次，根据港口集装箱的作业流程以及相关集散规划综合考虑。

2.5港口集装箱作业的计算机建模以及仿真

（1）创建系统结构模型。首先要明确仿真策略以及仿真钟的选择，可以将整个港口仿真系统规划成几个独立的个体，同时创建各自独立的仿真模型。其次，这对独立、小模块的仿真个体选择科学、合理的仿真策略，将多个小模型连接为一个能够正常运行的大模型。仿真模型的建立所遵循的要求：集装箱港口码头本身具有的离散业务流程，主要分为如下几大步骤：装卸船模、离散模块、拆装、堆场以及其他有关数据模块。数据模块可以细分为：初始数据以及数据统计。

（2）对仿真的目的进行明确，选择与之相符的仿真软件。集装箱码头执行仿真的目的：根据所设计出来的码头有关设备具体情况以及一些必要的预测参数，通过对集装到达港口停泊、开展货物装卸以及堆场中有关装卸作业进行模拟设计。针对港区道路交通的船舶流量，车辆的通过能力以及年货物吞吐量等重要模拟参数进行综合测评。当前，离散事件系统的仿真软件主要有CPSS、SIMULA等。

（3）明确有关随机变量的分布类型以及参数选择。在港口系统仿真技术应用过程中，对于港口系统建设规划中，港口车船到达港区可以对其进行服务的时间是不确定的，随机性很强。所以在进行仿真设计的时候，构建模型中随机参数与随机函数模型是必须的，同时对函数模型中的随机变量的全部分布、类型以及参数明确下来。

3結语

通过详细介绍计算机仿真技术在集装箱港区规划设计中的 应用，克服了传统设计方法设计周期长、成本高以及信息化程度低的缺点[5]。随着我国加入世贸组织，我国的水运事业的迅猛发展，计算机仿真技术必将在港口物流系统规划设计中得到越来越多的应用，为我国水运事业的发展增添新的动力。

参考文献

[1]刘春贤，安丽红.港口集装箱摆渡系统智能化实训装置的开发与应用[J].职业，2019（22）：100-101.

[2]魏兰清，胡志华，刘婵娟.基于有效距离的全球集装箱港口接近中心性研究[J].大连海事大学学报，2019，45（02）：9-18.

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。

Application of Computer Simulation Technology in Container Port System Planning

DING Hai-jun

（Jiangsu Lianyungang Port Logistics Holdings Co.， Ltd. Lianyungang Jiangsu  222000）

Abstract： This article deeply analyzes the shortcomings of traditional container terminal planning and design methods. In order to optimize the planning and design of the container port area， computer simulation technology was introduced in the design process， supplemented by examples to illustrate the application of the simulation technology planning method and its steps in order to better serve the port container freight work.

Keywords： computer simulation technology; container port; model