摘 要

随着经济全球化的不断深入，港口越来越成为连接全世界的重要枢纽，而集装箱港口随着集装箱标准化的不断推进也在不断更新港口资源标准配置。集装箱运输使运费大大降低，集装箱港口也如雨后春笋般涌现，竞争不断加剧。

为了在激烈的竞争中取得优势，对集装箱港口生产调度系统进行研究以提高装卸效率是必要的。本文利用仿真软件Anylogic对集装箱港口的生产调度系统进行仿真，由于集装箱港口的生产调度系统是一个非常复杂，动态且非连续的系统，所以可以建立一个基于排队论的离散事件动态系统仿真模型。用此模型来反映集装箱港口生产调度系统的真实运行情况，并以湛江国际集装箱码头为例来分析集装箱码头生产调度系统中存在的问题，再对这些问题出现的原因作出合理的解释。以仿真模型为借鉴，为港口的资源规划提供科学的建议。

关键词：仿真；集装箱港口；排队论；生产调度系统

Abstract

With the deepening of economic globalization, the ports have become more and more important hub connecting the world. And the container ports with the advancement of container standardization are also constantly updated their port resources to be more competitive. Container transportation greatly reduce the freight of cargo. So that in the last decade container ports have sprung up and competition is intensifying. In order to get advantages in the fierce competition, the studies of production and scheduling system of container ports are necessary to improve the efficiency of loading and unloading. In this paper, by using the simulation software Anylogic .we can build up a production and scheduling system for the simulation of container ports. Because of the production and scheduling system of container ports is a terribly complicated dynamic and discontinuous system, so we can set up a discrete event dynamic system simulation model based on queuing theories. Using this model to reflect the real operation of production and scheduling system of container ports and using Zhanjiang International Container Terminal as an example to analyze the problems existing in the real production and scheduling system of container terminal is good way to reflect real situations and make a reasonable explanations. We can provide scientific advice for port resource planning by using the simulation models.

Key words：Simulation，Container terminals，Queuing theories，Production and scheduling system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文研究目的和意义 3

1.4 研究内容和方法 4

第2章 相关理论概述 6

2.1 集装箱码头的概述 6

2.1.1 集装箱码头生产活动的概念和特点 6

2.1.2 集装箱码头生产调度系统的组成 6

2.2 仿真技术概述 7

2.2.1 仿真技术的概念和特点 7

2.2.2 仿真技术的应用 7

2.3 排队网络概述 8

2.3.1 串联排队网络 8

2.3.2 串联排队网络模型的构建 9

第3章 集装箱码头生产调度仿真模型的构建 10

3.1 集装箱码头运营流程分析 10

3.1.1 船舶排队流程 11

3.1.2 外集卡运输流程 12

3.1.3 内集卡运输流程 14

3.1.4 集装箱流程 16

3.2 集装箱码头系统建模分析 18

3.2.1 需要解决的运营效率问题 18

3.2.2 系统建模元素的分析 19

3.2.3 仿真的输入指标 19

3.2.4 仿真的输出指标 20

3.3 Agent功能说明 21

第4章 湛江港集装箱码头生产调度仿真分析 23

4.1 湛江港集装箱码头的运营现状 23

4.1.1 湛江港集装箱码头介绍 23

4.1.2 湛江港集装箱码头生产调度系统存在的问题 23

4.2 仿真系统案例 24

4.2.1 仿真的输入参数 24

4.2.2 仿真情景说明 25

4.2.3 输出数据 33

4.3 输出数据分析和改善建议 34

4.4 仿真实验结论 36

第5章 研究与展望 37

5.1 主要研究结论 37

5.2 研究展望 37

参考文献 39

致谢 41

第1章 绪论

1.1 研究背景

在经济全球化的背景下，国际航运无疑是沟通了国与国、地区与地区之间的重要桥梁，而随着人们日益增长的物质文化需求同港口落后的生产效率及高昂的运输费用之间的矛盾的出现，集装箱的出现正巧妙地解决了这一矛盾。集装箱船舶的大型化和标准化给国内外集装箱码头的港口泊位建设、码头机械配比（包括岸桥、场桥、内集卡、外集卡、叉车等）、生产调度、前后方堆场空间管理等方面带来了很多新的问题，需要更加深入的研究。这些新的问题使得集装箱码头不断标准化，运输费用也大大降低。另外，现代化的集装箱港口不断提高集装箱运输的效率，同时，它又可以作为全球商品存储中心、集散分拨中心和贸易、加工业发展的聚集地。目前，国内外许多著名港口都向着多功能物流中心的方向发展，以求在激烈竞争中取得优势。近些年来，我国秉持和平发展之路，给我国国民经济持续中高速稳步增长创造了稳定的环境，也给港口集装箱运输的发展带来机遇。近些年，集装箱发展迅速，集装箱吞吐量也跃居世界前列，成为集装箱运输大国。但港口本身需要占用大量的土地资源，如何合理利用港口土地资源，提高港口生产效率越来越受到重视。挖掘港口潜力，提高港口吞吐量，提高管理效率是各位专家学者热衷于研究的课题。随着集装箱运输的不断增长，集装箱船舶的大型化、高速化趋势，码头要不断提高装卸效率，而集装箱码头的生产调度则是其中的关键。港口除了拥有地理位置和经济腹地的不可变优势之外，提高港口的生产效率，管理能力，技术条件越来越成为提高港口竞争力的有效途径。而实现提高生产效率这一目标的高校途径就是优化港口生产调度系统。

1.2 国内外研究现状

由于本文是基于仿真软件Anylogic而建立起的模型，所以首先大家应该明白目前仿真软件Anylogic在哪些方面进行应用和国内外的一些学者利用Anylogic所做出的一些研究和成果。

国外研究现状：Li等基于Anylogic平台进行多维建模仿真研究了基于智能代理通信的综合能源的可靠性评估。系统的重新配置并不取决于全球信息系统，可有效提高可靠性评估和建模的效率。^[1]Zhao等基于Anylogic软件建立了仿真模型解释了复杂的供应链管理系统中的协作元素和作用机制及传输问题的相关信息。这项研究可以提高重大建设项目中复杂系统的效率和管理。^[2]Choe等研究了认知自动化在生产物料搬运系统的灵活性的影响，并利用Anylogic用于调查的认知和机械自动化在材料处理系统生产的灵活性的影响。这项研究表明认知自动化对制造业物料搬运系统的灵活性有着非常重要的影响。^[3]