港口物流系统仿真

港口系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握港口系统仿真的基本概念、原理和方法。

2. 使学生了解港口系统的构成、功能和运作流程。

3. 帮助学生理解仿真技术在港口规划与管理中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用仿真软件对港口系统进行建模、仿真和优化的能力。

2. 提高学生分析港口系统运行数据，提出改进措施的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对港口系统仿真技术的兴趣，激发学习热情。

2. 培养学生关注我国港口事业的发展，增强社会责任感和使命感。

3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科学技术在港口事业发展中的重要作用。

课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过实际操作和案例分析，使学生掌握港口系统仿真的基本知识和技能。

学生特点：学生具备一定的计算机操作能力和数学基础，对港口系统有一定的了解，但可能缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 港口系统仿真基础理论- 港口系统概述- 仿真技术原理- 港口系统仿真方法2. 港口系统建模与仿真软件应用- 港口系统建模方法- 仿真软件操作与使用- 常用港口系统仿真软件介绍3. 港口系统仿真案例分析- 国内外典型港口系统仿真案例介绍- 案例分析与讨论- 案例启示与经验总结4. 港口系统优化与调度- 港口系统运行数据分析- 港口系统优化方法- 港口系统调度策略5. 实践操作与团队协作- 实践操作环节设计- 团队协作与沟通- 解决实际问题的能力培养教学内容安排与进度：第一周：港口系统概述、仿真技术原理第二周：港口系统仿真方法、建模方法第三周：仿真软件操作与使用、常用软件介绍第四周：港口系统仿真案例分析、分析与讨论第五周：港口系统运行数据分析、优化方法第六周：港口系统调度策略、实践操作与团队协作教材章节关联：《港口系统仿真》第一章：港口系统概述第二章：仿真技术原理与方法第三章：港口系统建模与仿真第四章：港口系统优化与调度第五章：案例分析与实践操作教学内容根据课程目标和教学大纲进行科学性和系统性组织，注重理论与实践相结合，使学生能够全面掌握港口系统仿真的相关知识。

智能化港口物流仿真与决策系统一、产品和技术简介：该系统是由大连理工大学与大连口岸物流科技有限公司进行联合设计开发。

可有效地分析和优化复杂随机物流系统的性能。

对作业进行动态优化管理，通过系统仿真技术、仿真优化技术、数据挖掘与系统预测技术和人工智能技术相结合，实现港口物流系统的资源优化及作业调度优化功能。

该系统以系统仿真模块为核心，根据不同的决策问题集成不同的仿真模型，依据相关决策模型库、知识库、规则库与数据库，及输入输出部分一起构成了本系统。

主要包括6个子系统：人机交互子系统、数据库及数据库管理子系统、模型库及模型库管理系统、仿真系统、仿真输出分析系统和信息输出系统。

本项目在技术上，运用系统仿真技术、仿真优化技术、人工智能技术、启发式算法等实现物流系统的规划、调度等决策支持功能。

其技术水平在国内具有领先水平。

二、应用范围：该系统可以单独使用来实现物流系统的分析、规划及调度功能，也可以嵌入到现有的物流管理信息系统中实施实时作业优化调度。

主要应用领域包括：1、对港口物流系统的规划，进行系统资源如泊位、堆场、装卸工艺设计、大门等的合理分配，避免资源的浪费。

2、解决现实系统的管理策略问题，如对堆场堆存期策略，空箱管理等的决策。

3、实现港口作业的实时调度优化，如港口生产调度、车辆的作业路线、堆场作业控制等，节省系统作业的总体时间和成本，提高工作效率。

4、正确预测系统的物流量，对物流系统进行性能和潜能诊断。

5、对现实系统的改进，系统的扩张提供合理的计划方案。

三、成熟程度：目前正处于研发阶段。

部分功能已应用于大连大窑湾码头三期的规划咨询。

四、市场与效益：项目紧密结合东北亚航运中心建设和软件产业的发展的需求，开展物流系统优化计划和作业管理中的核心技术的研究，解决复杂随机物流的作业管理难题，提升物流行业、企业的管理理念和管理水平，为政府，企业服务，社会效益巨大。

本系统可以向各地政府规划部门、规划设计院、大中型物流企业推广，可有助于加快港区总体规划、物流园系统规划，为社会节约成本，减少浪费。

港口物流系统仿真建模及三维可视化研究武汉理工大学(武汉430063)　王少梅　张　煜 摘　要:对基于虚拟环境的集装箱码头三维仿真建模及软件开发进行了研究。

针对港口物流系统离散性、随机性的特点以及系统仿真模型场景复杂的问题,分析了系统几何建模、运动学建模的方法,以及系统仿真模型参数的处理及实时交互控制的实现手段。

在虚拟现实支撑软件基础上二次开发的系统实现了参数化的集装箱码头三维动态仿真和人机交互控制的仿真过程。

关键词:虚拟现实;物流;仿真;建模;港口 Abstract:This paper discuses the m et hods of simulation modling and softwar e development based on Vir tual R eality.For solving the problems caused by the character istics of discr ete and r andom icity of port logistics and t he intrica te scene of system modeling and sim ulation,t he methods of system geometr y modeling and kinematics modeling and the means t o deal with the par ameters of simulation model and r eal time cont rol are put for ward.Based on the VR softwar e-MultiGen a nd Vega,by using C++and OpenGL,the3D gr aphics simula tion syst em is developed and applied in t he case study of conta iner ter minal. Key wor d:Vir tual Reality;Logistics;Simula tion;Modeling;Port1　引言集装箱港口由于结构复杂、投资大、建设周期长以及生产过程的随机因素,使港口的合理规划意义重大,难度也较大。

集装箱港口物流系统的仿真与优化研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球贸易不断增加，集装箱港口物流系统已经成为了国际贸易的重要组成部分。

集装箱港口物流系统的高效运行对于保障贸易流通、促进经济发展具有重要意义。

然而，随着集装箱运输业务规模的不断扩大和集装箱货物量的快速增长，严重影响了集装箱港口物流系统的运行效率，如排队等待、堆场拥堵等。

优化集装箱港口物流系统是当前研究热点，运用仿真技术对其进行研究和优化也是一个比较有效的方法。

二、研究内容本研究将运用仿真技术对集装箱港口物流系统进行建模，并基于建立的模型进行系统优化，具体研究内容包括：1.集装箱港口物流系统建模：建立集装箱港口的运输网络、堆场系统、装卸系统、车流系统等模块，建立系统实体、属性及其关系。

2.集装箱港口物流系统仿真：将模型放入仿真平台，模拟集装箱的运输和处理，根据仿真结果评估系统的性能指标，如吞吐量、等待时间、拥堵状况等。

3.集装箱港口物流系统优化：根据前两步的结果，提出改善策略，对港口物流系统进行优化，例如调整处理能力、改变作业流程、增加堆场容量等。

三、研究方法本研究将组合采用以下方法：1.文献调研：对于集装箱港口物流系统的研究现状、理论基础和应用情况进行归纳总结。

2.系统分析：对集装箱港口物流系统的物流过程、流程、要素等进行详细的分析，构建系统模型。

3.数学建模：根据集装箱港口物流系统的特点和需求，运用数学和计算机技术进行建模，构建仿真模型。

4.仿真运行：在仿真平台上运行模型，收集仿真数据，并对其进行分析和处理，得到系统表现的各项性能指标。

5.系统优化：对数据进行分析，提出系统优化方案。

四、研究计划本研究预计将分为以下几个阶段：1.文献调研与系统分析（2个月）2.建立系统模型（2个月）3.构建仿真模型（3个月）4.进行仿真运行并收集数据（4个月）5.数据分析与优化方案提出（2个月）6.撰写论文并进行毕业答辩（3个月）五、预期成果本研究预期将得到以下成果：1.建立集装箱港口物流系统的仿真模型。

港口物流系统的调度仿真研究摘要：港口调度是港口生产组织的关键问题,调度方案的好坏直接决定了港口作业的效率；论文对于集装箱港口物流系统的结构、控制需求等进行了分析；提出了应用AutoMod V10.0仿真软件,构建具有离散性、随机性特征的港口物流系统模型的方法。

关键词：物流系统；港口；生产调度；仿真近年来，计算机技术、信息处理技术、自动化技术飞速发展，国内外在物流系统的自动控制方面已取得了令人瞩目的成绩。

而我国港口物流系统的智能监控与调度还有待发展，这是一个复杂的系统工程问题。

涉及物流信息的自动获取、传输和处理，基于物流信息的货流自动调配等多学科的理论和技术。

从自动化、智能化、集成化的需求来看，理想的港口物流调度系统应能自动获取经过各物流节点的货物信息，并能对这些物流信息进行高效率地处理，根据货物的入港/出港要求，自动分配、导引港内货场设备实现货物的合理堆放和高效装卸。

基于以上考虑，本文进行了相关的分析和研究，旨在为进一步构建港口物流系统的智能调度系统奠定基础。

[1]一、系统需求分析集装箱港口物流系统是一个复杂的多环节的多维空间作业过程。

为了保证效益，要求集装箱港口有合理的布局和各个部门有条不紊的配合。

本文主要运用RFID技术采集有关集装箱货物和港口货场的数据信息。

计算机主控中心根据这些数据给出相应的解决方案，如路线的选择，堆场机械的调配情况等。

然后发出指令到集装箱码头各下属生产部门，如中心调度室、检查桥、码头前沿和堆场等理货部等部门，再结合其它相应的技术具体实施。

1系统的装卸需求集装箱在港口中的运动是人力不可完成的，完成这一过程需要大型的装卸设备，如装卸桥和塔吊。

为了保证效率，这些大型装卸设备的合理控制调度及为重要，一旦哪个环节信息不畅通，调配不合理，就会影响整个物流环节的效率。

这就要求集装箱港口有畅通的信息流，统筹兼顾全局的调配系统，合理的平面布局以及集装箱装卸工艺。

2系统的运输需求集装箱在港口货场的运输主要是靠集装箱卡车来实现的，为保证桥吊的工作效率，一般在码头后方配备较多数量的龙门吊和集卡，以防止在装卸船过程中出现桥吊等候集卡的现象。

《港口集装箱运输仿真实验》实验报告一、实验名称：港口集装箱运输仿真实验二、实验目的：1、利用Vehicle/trackyt素建立运输系统2、伪随机数生成函数的使用3、Documentor的使用三、实验仪器：个人电脑（人/台），witness软件四、实验内容:根据以下内容建立仿真模型并运行（使用documentor输出码头、路径的代码），模型如【图1】：某零售公司销售进口产品，这些进口产品由国外通过集装箱运输至码头，然后公司派车辆将这些集装箱运输至公司的配送中心，以便配送给各地的销售网点。

其中集装箱到达码头的时间间隔服从［10,20］小时的均匀分仏每次到达批量服从［2,4］的均匀整数分布，公司有2辆同类型运输车用来将集装箱由码头运送至配送屮心，该车每次只能运送一个集装箱，车辆空载行驶速度为80公里/小时，满载速度为60公里每小时。

公司停车场距离码头10公甲（TracksOOlDisplayLength=10）,码头距离配送中心50公里，配送中心距离公司停车场45公里，运输任务结束后车辆冋到停车场。

车辆衣码头装载集装箱需要的时间服从均值为30分钟的负指数分布，在配送中心卸载集装箱需要的时间服从均值为20分钟的负指数分布。

五、实验步骤：（-）根据要求建立仿真元素partOOl>buffersOOl>buffers002>LracksOOl>Lracks002>Lracks003>tracks004>vechi clesOOl分别代表集装箱、装卸点、配送中心、码头、码头到配送中心的距离及配送中心卸载点、配送中心到停车场的距离、停车场和小车。

（二）详细设置步骤1:partOOl为集装箱，到达码头的时间间隔服从［10,20］小时的均匀分布，每次到达批量服从［2,4］的均匀整数分布，设置如【图2】：DEditActionsOnInputForBufferBuffersOOl【图2】步骤2：buffersOOl为装卸点,编写召唤小车相应的程序语句,如【图3】：rr【图3】步骤3：tracksOOl为码头,车辆在码头装载集装箱需要的时间服从均值为30分钟的负指数分布，设置如【图4】。

集装箱港口铁路物流系统仿真研究的开题报告一、背景和意义随着国际贸易的迅速发展和集装箱船舶的广泛应用，集装箱港口已经成为国际运输的重要枢纽。

其中，物流系统是保证港口正常运营和高效运输的核心。

随着集装箱港口物流规模的不断扩大，物流系统的复杂性不断提高，如何实现高效、低成本、安全的物流运作方案成为众多研究者关注的焦点。

目前，国内外研究主要集中在物流系统优化、物流技术创新、物流成本控制等方面，但是对于集装箱港口铁路物流系统的运作模式、运输能力、运输效率进行系统性的研究尚不充分。

因此，对集装箱港口铁路物流系统进行仿真研究，有助于全面深入地了解物流系统的内在运作机制和运作效率，并提出合理的优化建议，提高集装箱港口物流系统的运输效率和运营利润，优化铁路物流系统的资源配置和运输力量的管理，为国家的集装箱物流系统建设提供有力支持。

二、研究内容和思路1. 研究范围: 包括铁路运输线路的选取、机车数量的分配、集装箱流通过程的建模等内容；2. 数学模型的建立：采用离散事件仿真技术，对铁路物流系统的运作过程进行建模，并根据不同的运输需求对仿真结果进行分析;3. 系统优化算法的设计：针对铁路物流系统的复杂性及其所带来的优化问题，设计相应的系统算法，为集装箱港口铁路物流系统提供优化建议；4.实验和数据分析：基于建立的铁路物流系统模型，设计一系列实验，用于验证系统优化建议的效果，并对仿真结果进行数据分析和解释。

三、可行性分析和预期结果本研究充分利用计算机、仿真、优化算法等先进技术，以集装箱港口铁路物流系统为研究对象，将模拟仿真方法与优化算法相结合，构建高效、低成本、安全的集装箱港口铁路物流系统，定量分析铁路物流系统运作机制及其效率，对加强铁路物流系统的运营管理具有重要意义。

预期结果：1. 揭示集装箱港口铁路物流系统的运作机制，提高其运输效率和运营利润；2. 展示优化算法和仿真模型的有效性，在实际运营中得以推广应用；3. 为铁路物流系统的资源配置和运输力量的管理提供科学依据，为国家集装箱物流系统建设提供有力支持。

港口系统仿真实验报告一、线性同余法产生随机数1、递推公式 m c aI I n n m od )(1+=+I 0： 初始值（种子seed)a ： 乘法器 （multiplier)c ： 增值（additive constant)m ： 模数（modulus)mod ：取模运算：(aIn+c )除以m 后的余数a, c 和m 皆为整数产生整型的随机数序列,随机性来源于取模运算，如果c=0 ， 乘同余法：速度更快，也可产生长的随机数序列2、特点最大容量为m ：独立性和均匀性取决于参数a 和c 的选择例：a =c =I 0=7, m=10 ⎝ 7,6,9,0,7,6,9,0,…3、模数m 的选择：m 应尽可能地大，因为序列的周期不可能大于m ;通常将m 取为计算机所能表示的最大的整型量，在32位计算机上，m =231=2x1094、乘数因子a 的选择：用线性乘同余方法产生的随机数序列具有周期m 的条件是：1. c 和m 为互质数；2. a-1是质数p 的倍数，其中p 是a-1和m 的共约数；3. 如果m 是4的倍数，a-1也是4的倍数。

对于本报告用线性同余法产生1000个[0,1]独立均匀分布的随机数，要求按照以下规则尝试两组参数，产生两组1000个随机数，并得到每组随机数的平均间隔、最小数据间隔、最大数据间隔。

（1）取m=2^26=1073741824 c=12357 a=4*270+1=21 =0X 18710324m c X a X i i m od )*(1+=+将得到的1000个随即数据排序，并求差值，具体数据见excel ，得到最大间隔 0.007746292最小间隔 1.77883E-06平均间隔 0.000998246(2) 取m=2^29= 33554432 c=0 a=8*139+3=1117 0123X =4567m c X a X i i m od )*(1+=+将得到的1000个随即数据排序，并求差值，具体数据见excel ，得到最大间隔 0.008767486最小间隔 2.38419E-07 平均间隔0.000999974二、产生船舶的到港时间间隔、装卸服务时间Poisson分布又称泊松小数法则（Poisson law of small numbers），是一种统计与概率学里常见到的离散概率分布，由法国数学家西莫恩·德尼·泊松（Siméon-Denis Poisson）在1838年时发表。

案例5 机场码头1背景介绍1．1背景介绍在机场，队列出现在很多不同的地点，比如说顾客售票区，行李选择区，餐馆，商店，顾客检票区等等。

还有一个队列可能出现在飞机码头由于顾客的登机和下机而形成的。

在繁忙或者延误的情况下，飞机可能在起飞前要等待很长一段时间。

本案例是指向类似机场码头的研究。

1,2情况介绍这个码头有九个门，飞机可以在门前停靠以放下或者装载乘客以及他们的行李。

每个门都可以处理所有的机型，但是每次只能停靠一架飞机。

飞机被引导至门前并进行工作。

这个工作包括让乘客下机，新乘客上机，加油等等。

当所有完成后的一个很短时间内，飞机获得图G a t e4G a t e1 G a t e2G a t e3G a t e 9G a t e8G a t e7Gate 5 G a t e6这个机场码头每天从6:00开至第二天凌晨2:00。

最繁忙的时间段为8:00至18:00，把这段时间设为调查时间段。

在这个时间段内，每小时平均有12架飞机到达码头，服从负指数分布。

一架飞机在门前停靠时间服从从20到40分钟的平均分布。

然而，在停靠期间，平均有四分之一的飞机会因为顾客或者行李登机而发生问题。

若发生问题，飞机则会等待并占用该门直到顾客或者机场安全部门将问题解决，然后飞机才可以离开。

这段额外的时间服从（30,40）分钟的平均分布。

因此，这个时间必须被考虑。

当有问题产生的时候，假设顾客和安全部门可以直接快速到达。

机场管理部门和航空公司对现状都感到不满，因为在这种情况下，相当数量的飞机需要等待授权降落和延迟。

他们希望研究现状，通过确定平均有多少飞机在等待，以及平均等待时间是多久。

（方案1）以下改变也需要研究：在卸载和装载后，发生问题的飞机被送至一个位于机场其他位置的中央处理区进行问题处理。

管理人员希望飞机在码头的等待时间尽量的缩短。

由于空间的限制，中央处理区域最多只能有四个机位。

管理人员希望知道需要多少个位置。

（方案2）管理人员假设专业化的管理可以更好的节约成本以及使码头有更好的流量。