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随着集装箱码头规模的扩大，港口装卸系统向大型化、高速化、自动化、信息化发展。
为了提高码头生产效率和服务水平，集装箱码头堆场的布置方案显得尤为重要。
将计算机技术即虚拟现实仿真系统引入到集装箱码头的规划设计中，是提高码头规划设计水平的有效途径之一。
一、集装箱码头虚拟现实仿真试验评价方法集装箱码头虚拟现实仿真的评价方法主要有两种：基于动态三维视景的码头物流系统性能评价和基于数值仿真数据的码头物流系统性能评价。
1.基于动态三维视景的码头物流系统性能评价。
通过三维场景漫游对码头进行全面浏览。
用户可以在不同漫游模式下，根据需要对码头三维场景进行全方位、多角度漫游。
在漫游过程中，不同的设计人员可以通过直观感受对当前的码头方案进行评价。
通过所设定装卸作业工况下动态视景仿真对码头方案细节进行研究。
在对码头进行数值仿真后，试验人员通过数据分析发现问题，针对需要做进一步分析，可以有针对性地进行再次数值仿真得到指定工况下的作业数据，然后驱动虚拟现实模型，进行虚拟现实试验，从而可加深对各个工况生产状况的认识，同时使不同专业的人员都能参与到仿真试验和数据分析中，充分发挥团队协作能力。
2.基于数值仿真数据的码头装卸系统性能评价。
基于数值仿真数据的码头装卸系统性能评价是指在数值仿真模型中加入一系列能够反映码头装卸系统整体或布局生产指标的统计量，通过对试验数据的分析，进而评估码头装卸系统性能。
集装箱码头数值仿真主要统计指标见表1。
由于集装箱码头是各个环节紧密联系、相互影响的系统，因此以上统计指标的分析不能独立进行，要在考虑相关性的情况下评估系统，才能准确找到系统瓶颈。
二、集装箱码头堆场布置的虚拟现实仿真试验1.研究对象。
目前集装箱码头堆场布置主要有箱条平行岸线布置和箱条垂直岸线布置两种。
在我国集装箱码头大都采用箱条平行岸线布置，而在国外大多数自动化码头，均采用垂直岸线布置。
在项目规划和方案设计阶段，就如何选择箱条布置的形式进行研究具有重要意义。
集装箱港口调度问题的数学建模和求解随着国际贸易的快速发展，港口成为货物流通的必经之地。
集装箱作为现代贸易的主要运输设备，也成为港口的主要运输工具。
如何对集装箱进行科学、高效的调度，既能够提高集装箱吞吐量，又能够节约成本，保证集装箱的速度和安全，成为了集装箱港口管理的重要问题。
本文将介绍集装箱港口调度问题的数学建模和求解方法，为港口调度管理提供一定的参考。
一、问题描述在港口集装箱的调度过程中，需要考虑多个因素，包括集装箱的数量、作业时间、码头设备的利用率、船舶作业岸桥数、等待队列理论等。
我们将港口作业看作一个多项式时间复杂度问题，即：T(n) = a + bn + cn^2 + ... + kn^m其中，n表示作业量（即集装箱数量），a、b、c、...、k为常数。
当n很大时，我们可以将港口作为一个离散的系统进行研究，把所有的因素都视为集装箱数量的函数。
二、建模方法在数学建模中，我们常用图论、优化理论等方法对问题进行建模。
对于港口调度问题，我们可以采用离散事件仿真（DES）方法进行建模。
离散事件仿真是指在模拟过程中，根据事件发生的具体时间点，遵循特定的规则依次进行模拟。
在港口调度问题中，时间点可以是集装箱的到达时间、配载、装卸等事件，规则可以是码头设备的作业效率、船舶岸桥的作业效率等。
通过DES方法的建模，可以得到港口作业的整体情况，包括集装箱的平均等待时间、港口的吞吐量等。
建模的基本步骤如下：1. 定义输入参数和输出参数输入参数包括集装箱数量、港口设备数量、集装箱处理速度等；输出参数包括集装箱的平均等待时间等。
2. 建立模型通过建立港口作业的模型，确定每一事件名、每个事件的发生时间以及事件的处理逻辑等。
对于需要分配资源的事件，要考虑分配资源的优先级以及时间的排队问题。
3. 添加随机性在港口调度问题中，集装箱的到达时间、装卸时间等都具有随机性。
为了更真实地模拟港口作业的情况，需要为模型增加随机性。
4. 进行仿真实验进行一系列的仿真实验，计算每个实验的输出参数，得到不同输入参数下的港口作业情况。
港口集装箱物流系统规划与仿真建模方法的研究与实现摘要：面对日益增长的港口集装箱吞吐量，如何对港口集装箱物流系统进行更加合理有效的规划，以最大限度地发挥其作业能力，是目前急需解决的问题，开展这方面的研究势在必行，具有重大意义。
针对港口集装箱物流系统的特点，本文对港口集装箱物流系统规划方法及建模进行了研究。
关键词：港口集装箱；物流系统规划；仿真建模；方法；研究；1港口集装箱装卸模式在港口集装箱物流系统中，首先要确定集装箱装卸工艺，在新型港口装卸工艺中主要包含以下几种情况：1）船舶与库之间。
该作业是指集装箱船停泊之后，码头设备将集装箱卸下存放入库或者将库中集装箱装载到船舶上的作业。
该作业可划分为船舶与岸桥间的作业、岸桥与分配机间的作业、移动分配机与旋转分配机间的作业、分配机与库间的作业共4个阶段。
2）库与库之间。
该作业包含同层库与不同层库之间的转库作业。
同层库是货格之间的作业，通常梭车就能够完成，而不同层库则需要梭车与升降机配合完成。
3）库与拆装箱库之间。
该作业是指将库中的集装箱运送到拆装箱库中，或者将拆装箱库中的集装箱运送到库中，包含出库作业与集装箱水平作业两部分。
4）库与货主之间。
该作业是指使用集卡将集装箱运输到货主所在地。
5）拆装箱库与货主之间。
6）倒箱作业。
该作业在货格间运输集装箱时被需要。
2港口集装箱物流系统规划将港口集装箱物流系统规划为4个子系统，如图 1 所示。
泊位与堆场子系统中的排队模型使用使用 M/G/1 型排队网络对港口集装箱物流进行描述，并假设集卡实际到达为泊松流，服务时间服从负指数分布。
设港口每艘货船的服务时刻为3基于 CPN 的港口集装箱物流系统建模通过对一个简化的集装箱码头物流系统的建模与仿真过程说明 CPN Tools 在集装箱码头物流系统建模与仿真中的应用。
一个简化的集装箱码头物流系统由集装箱船舶、码头泊位、岸桥起重机、集卡、场桥起重机和堆场等要素组成。
3.1 模型假设与流程设定为便于系统建模与分析，做如下假设：1）集装箱船舶的到来、靠泊和离开，集卡的到来、装卸和离开都可以看作一个单队列多服务台的排队系统，采用先到先服务的排队规则；2）集装箱统一定义为标准箱（即 20 ft），不考虑特种箱的影响；3）集装箱船舶的到达，岸桥卸船和装载集卡所用时间，场桥卸车所用时间符合某种概率分布；4）集卡每次场内运输时间相同。
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。
天津大学工程硕士学位论文基于系统仿真技术的集装箱码头堆场调度研究Research on Yard Scheduling of Container Terminal Based on System Simulation Technology领 域：物流工程作者姓名：高贵全指导教师：李波教授企业导师：白景美天津大学经济与管理学部二零一三年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
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同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要随着世界经济的复苏，中国内外贸生意将继续扩大，集装箱运输量也会有新的增长。
但随着集装箱运输量的增长，港口的经营竞争也必将迎来新的挑战与机遇。
为了保住货源，保证客户的利益，码头必须提高顾客的满意度，减少拖车在港停留时间，保证船舶班轮可以按照班期离港。
同时，码头也要考虑自身的能力，包括设备的使用情况、成本因素等，传统的简单依靠增加设备去完成作业任务并不可取，不但增加了成本，也并不一定能够提高作业效率。
因此，需要通过合理有效的配置资源才能真正达到目标。
本文通过综述国内外港口堆场应用现状，分析了目前先进港口码头堆场的使用情况，利用在码头实地实践并参与改进的经验和知识，研究了天津港T码头目前实际运作的情况，包括T码头堆场使用情况、堆场作业类型及作业组织形式，并提出要解决的问题。
集装箱码头作业系统的仿真分析摘要：现代物流是21世纪中国经济发展的一项重要国策，而现代物流业发展的关键就是提高社会生产的效率和效益。
集装箱运输业的产生和发展就充分体现了现代物流的这个关键概念。
因此，研究集装箱码头运作效率和效益的技术就成了现代物流技术的一个重要分支。
如何充分利用集装箱码头有限的资源设施，高效地实现港口装卸作业，达到成本最少化，已成为集装箱码头迫切需要解决的问题。
为此，本文利用物流仿真技术，希望通过对某集装箱码头的布局仿真研究，给决策者提供一定的支持。
关键词：集装箱码头布局物流仿真一、集装箱码头仿真的背景集装箱码头最主要的功能在于提供一个实体作业环境以实现集装箱在船舶与陆地间有序交换的目的。
为使集装箱船装卸作业能够快速连续的进行，集装箱码头通常会在泊位后面规划相当面积的地面空间用以暂时堆存集装箱，称为集装箱内堆场（简称集装箱堆场）。
就出口集装箱的托运程序而言，货主必须先将集装箱送抵码头等候装入指定的船舶，考虑到设备的作业效率，码头运营者通常会要求托运人在船舶抵港之前将集装箱送到堆场暂存，在船舶抵港时可连续将集装箱从堆场拖运至船边装船，缩短船舶滞港时间。
港口及其装备技术具有悠久的历史，在人类社会和生产发展的历史长河中，近代社会和生产的发展以沿江、沿海城市的发展为标志，而沿江、沿海城市的发展又是以港口为依托。
港口及港口城市的发展在很大程度上决定了一个国家的经济发展。
随着经济的全球化趋势不断增强，港口的纽带和接口作用将变得更加突出，港口的功能将趋于多元化，港口已成为社会物流总供应链上的关键环节。
作为实现港口功能的重要支柱，港口物流技术与装备管理技术尤为重要。
随着船舶大型化、货物集装化的发展趋势，集装箱码头规模越来越大，港口装卸系统向大型化、高速化、自动化、数字化和信息化方向发展以进一步提高码头生产效率和服务水平，但是港口集装箱码头的建设投资大、规划周期长、自动化设备昂贵、装卸作业成本较高及设计牵涉技术经济社会环境等多方面的因素，同时由于码头的船舶装卸作业具有离散随机及动态性的特点，因此给码头布局及其设备调度的科学决策带来一定的难度，目前随着港口集装箱运输的发展，使用传统的设计手段和方法进行新码头设计已明显不适用，必须采用新的设计理念和新的设计方法，才能满足客户对于服务水平的需求以及实现集装箱码头的经济和社会效益。
