基于离散事件系统建模与仿真的锚地容量研究

摘要

随着航运经济的快速增长和船舶大型化的发展，沿海港口的现有码头进行升级改造以及新的大型码头建设投产，码头装卸设备向自动化、先进化发展，使得到港船舶数量增加，大型船舶的比例提高，使得部分港口锚地变得拥挤。因此确定与港口发展相适应的合理的锚地容量对港口经济的发展是十分必要的。
　　 目前对锚地容量的研究主要就锚地本身而开展的研究，或运用基本的单级排队理论对锚地容量进行研究。本文将锚地放在“航道-锚地-泊位”组成的两级串联排队系统中运用离散事件系统仿真的方法进行锚地容量的研究，其研究方法如下：
　　 首先对影响锚地容量的因素(主要有船舶、航道、泊位)进行归纳分析，确定“航道-锚地-泊位”系统的各个子系统的构成(船舶子系统、航道子系统、锚地子系统以及泊位子系统)及各系统的运行流程，并借助排队论的基本理论思想构建“航道-锚地-泊位”系统的两级串联排队模型，对排队模型进行解析求解，针对解析过程中的困难引出运用仿真方法来进行基于“航道-锚地-泊位”系统的锚地容量研究模型。
　　 然后根据离散事件系统建模仿真的基本理论对构成“航道-锚地-泊位”系统的实体及其属性、状态、事件等进行分析，从而确定基于“航道-锚地-泊位”系统的锚地容量研究仿真流程，并运用离散事件系统仿真软件Simevent对构成“航道-锚地-泊位”系统的船舶子系统、锚地子系统、航道子系统以及泊位子系统分别进行仿真实现，构建了基于“航道-锚地-泊位”系统的锚地容量研究仿真模型，并运用GUI进行仿真界面的设置。
　　 最后在对宁波-舟山港核心港区主要进港航道、锚地、泊位分布情况以及进出港船舶等级、种类以及到达规律分析的基础上，对宁波-舟山港核心港区进行抽象构建能在基于“航道-锚地-泊位”系统的锚地容量研究仿真模型上进行仿真的仿真场景并进行相关仿真参数的设置，并对仿真结果进行输出，主要仿真输出包含锚地平均等待时间、平均等待队长以及锚地中船舶数量随时间的变化曲线，泊位服务船舶数量、泊位利用率以及泊位服务船舶种类随时间的变化曲线，航道通过船舶数量，在此基础上进行锚地容量与港口适应性的分析。