基于排隊網(wǎng)絡理論的集裝箱碼頭設備配置優(yōu)化研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟貿(mào)易的全球化帶動集裝箱貨物量的迅速膨脹,我國港口在加入WTO后面臨著前所未有的機遇,同時也面臨了更大的挑戰(zhàn)。 本文以集裝箱碼頭的作業(yè)系統(tǒng)為研究對象,基于排隊網(wǎng)絡理論,利用仿真優(yōu)化方法,通過對碼頭前沿的重要設備橋吊,堆場設備和集卡設備的配置等對港口運營效率影響重大的相關問題的探討,以期能為我國集裝箱碼頭作業(yè)的運營實踐提供優(yōu)化方案,提高港口的運營效率。 首先,論文逐一分析了集裝箱港口作業(yè)中主要資源的特點,碼頭資源

2、包括泊位、堆場、橋吊、堆場機械、水平運輸機械、人力資源、信息資源、能源資源等各方面資源。通過對我國大型集裝箱港口--寧波港集裝箱碼頭運營情況的實地調(diào)研和對實際數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,本文就到港船長分布情況、裝卸箱量分布情況、各船平均單機效率情況、橋吊工作情況、堆場機械及龍門吊工作情況、集卡工作情況等分別進行了分析。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),碼頭對船只的橋吊的數(shù)量配置有較大隨意性,碼頭運營管理中存在著裝卸和運輸機械工作量分配普遍不均衡,有的機械有利用率過低的現(xiàn)象。

3、 其次,論文第四章對于碼頭橋吊服務系統(tǒng)的配置問題引入排隊理論和仿真方法,分析了橋吊服務系統(tǒng)的重要參數(shù)--集卡到達間隔時間和橋吊服務時間的實際統(tǒng)計分布形式,建立了M/M/m排隊模型,發(fā)現(xiàn)隨著橋吊數(shù)量的增大,排隊系統(tǒng)的性能逐漸變好,橋吊繁忙率降低,排隊隊長和排隊時間降低,系統(tǒng)服務集卡數(shù)量增多。模型仿真試驗發(fā)現(xiàn)橋吊服務系統(tǒng)在橋吊數(shù)量變化時存在各指標最優(yōu)的拐點,而該拐點就是橋吊配置數(shù)量的最佳值。研究發(fā)現(xiàn),橋吊服務系統(tǒng)的配置須根據(jù)橋吊效率和

4、集卡到達頻率的關系確定；在確定橋吊設備數(shù)量后,可以通過合理配置和調(diào)度集卡,協(xié)同實現(xiàn)服務系統(tǒng)的高效率和減少集卡排隊和碼頭前沿堵塞的現(xiàn)象。 在第五章中,論文建立了碼頭多船服務的并列式排隊網(wǎng)絡,以更全面研究集裝箱碼頭作業(yè)系統(tǒng),探討了有限資源模式下多船之間的橋吊均衡分配問題。并建立了具有更好適應性的一般服務時間分布的M/G/1型排隊網(wǎng)絡模型。同時,針對包含橋吊與龍門吊在內(nèi)的循環(huán)作業(yè)系統(tǒng),首次建立了以集卡為顧客的二級循環(huán)排隊模型,分析了不

5、同情況下排隊系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)時的規(guī)律,給出碼頭前沿與堆場設備資源的聯(lián)合配置優(yōu)化的決策建議。最后,論文基于大型集裝箱碼頭實例建立了集裝箱碼頭作業(yè)仿真系統(tǒng),并采用該仿真系統(tǒng),對碼頭作業(yè)系統(tǒng)中集卡的配置與調(diào)度問題進行研究,分析了作業(yè)時集卡的配置與船只作業(yè)時間的關系,發(fā)現(xiàn)集卡的數(shù)量須根據(jù)裝卸的不同時段進行動態(tài)調(diào)配,集卡車速提高并不一定能加快整船的裝卸效率。 本文對今后的研究方向進行了展望,如能根據(jù)碼頭實際情況進一步建立集裝箱碼頭的作業(yè)仿真系