集装箱码头集卡调度策略的仿真研究.doc

集装箱码头集卡调度策略的仿真研究 摘 要：在集装箱码头传统的集卡调度模式的基础上,提出在数字化技术环境下的集装箱码头集卡实时调度规则，并建立了这两种调度模式的动态仿真模型。经过仿真实验分析，比较这两种调度模式对码头生产能力的影响，结果表明提出的调度策略是合理可行的，具有较强的可操作性。 关键词：集装箱码头；集卡调度策；仿真建模 The Container Terminals scheduling strategy simulation study Abstract: Container terminal traditional set of cards scheduling model based on the real-time scheduling rules Container Terminals in the environment of digital technology, and the establishment of a dynamic simulation model for the two scheduling modes. Simulation analysis comparing these two scheduling modes of production capacity of the pier, the results show that the proposed scheduling policy is reasonable and feasible, with a strong operability. 1 引言 随着无线网络技术的不断发展，在集装箱码头采用无线局域网来调度集卡已经成为一种必然趋势。目前，国内较大的码头都配备了先进的管理信息系统，其中都包括集卡调度子系统，但在实际生产中真正做到集卡全场实时调度的码头并不多，大部分码头采用的还是传统的固定作业路的集卡调度模式。集装箱码头使用集卡实时调度系统的效果受多方面的影响，但主要的还是在集卡调度系统的管理软件中，在其科学性，合理性、全局性和可操作性上存在着缺陷，有待于进一步研究。 2 传统调度模式与实时调度模式 通常情况下，采用岸边桥式起重机和场地轮胎式起重机的集装箱码头，都采用集卡在码头与堆场间作集装箱水平运输，每台岸边桥式起重机按照一定的比例配备集卡数量，一般为每台岸边起重机配备4-5辆集卡，一台岸边桥式起重机和对应配备的集卡组成了一条作业路，由调度人员安排。集卡配备给一台岸边桥式起重机后，其行车路线相对固定。因此，在集卡作业循环过程中，半圈为重载，半圈为空载。这种方式也称为“面向作业路”的作业模式。 这种模式有其优势，如方便管理，便于生产考核，。，，，，。 1）以岸边起重机的效率为本，岸桥下等待作业的集卡数少的作业路优先享有空闲集卡的分配。 2）对码头前沿的空闲集卡优先指定前沿的作业指令，对堆场的空闲集卡优先指定堆场的作业指令。 3）就近作业指令为次优先分配条件，当几条作业路达到平衡时，也就是等待作业的集卡数相等，， 图1 码头前沿的空闲集卡分配指令的调度算法 另外，集卡在堆场卸箱后成为空闲状态时分配指令的调度算法是集卡控制的第二个关键环节。这时，为体现以岸边起重机的效率为本的原则，调度系统要先确定是否出现卸船岸桥等待空闲集卡的现象，如果有，则该集卡必须空车返回前沿，满足岸桥的需要，如果没有，则该集卡到堆场中的其他箱区进行装箱作业，实现集卡在堆场中的“重进重出”。 4 仿真模型的建立 本文以山东日照港为对象，建立了基于WITNESS软件的集装箱码头的系统动态仿真基础模型。仿真模型中，海域以到离港船舶为边界，陆域以集疏运卡车到离闸口为边界。该模型的装卸工艺系统是岸桥、轮胎龙门起重机、集卡，依据日照港的平面设计图进行总体布局。 集装箱码头装卸工艺系统仿真基础模型按功能不同分为以下10个子模块,船舶计划子模块、集箱子模块、堆场箱区子模块、堆场机械子模块、堆场道路子模块、内集卡子模块、码头前沿子模块、提箱子模块、闸口子模块、仿真数据统计子模块。其中码头前沿子模块的功能又可分为船舶靠泊和离泊、岸桥的调度、装船和卸船、前沿道路几个部分。 以这个模型为基础，在码头前沿作业模式相对固定的情况下，根据集卡调度算法的不同，修改仿真基础模型，得到对应于传统集卡调度模式和集卡实时调度模式的两个仿真模型这里重点讨论集卡实时调度模型。 为了在仿真模型中实现集卡的实时调度，必须先完成以下几个工作。 1）按照集装箱码头的机动车行驶交通规则，确定各箱区之间)各泊位之间以及泊位到箱区之间的最短距离，建立对应的数据库。其中还要考虑船舶靠泊时的船头方向的不同。 2）设立变量对岸桥和场桥的工作状态（装船 或卸船)、等待作业的集卡数进行监控。 集卡实时调度模式的仿真模拟流