[發明專利]集裝箱碼頭堆場箱區的箱量分配優化與仿真系統

有效

• 申請號: 201410194455.1
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103942400A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 沙梅;任東元
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/28
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

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技術領域

本發明涉及一種箱量分配優化與仿真系統，特別是涉及一種集裝箱碼頭堆場箱區的箱量分配優化與仿真系統。

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背景技術

集裝箱碼頭堆場是集裝箱碼頭重要的組成部分，是碼頭辦理集裝箱交接、堆存和保管的場所，主要由堆放集裝箱的箱區和通道組成，箱區用來完成上述業務功能，通道供堆場內部集卡通行和堆場龍門吊運行。以國內常見的沿海集裝箱碼頭為例，泊位岸線長度為1600米或1700米，堆場寬度與泊位岸線長度對應，約1600米或1700米，堆場縱深約800米；堆場由箱區和通道組成，堆場內大約有110-140個箱區，箱區之間由通道隔開。集裝箱堆場箱區箱量分配的難點表現在：從集裝箱船舶卸下的集裝箱經碼頭前沿進入堆場，有多少個箱區就有多少種堆存策略選擇；碼頭每時每刻都有集裝箱從船舶卸下，都需要對集裝箱分配到哪一個箱區進行決策；集裝箱裝卸船的速度是由集裝箱裝卸橋的裝卸效率決定的，而其裝卸效率是離散的。由此可見，集裝箱堆場箱區箱量分配系統是一個離散事件動態系統，具有隨機性、動態性和復雜性特征。現在沒有一個基于貨主指定、目的港指定、距離泊位最近、箱區利用率最低這四種規則及其組合的箱量分配優化方法與仿真系統，致使實踐中根據經驗分配箱量，降低了堆場有效利用。

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發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種集裝箱碼頭堆場箱區的箱量分配優化與仿真系統，即提供一種在提高堆場利用率、加速船舶裝卸效率、通過合理分配堆場維持與客戶更好的關系三者之間進行優選和平衡的系統，其可提高碼頭堆場有效利用，有利于建設資源節約型港口和更好地吸引船公司及貨主，同時為堆場龍門吊運作能力和能耗的計算提供基礎數據。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種集裝箱碼頭堆場箱區的箱量分配優化與仿真系統，其特征在于，其包括用戶層模塊、優化與邏輯層模塊、存儲層，用戶層模塊、優化與邏輯層模塊、存儲層三者之間相互連接，用戶層模塊輸入優化模型的變量和仿真系統的參數，存儲層是后臺數據庫。

優選地，所述用戶層模塊包括依次連接的船舶數據導入與設置模塊、集裝箱屬性數據導入與設置模塊、箱區屬性數據導入與設置模塊和箱區布局區域值設置模塊。

優選地，所述優化與邏輯層模塊包括堆存率最低堆存模塊、用戶指定箱區堆存模塊、靠近泊位模塊、目的港指定箱區堆存模塊、箱區初始數據生成仿真模塊、堆場堆存規則調用仿真模塊、箱區及箱量分配仿真模塊、優化與仿真計算模塊、箱區箱量分配輸出模塊、仿真實驗分析模塊，堆存率最低堆存模塊、用戶指定箱區堆存模塊、靠近泊位模塊、目的港指定箱區堆存模塊依次連接且組成一個優化模型，箱區初始數據生成仿真模塊、堆場堆存規則調用仿真模塊、箱區及箱量分配仿真模塊依次連接且組成一個仿真模型，優化模型與仿真模型連接，優化模型與仿真模型都與優化與仿真計算模塊連接，優化與仿真計算模塊、箱區箱量分配輸出模塊、仿真實驗分析模塊依次連接。

優選地，所述用戶層模塊、優化與邏輯層模塊都與一個可視化及時展示模塊連接。

優選地，所述箱區初始數據生成仿真模塊包括箱區屬性數據生成仿真模型、箱區區域值設定仿真模型、步長相關的運營業務數據生成仿真模型。

優選地，所述堆場堆存規則調用仿真模塊包含以下四個仿真子模型：離泊距離最近規則調用子模型、箱區利用率最低規則調用子模型、貨主指定規則調用子模型、目的港指定規則調用子模型。

本發明的積極進步效果在于：一，箱區箱量分配的優化方法可提高碼頭堆場的利用率，有利于建設資源節約型港口；二，采用嵌入優化方法的箱區箱量分配仿真系統，可通過仿真實驗觀測和比選合理的堆存策略組合和箱量分配方案，為用戶在提高堆場利用率、加速船舶裝卸效率、通過合理分配堆場維持與客戶更好的關系三者之間進行優選和平衡提供決策支持。三，通過仿真系統運行，可獲得箱區箱量的分配數量及對應的集裝箱屬性，便于預測和對比不同堆存組合策略下堆場龍門吊運作能力，并選擇合理的堆存策略組合；四，堆存組合策略及箱量與堆場龍門吊運作的能耗直接相關，仿真結果可有利于觀測不同堆存組合策略下龍門吊能耗的變化，從而選擇合理的堆存策略。

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附圖說明

圖1為本發明集裝箱碼頭堆場箱區的箱量分配優化與仿真系統的原理框圖。

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具體實施方式

下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。