[發明專利]生態型客貨滾裝碼頭系統多智能體微觀仿真建模方法

有效

• 申請號: 201910029338.2
• 申請日: 2019-01-13
• 公開（公告）號: CN109472522B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 唐國磊;秦明;趙曉藝;于菁菁;李翔
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于港口規劃及系統仿真技術領域，提供了一種生態型客貨滾裝碼頭系統多智能體微觀仿真建模方法，實現客貨滾裝碼頭基礎信息信息管理、客貨滾裝碼頭系統“港口水域?陸域?大門?客運站”生產作業的微觀仿真，細粒度刻畫人、車、船的微觀行為特性與沖突，并能夠評估土地利用、效率、安全、環境等有關指標，為生態型客貨滾裝碼頭規劃設計與運營提供決策支持。

技術領域

本發明屬于港口規劃及系統仿真技術領域，更具體地，涉及一種基于AnyLogic/PostgreSQL/PostGIS的生態型客貨滾裝碼頭系統多智能體微觀仿真建模方法，實現客貨滾裝碼頭基礎信息信息管理、客貨滾裝碼頭系統(“港口水域-陸域-大門-客運站”)生產作業的微觀仿真，細粒度刻畫人、車、船的微觀行為特性與沖突，并能夠評估土地利用、效率、安全、環境等有關指標，為生態型客貨滾裝碼頭規劃設計與運營提供決策支持。

背景技術

客貨滾裝碼頭是兼顧旅客、車輛和貨物滾裝運輸的重要節點，其功能區包括航道、回旋水域等水域，安檢大廳、檢前及檢后停車場、車輛待渡區、碼頭前沿旅客上下船區域等陸域，以及港口大門和客運站，其服務對象包括進出港車輛和旅客，顯然客貨滾裝碼頭是一個復雜動態的物流和道路交通系統，受功能區布局和交通組織等限制，因人流擁擠、車輛擁堵而引起的安全和環境問題愈發嚴峻。因此，在節約集約利用土地資源，加強生態環保，提升安全水平的建設要求下，亟需建立有效模型描述客貨滾裝碼頭系統的物流過程與微觀交通行為，并給出與土地資源、效率、平安、生態等相對應的定量評價指標，為客貨滾裝碼頭規劃設計與運營提供決策支持。

從目前來看，客貨滾裝碼頭多采用作業調度分析或離散事件建模識別作業瓶頸、預測港口需求等，集中在客貨滾裝碼頭前沿、停車場等功能區的作業過程及交通行為的模擬。但是，現階段客貨滾裝碼頭系統仿真建模存在不足之處，具體為：

(1)現有仿真模型僅實現港內水、陸域生產作業的流程，不能準確刻畫客貨滾裝碼頭人車與港外交通系統的實時交互，無法定量描述城市公共交通系統、客運站、港外廣場對港內生產作業的約束，無法準確辨識客貨滾裝碼頭系統的瓶頸。

(2)客貨滾裝碼頭功能區及服務對象種類、數量眾多，各類對象間既相互獨立又相互作用，因此，傳統的數值解析方法無法描述系統的隨機性與動態性，而離散事件仿真方法雖然能夠描述系統的隨機性與動態性，但難以描述實體間的智能交互與響應。

(3)現有仿真模型僅實現港內水、陸域生產作業過程的粗粒度模擬，無法描述航道交通流復雜的非線性行為，更無法細粒度刻畫車輛和行人的微觀行為。

(4)現有仿真模型僅實現生產作業效率的定量評價與分析，無法給出土地利用效率、安全、綠色環保等定量評價指標，也無法為生態型客貨滾裝碼頭規劃設計與運營提供決策支持。

(5)現有客貨滾裝碼頭生產作業評價指標涵蓋面較窄且多為定性分析，無法體現生態、綠色發展以及安全生產等定量指標，難以定量評價碼頭功能區布局與精細化布置方案，也無法為客貨滾裝碼頭規劃布置方案優化提供決策支持。

因此，本發明提供了一種生態型客貨滾裝碼頭系統多智能體微觀仿真建模方法，有效地描述客貨滾裝碼頭作業系統復雜隨機的動態物流過程與微觀交通流。該方法首先提出綜合智能體建模和離散事件建模相結合的仿真策略，給出生態型客貨滾裝碼頭系統多智能體微觀仿真系統的架構，包括數據訪問層、業務邏輯層、應用層和表現層等；其次，該方法定義了數據訪問層、業務邏輯層、應用層和表現層的主要功能與具體實現方式，以單名旅客、單輛車輛為單元，實現港外廣場、客運站、陸域、水域生產作業流程與微觀交通流的微觀模擬，系統描述并直觀展示各作業環節及各類實體間的交互與沖突；最后，提出生態型客貨滾裝碼頭總體設計評價指標體系，包括土地利用、作業效率、旅客安全、綠色生態等指標，并實現評價指標統計算法、成本函數、方案優選算法，為客貨滾裝碼頭總體設計與生產運營提供決策支持。

發明內容