[发明专利]集装箱码头资源要素配置仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真系统，特别是涉及一种集装箱码头资源要素配置仿真系统。

背景技术

集装箱码头资源要素配置仿真系统是一种适用于不同类型装卸工艺系统、服务于多类型集装箱船舶的集装箱码头的系统，该系统中的实体主要由到港船舶、码头泊位和堆场等设施、以及装卸桥、水平搬运机械、堆场机械三种主要装卸机械组成。由于这三种机械的运营都属于间歇式生产，因而在不同时间段内，其运营效率都是随机的，同时，到港船舶的船型、载箱量和到港后需要处理的箱量等也是随机的，因此，该系统是一个离散事件动态系统，具有随机性、动态性和复杂性特征。为了解决诸如装卸桥、水平搬运机械和堆场机械的设备选型和确定数量等集装箱码头资源要素的配置问题，需要考察集装箱码头的完整运营系统在不同情景下的各种机械设备的运营能力和各种设备衔接生产后的综合运营能力，这些能力是由该复杂系统中离散事件的发生、与装卸机械设备效率相关的随机变量和到港船舶相关的随机变量的相互扰动后产生的。

由于集装箱码头运营系统是具有离散性和动态性特征的复杂系统，其现有的资源要素配置仿真系统或者只适用于诸如泊位和堆场等港口某一局部运营环节的资源要素配置，完成局部优化和配置；或者只适用于一个具体港口对象的多运营环节，限于以已投入运营码头的条件搭建该港口的不同情景，旨在为这些港口提供解决方案，既不适用于多个港口和停靠多类型船舶的码头，也难以对新建和扩建的新码头提供解决方案。同时，这两种情况都使得每一次建模和仿真系统开发只能适用于一个对象，不仅对需求的响应较慢，而且不利于利用仿真系统进行经验积累和规律寻求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集装箱码头资源要素配置仿真系统，其能通过采集、拟合和使用真实集装箱码头的关键运营节点和过程的数据，仿真计算各种机械设备的运营能力和各种设备衔接生产后的综合运营能力，评价、推断和确定集装箱码头的装卸工艺系统选型、数量配置和码头布局，可以适用于多个港口和停靠多类型船舶的码头，利于利用仿真系统进行经验积累和规律寻求。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种集装箱码头资源要素配置仿真系统，其特征在于，其包括用户层模块、存储层模块、逻辑层模块，用户层模块、存储层模块、逻辑层模块三者相互连接；用户层模块建立用户的输入界面，使用户将采集和拟合的真实集装箱码头关键运营节点和过程的数据，通过该界面的参数输入；逻辑层模块采用系统数据库中已输入的参数和变量，构建算法和逻辑关系体现集装箱码头完整运营系统中的主要实体、引起系统状态发生变化的实体行为、离散事件、生产流程以及它们之间关系的集成；存储层模块是仿真系统的后台数据库。

优选地，所述用户层模块包括依次连接的输入参数模块、采集模块、假定拟合模块，采集模块用来定义集装箱码头关键节点和流程的数据含义，建立数据采集方法；假定拟合模块用来将码头真实系统中采集的随机变量进行分布假设和检验，以确定数据的分布类型；输入参数模块用于将集装箱码头运营的真实数据和根据真实数据拟合后的数据，由用户在软件的界面进行输入。

优选地，所述随机变量参数分为机械效率相关的随机变量和船舶相关的随机变量。

优选地，所述采集模块采用现场实测的方式进行。

优选地，所述假定拟合模块采用直方图法对随机变量参数进行拟合。

优选地，所述逻辑层模块包括相互连接的模拟运算模块和可视化及时展示模块；模拟运算模块用来将集装箱码头真实运营系统在仿真系统中实现、给出并评价资源要素配置仿真实验的运算结果；可视化及时展示模块按照模拟运算中仿真的步长时间推进，以可视化的方式来变化实体、实体行为和离散事件等在系统中的状态，在界面中动态呈现出来，以方便用户观测系统的状态变化。

优选地，所述模拟运算模块包括依次连接的仿真模型构建模块、仿真输出指标体系模块和仿真实验分析模块，所述仿真模型构建模块是建立在完整的集装箱码头物流运营系统而不是部分系统或单环节物流运营系统基础之上，所述仿真输出指标体系模块还原集装箱码头物流运营系统离散事件动态系统的特性，仿真实验分析模块具有指标输出功能和数据分析功能。

优选地，所述可视化及时展示模块是系统根据港口场景设计和模拟运算进程及中间结果进行计算机动态图形仿真，采用实时的彩色动画显示，系统逻辑关系模型建立的同时，建立相应的彩色图形模型，并显示在屏幕上。