[发明专利]生态型客货滚装码头系统多智能体微观仿真建模方法

说明书

本发明属于港口规划及系统仿真技术领域，提供了一种生态型客货滚装码头系统多智能体微观仿真建模方法，实现客货滚装码头基础信息信息管理、客货滚装码头系统“港口水域‑陆域‑大门‑客运站”生产作业的微观仿真，细粒度刻画人、车、船的微观行为特性与冲突，并能够评估土地利用、效率、安全、环境等有关指标，为生态型客货滚装码头规划设计与运营提供决策支持。

技术领域

本发明属于港口规划及系统仿真技术领域，更具体地，涉及一种基于AnyLogic/PostgreSQL/PostGIS的生态型客货滚装码头系统多智能体微观仿真建模方法，实现客货滚装码头基础信息信息管理、客货滚装码头系统(“港口水域-陆域-大门-客运站”)生产作业的微观仿真，细粒度刻画人、车、船的微观行为特性与冲突，并能够评估土地利用、效率、安全、环境等有关指标，为生态型客货滚装码头规划设计与运营提供决策支持。

背景技术

客货滚装码头是兼顾旅客、车辆和货物滚装运输的重要节点，其功能区包括航道、回旋水域等水域，安检大厅、检前及检后停车场、车辆待渡区、码头前沿旅客上下船区域等陆域，以及港口大门和客运站，其服务对象包括进出港车辆和旅客，显然客货滚装码头是一个复杂动态的物流和道路交通系统，受功能区布局和交通组织等限制，因人流拥挤、车辆拥堵而引起的安全和环境问题愈发严峻。因此，在节约集约利用土地资源，加强生态环保，提升安全水平的建设要求下，亟需建立有效模型描述客货滚装码头系统的物流过程与微观交通行为，并给出与土地资源、效率、平安、生态等相对应的定量评价指标，为客货滚装码头规划设计与运营提供决策支持。

从目前来看，客货滚装码头多采用作业调度分析或离散事件建模识别作业瓶颈、预测港口需求等，集中在客货滚装码头前沿、停车场等功能区的作业过程及交通行为的模拟。但是，现阶段客货滚装码头系统仿真建模存在不足之处，具体为：

(1)现有仿真模型仅实现港内水、陆域生产作业的流程，不能准确刻画客货滚装码头人车与港外交通系统的实时交互，无法定量描述城市公共交通系统、客运站、港外广场对港内生产作业的约束，无法准确辨识客货滚装码头系统的瓶颈。

(2)客货滚装码头功能区及服务对象种类、数量众多，各类对象间既相互独立又相互作用，因此，传统的数值解析方法无法描述系统的随机性与动态性，而离散事件仿真方法虽然能够描述系统的随机性与动态性，但难以描述实体间的智能交互与响应。

(3)现有仿真模型仅实现港内水、陆域生产作业过程的粗粒度模拟，无法描述航道交通流复杂的非线性行为，更无法细粒度刻画车辆和行人的微观行为。

(4)现有仿真模型仅实现生产作业效率的定量评价与分析，无法给出土地利用效率、安全、绿色环保等定量评价指标，也无法为生态型客货滚装码头规划设计与运营提供决策支持。

(5)现有客货滚装码头生产作业评价指标涵盖面较窄且多为定性分析，无法体现生态、绿色发展以及安全生产等定量指标，难以定量评价码头功能区布局与精细化布置方案，也无法为客货滚装码头规划布置方案优化提供决策支持。

因此，本发明提供了一种生态型客货滚装码头系统多智能体微观仿真建模方法，有效地描述客货滚装码头作业系统复杂随机的动态物流过程与微观交通流。该方法首先提出综合智能体建模和离散事件建模相结合的仿真策略，给出生态型客货滚装码头系统多智能体微观仿真系统的架构，包括数据访问层、业务逻辑层、应用层和表现层等；其次，该方法定义了数据访问层、业务逻辑层、应用层和表现层的主要功能与具体实现方式，以单名旅客、单辆车辆为单元，实现港外广场、客运站、陆域、水域生产作业流程与微观交通流的微观模拟，系统描述并直观展示各作业环节及各类实体间的交互与冲突；最后，提出生态型客货滚装码头总体设计评价指标体系，包括土地利用、作业效率、旅客安全、绿色生态等指标，并实现评价指标统计算法、成本函数、方案优选算法，为客货滚装码头总体设计与生产运营提供决策支持。

发明内容