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1、港口航道系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化與錨地規(guī)模仿真研究摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，部分港口已出現(xiàn)進(jìn)出港口擁堵問(wèn)題，這一問(wèn)題逐漸成為我國(guó)港口面臨的一大課題。為迎接挑戰(zhàn)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)條件下的環(huán)境，港口航道系統(tǒng)應(yīng)成為港口管理經(jīng)營(yíng)者和建設(shè)設(shè)計(jì)者著力研究的對(duì)象。本文通過(guò)對(duì)錨地規(guī)模進(jìn)行研究，從排隊(duì)論角度探討錨地規(guī)模動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)問(wèn)題，分析影響港口航道系統(tǒng)的主要因素，得出：應(yīng)合理歸化建設(shè)新的碼頭泊位、航道以及錨地，合理調(diào)配港口資源，最大限度提高現(xiàn)有港口規(guī)模的通過(guò)能力和服務(wù)水平，只有這樣才能使港口航道系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)更加科學(xué)和穩(wěn)定。關(guān)鍵字：港口航道系統(tǒng)；錨地規(guī)模；排隊(duì)論；港口航道；通過(guò)能力隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和航運(yùn)事業(yè)的日益發(fā)展，我國(guó)沿海地區(qū)
2、的港口規(guī)模和建設(shè)速度也日趨增大，沿海地區(qū)水域船舶交通也明顯擁擠。因此，港口錨地的合理分布和優(yōu)化就是港口規(guī)劃和建設(shè)的重點(diǎn)，是港口航道系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化的合理途徑之一，直接影響著港口的經(jīng)濟(jì)效益和船舶錨泊的安全。一、對(duì)錨地規(guī)模的研究目前，錨地已經(jīng)逐漸成為進(jìn)出港船舶匯集的中心，是港口運(yùn)行管理中不可或缺的中心環(huán)節(jié)，它掌控著船舶停留在港時(shí)間，對(duì)船舶進(jìn)行調(diào)度等作用。對(duì)錨地規(guī)模的研究主要根據(jù)錨泊船所占據(jù)的水域面積進(jìn)行計(jì)算。在該模型中存在兩個(gè)問(wèn)題：第一，船舶不可能同時(shí)到達(dá)；第二，不同感口不同錨地錨泊占用錨地的實(shí)踐具有動(dòng)態(tài)性。因此上述兩個(gè)因素不能反映錨地規(guī)模所受影響，本文將從排隊(duì)論角度探討錨地規(guī)模動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)問(wèn)題。1、對(duì)
3、新建港口、擴(kuò)建港口錨地規(guī)模進(jìn)行推算。對(duì)新建港口的錨地，其錨地?cái)?shù)根據(jù)港口的重要性，按在港船舶保證率的90%－95%相應(yīng)推算錨位數(shù)；對(duì)正在擴(kuò)建的港口，可以近似將擴(kuò)建部分看作新建港口推算錨位數(shù)。2、港口錨地?cái)?shù)量的配置，依據(jù)來(lái)港船舶密度、港口生產(chǎn)組織及港口水域環(huán)境等因素綜合考量。一些港口只有一個(gè)錨地但卻承擔(dān)各種錨地的功能和作用，而另一部分港口則因航道、水深條件影響設(shè)置多處專用錨地。二、排隊(duì)論排隊(duì)論是研究系統(tǒng)隨機(jī)聚散現(xiàn)象和隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)理論和方法，它即是運(yùn)籌學(xué)的分支，也是應(yīng)用概率的分支，它所研究的對(duì)象具有較強(qiáng)的實(shí)際背景。又叫隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論，又稱服務(wù)系統(tǒng)，它通過(guò)研究各種服務(wù)系統(tǒng)在排隊(duì)等待中
4、的概率特性，來(lái)解決系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)控制。1、排隊(duì)系統(tǒng)的闡述有要求得到某種服務(wù)的人或物。排隊(duì)論中把要求服務(wù)的對(duì)象統(tǒng)稱為“顧客”；有提供服務(wù)的人或機(jī)構(gòu)成為“服務(wù)臺(tái)”或“服務(wù)員”；顧客的到達(dá)、服務(wù)的時(shí)間至少有一個(gè)是隨機(jī)的，服從某種分布。不同的顧客與服務(wù)組成了各式各樣的服務(wù)系統(tǒng)。顧客為了得到某種服務(wù)而到達(dá)系統(tǒng)、若不能立即獲得服務(wù)而又愿意排隊(duì)等待，則加入等待隊(duì)伍，待獲得服務(wù)后離開(kāi)系統(tǒng)。見(jiàn)圖：（單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)）、（單隊(duì)列－s個(gè)服務(wù)臺(tái)并聯(lián)的排隊(duì)系統(tǒng)）、（多隊(duì)－多服務(wù)臺(tái)混聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）顧客到達(dá)服務(wù)完成后離去服務(wù)臺(tái)服務(wù)完成后離去服務(wù)完成后離去服務(wù)臺(tái)2服務(wù)臺(tái)1。。。。。。顧客到達(dá)服務(wù)完成后離去服務(wù)臺(tái)3。。
5、。。。。服務(wù)完成后離去服務(wù)臺(tái)1。。。。。。服務(wù)臺(tái)3服務(wù)完成后離去服務(wù)完成后離去服務(wù)臺(tái)2。。。。。。顧客到達(dá)面對(duì)擁擠現(xiàn)象，顧客排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)短與服務(wù)設(shè)施規(guī)模的大小夠成了設(shè)計(jì)隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)中的一對(duì)矛盾。如何做到既保證一定的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)，又使服務(wù)設(shè)施費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q顧客排隊(duì)時(shí)間與服務(wù)設(shè)施費(fèi)用大小是排隊(duì)論所要研究解決的問(wèn)題之一。2、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分排隊(duì)系統(tǒng)有輸入過(guò)程、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)臺(tái)等3個(gè)組成部分：（1）輸入過(guò)程，是指要求服務(wù)的顧客是按怎樣的規(guī)律到達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)的過(guò)程，有時(shí)也把它稱為顧客流，一般可以從3個(gè)方面來(lái)描述一個(gè)輸入過(guò)程。顧客總體數(shù)，這是指顧客的來(lái)源。顧客源可以是有限的，也可以是無(wú)限的；顧
6、客到達(dá)方式，描述顧客是怎樣來(lái)到系統(tǒng)的，他們是單個(gè)到達(dá)還是成批到達(dá)；顧客流的概率分布，或稱相繼顧客到達(dá)的時(shí)間間隔分布。這是求解排隊(duì)系統(tǒng)有關(guān)運(yùn)行指標(biāo)問(wèn)題時(shí)，首先需要確定的指標(biāo)。這也可以理解為在一定時(shí)間間隔內(nèi)到達(dá)k個(gè)顧客（k＝1、2、。。。）的概率是多大。顧客流的概率分布一般有定長(zhǎng)分布、二項(xiàng)分布、泊松流（最簡(jiǎn)單流）、愛(ài)爾郎分布等若干種。（2）服務(wù)規(guī)則，是指服務(wù)臺(tái)從隊(duì)列中選取顧客進(jìn)行服務(wù)的順序。一般可以分為損失制、等待制和混合制等3大類。損失制，如果顧客到達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)時(shí)，所有服務(wù)臺(tái)都已被占用，那么他們就自動(dòng)離開(kāi)系統(tǒng)不再來(lái)；等待制，當(dāng)顧客來(lái)到系統(tǒng)時(shí)，所有服務(wù)臺(tái)都不空，顧客加入排隊(duì)行列等待服務(wù)。等待制中，
7、服務(wù)臺(tái)在選擇顧客進(jìn)行服務(wù)時(shí)，常有以下四個(gè)規(guī)則：1）先到先服務(wù)，按顧客到達(dá)的先后順序?qū)︻櫩瓦M(jìn)行服務(wù)。2）后到先服務(wù)。3）隨機(jī)服務(wù)，即當(dāng)服務(wù)臺(tái)空閑時(shí)，不按照排隊(duì)序列而隨意指定某個(gè)顧客去接受服務(wù)。4）優(yōu)先權(quán)服務(wù)。（3）混合制，等待制與損失制相結(jié)合的一種服務(wù)規(guī)則，一般是指允許排隊(duì)，但又不允許隊(duì)列無(wú)限長(zhǎng)下去。具體來(lái)說(shuō)，大只有三種：1）隊(duì)長(zhǎng)有限，當(dāng)排隊(duì)等待服務(wù)的顧客人數(shù)超過(guò)規(guī)定數(shù)量時(shí)，后來(lái)的顧客就自動(dòng)離去，另求服務(wù)，即系
