港口航道系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化與錨地規(guī)模仿真研究

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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

2、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)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，航運(yùn)事業(yè)日趨完善，很多沿海區(qū)域的港口規(guī)模也逐漸增大，建設(shè)的速度也不斷加快。水域中的船舶交通問(wèn)題已逐漸成為港口的主要問(wèn)題。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)模的研究主要依據(jù)占據(jù)水域的大小面積來(lái)進(jìn)行核

3、算?，F(xiàn)在在錨地規(guī)模模型中有兩個(gè)問(wèn)題：第一，海域到港的船舶時(shí)間不可能相同；第二，錨地占用時(shí)具有不定性。所以，這兩個(gè)因素不能收錨地規(guī)模的影響。下面，文章將會(huì)結(jié)合排隊(duì)論分析錨地規(guī)模的基本研究。1、在新建、擴(kuò)建港口中，錨地規(guī)模的推算。在新建港口的錨地中，依據(jù)港口的重要程度來(lái)判斷其數(shù)據(jù)，按照現(xiàn)港口船舶保證率的90%－95%來(lái)推算錨位的數(shù)量；在擴(kuò)建中的港口項(xiàng)目中，我們可以將其當(dāng)作新建港口來(lái)計(jì)算。2、錨地的數(shù)量應(yīng)該根據(jù)到港船舶的多少、密度、環(huán)境一級(jí)到港的水域及人工作業(yè)等因素相結(jié)合考量。在日常作業(yè)中，會(huì)出現(xiàn)某些港口只有一個(gè)錨地，

4、但卻有承擔(dān)著不同錨地不具備的功能和作用，此外，航道的吞吐能力及水深條件等因素都會(huì)影響專用的錨地。二、排隊(duì)論排隊(duì)論又叫做隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論，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，它通過(guò)數(shù)量的指標(biāo)比如排隊(duì)長(zhǎng)度、等待的時(shí)間等的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，根據(jù)這些規(guī)律進(jìn)行服務(wù)系統(tǒng)的建構(gòu)和重新組織被服務(wù)的對(duì)象。它通過(guò)研究各種服務(wù)系統(tǒng)在排隊(duì)等待中的概率特性，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)的闡述某人或者某物有需求想得到特定的某種服務(wù)。在排隊(duì)論中把這些有需求服務(wù)的對(duì)象叫做顧客；把人或組織機(jī)構(gòu)提供服務(wù)的稱為服務(wù)臺(tái)

5、；在隨機(jī)的顧客拜訪和服務(wù)的時(shí)間里具有隨機(jī)性，服從分配。不同的顧客與服務(wù)組成了各式各樣的服務(wù)系統(tǒng)。顧客為了獲取到某種所需服務(wù)，繼而到達(dá)，如果不能馬上得到需要的服務(wù)然后又愿意在這里排隊(duì)等侯，就選擇加入等待的行列中，因此獲得服務(wù)后離去。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。。。。。。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

6、后離去服務(wù)臺(tái)2。。。。。。顧客到達(dá)在到達(dá)服務(wù)臺(tái)后，會(huì)出現(xiàn)擁擠的現(xiàn)象，因此顧客的排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)短跟服務(wù)設(shè)施的規(guī)模構(gòu)成了服務(wù)系統(tǒng)的一對(duì)矛盾，這一矛盾具有隨機(jī)性。那么，在為了確保服務(wù)質(zhì)量的前提下，又要節(jié)省設(shè)施和服務(wù)費(fèi)用，就要更合理的解決顧客排隊(duì)的時(shí)間及設(shè)施服務(wù)費(fèi)用多少應(yīng)當(dāng)亟待解決的首要問(wèn)題，這一問(wèn)題也是排隊(duì)論研究的問(wèn)題之一。2、在排隊(duì)系統(tǒng)中，排隊(duì)系統(tǒng)的基本構(gòu)架。在排隊(duì)系統(tǒng)中，包含三個(gè)部分：輸入過(guò)程、服務(wù)原則、服務(wù)臺(tái)。（1）輸入過(guò)程，是指有需求服務(wù)的顧客按照什么養(yǎng)的規(guī)律來(lái)到排隊(duì)系統(tǒng)的過(guò)程，在此也被成為顧客流。顧客綜合整體數(shù)，

7、是指顧客的來(lái)源，顧客的來(lái)源可以是有限的亦可是無(wú)限的。他們是如何來(lái)到這個(gè)系統(tǒng)的，而且到達(dá)的方式是什么，是單獨(dú)前來(lái)還是結(jié)伴成群到達(dá)這里的。顧客流量的概率分布也就是顧客相機(jī)來(lái)到這里的時(shí)間間隔。這是排隊(duì)系統(tǒng)中進(jìn)行有關(guān)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需要確定的。首先，要在一定時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算到達(dá)的顧客所間隔的時(shí)間，并且在這個(gè)時(shí)間內(nèi)到達(dá)的N個(gè)顧客的概率有多大。（2）服務(wù)的原則，即規(guī)則。是指服務(wù)臺(tái)在排隊(duì)的隊(duì)伍中選取顧客給予服務(wù)的序列。一般情況下分為：流失制，假設(shè)顧客在來(lái)到排隊(duì)系統(tǒng)的時(shí)候，所以的服務(wù)臺(tái)都有接受服務(wù)，那么顧客選擇自動(dòng)離開(kāi)，而不在系統(tǒng)中留

8、下或者再來(lái)；等候制，當(dāng)顧客到達(dá)系統(tǒng)時(shí)，服務(wù)臺(tái)的位置全部占滿，顧客此時(shí)需要加入排隊(duì)隊(duì)伍中去等候服務(wù)。等侯時(shí)，服務(wù)臺(tái)在對(duì)要求接受服務(wù)的顧客中進(jìn)行選擇，選擇常遵循幾個(gè)原則：1）為先到服務(wù)臺(tái)的顧客服務(wù)，即按照顧客到達(dá)服務(wù)臺(tái)進(jìn)行服務(wù)的先后順序來(lái)對(duì)顧客進(jìn)行服務(wù)。2）后來(lái)加入隊(duì)伍中的顧客先得到服務(wù)。3）隨機(jī)選擇服務(wù)，就是說(shuō)，在服務(wù)臺(tái)沒(méi)有空閑的時(shí)候，在沒(méi)有按照隊(duì)列排序的顧客中選擇不指定的