问题
从2000年到2016年，俄罗斯港口的货物运输量翻了两番。货运量的增长导致需要建造新的现代化码头。在这方面的另一项挑战是在建立新的终点站和使现有终点站现代化之间作出选择。这种选择在很大程度上取决于预先设计解决方案的质量，这也可以降低设施设计成本，并避免进一步运营的重大材料成本。
新罗西斯克海港的管理公司计划扩大现有的贸易码头，以便在未来将其能力增加到每年120万吨。为了项目实施，管理公司聘请了一家工程公司，Morstroytechnologiya，设计海运集装箱堆场规划。
海事仿真模型
货柜堆场规划(点击放大)
在建立货柜码头模拟模型时，必须确定货运站所需的技术特征，包括仓库和货场的容量和吞吐量，以及货运站的具体特征(例如，货柜码头的平均储存层数)。这些参数是根据货运量和年货运结构确定的。
以往，海运集装箱码头规划阶段多采用分析方法，但这些方法存在很大的局限性。首先，它们只包含基本的概率分布，只定义输出的平均指标。概率分布不包括与船舶到达计划一起工作的选项，并且不考虑随机因素，如设备故障、局部违反船舶到达计划、时间范围内的延迟和恶劣的天气条件。其次，它们没有提供工具来评估运输业务之间的资源分配，从而确定车辆的最佳数量。因此，船到港时间和托运量、数量的不规范导致仓库内货物分配不均匀。如果仓库库存过多，则货物收集的总体时间会增加，因为这对终端内的运输和物流提出了额外的要求。
集装箱码头仿真建模可以让用户考虑到这些不足之处，做出更加准确可行的计算。因此，为了创建集装箱码头仿真模型，Morstroytechnologiya咨询了顾问。
首先，顾问需要协调货物运输的高质量服务与有效利用终端能力。要做到这一点，他们必须:
- 确定终端内物体的技术特性。
- 确定码头内最优的本地物流。
- 模型中包含了货物运输的结构和内容。
- 检查所提出的解决方案的效率。
出于这些目的，他们应用了AnyLogic仿真建模。
解决方案
在创建集装箱港口仿真模型时，指定了码头的以下结构元素:
- 海上货物前线(MGF)
- 铁路货运阵线(ZHF)
- 汽车正面(AGF)
- 仓库
- 入境口岸
- ZHF缓冲区
顾问为模型设置了以下参数:
- 货物前方的外部车辆移动时间表。
- 航运公司的集装箱货物运输结构，分为进口/出口和按集装箱类型。
- 港口内物流参数-该模型允许他们指定允许的队列长度，并考虑各种仓库布局、存储设备数量、工作强度、存储区域和高度。
AnyLogic环境中的集装箱码头模拟包含另一个优势，即使用MS Excel表格(Access)输入数据的附加选项。这使得他们不仅可以处理简单的数值参数(车辆移动速度)，还可以处理复杂的数据结构(船舶到达时间表，货物体积分布)。
在使用海运集装箱堆场规划模型时，专家可以观察到一些动态参数的变化:
- 进出口货物运输量
- 集装箱存储层
- 运输时间停留在终点站
- 技术设备的使用程度
- 干线运输服务的等候时间
- 主和端口内传输队列的长度
仿真结果以三种格式呈现:图形、文本和图表，这是另一个优点。时间图和直方图的使用有助于更好地可视化结果。结果也可以保存到外部文件。
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结果
在运行模型并观察一系列实验后，专家们成功地:
- 检测和识别当前码头布局的缺点(特别是多层存储中的“倾斜”集装箱效应)。
- 提出了消除这些缺点的算法(例如，各种存储系统的最佳存储高度)。
- 明确终端的一些技术参数。
- 在货物运输的随机和非随机变化过程行为的洞察。
充当容器端口模拟器并与实际进程最匹配的模拟允许用户对终端内的内部对象放置做出充分的决定。运行一个模型可以帮助他们选择最优的配置，这将显著提高终端的通过能力，从而提高营业额和改善服务质量。
由于集装箱码头仿真满足了客户的期望，并能够解决设施优化方面的许多任务，因此Morstroytekhnologiya的专家决定设计一个海运码头的通用模型。它可以作为创建其他类型终端(液体、散装等)模拟的技术基础。细节的结构和程度可能根据特定项目的需要而有所不同。