数。数学模型得到货运组织方案是各货类在各运输路径上运量及船舶航次数,方案模拟可以通过在仿真模型中设置不同船舶产生的数量来模拟各型船舶产生的航次数,而仿真模型对运输路径的控制是通过在不同运输系统节点中控制各类货流去向的比例来决定的,表是港区船舶生产子模型所需输入参数,其他港区所需参数类型相同。表是船舶生产子模型的运行逻辑图表港区船舶生产子系统输入参数名称类型含义属性船型属性船舶载重量属性,以散货船为例变量生成散货船占港区生成总散货船数的比例变量生成散货船占港区生成总散货船数的比例变量生成散货船占港区生成总散货船数的比例变量生成集装箱船占港区生成总集装箱船数的比例变量生成集装箱船占港区生成总集装箱船数的比例变量生成车滚装船占港区生成总滚装船数的比例变量生成车滚装船占港区生成总滚装船数的比例变量港区散货船通过水路运输占港区生成总散货船数的比例变量港区散货船通过公路运输占港区生成总散货船数的比例变量港区集装箱船通过水路运输占港区生成总集装箱船数的比例变量港区集装箱船通过公路运输占港区生成总集装箱船数的比例变量港区滚装船通过水路运输占港区生成总滚装船数的比例变量港区滚装船通过公路运输占港区生成总滚装船数的比例属性船舶货运起点属性船舶货运终点变量港区产生散货船的比例变量港区产生集装箱船的比例变量港区产生滚装船的比例变量船舶生成模块开始生成船舶的时间共有三个船舶生成模块,模拟全年不同时段船舶生成情况分布各时段船舶生成模块生成船舶总数量分布各船舶生成模块生成船舶的规律分布图运行逻辑港口子模型港口子模型的在系统中的作用是检验在货运组织方式实际运行中,船舶在泊位停留装卸货物时造成的系统排队对整个运输系统船舶货运组织造成的影响。由于本文研究的重点并不在港口具体运行流程,各种港口装卸工艺具体包括岸边装卸机水平运输机堆场装卸机及其之间的调配过程都不在本文的研究范围之内,港口装卸过程将予以简化。同枢纽的通航设施样,船舶进入港口泊位装卸货物也涉及到排队问题,属于多服务员单队列问题,其排队规则为先到先服务,即当所有泊位都处于占用状态时,有新的船舶请求服务则须排队等待。排队规则为先到先服务。港口子模型作为船舶实体的起点终点和中转点,具备船舶生成及船舶货运中转等功能。由船舶生成子模型生成或由上下游到达港口的船舶进入港口装卸载及货运中转进程后,系统首先根据船舶起点属性判断起点是否为本港口,随后进入不同的货运组织过程。起点为本港根据各类货物运输路径采用不同的起点运输方式公路运输的货物利用模块转化成公路运输方式进入装货离港进程去往公路运输节点水路运输的货物装货完毕后离开港口泊位去往水路运输节点。起点为非本港的根据货物终点是否为本港口分别进入港口卸载离开运输系统或港口中转进程。终点非港口的货物进入货运中转过程后,中转过程将根据货物的来源属性即根据是由公路运输节点到达还是由水路节点到达判断货运中转模式为公路运输转水路运输还是水路运输转公路运输,随后利用装卸货进程装卸完毕后离港。整个港口子模型最终将各类货物以不同的运输方式及终点属性通过模型三个接口分流进入公路运输节点水路运输节点或离开运输系统。港口子模型逻辑流程图见图及图,港口逻辑建模见图图港口子模型逻辑流程分流进程图港口子模型逻辑流程图装卸载进程图港口逻辑建模港口子模型运行需要输入的基本参数有货物港口装卸载时间船舶及车辆进出泊位时间等。乌江多梯级枢纽区域未来各港口处于规划阶段,缺乏相应的经验数据统计,故引用内河其他港口数据对港口子模型基本参数进行设置,且假设各港口基本运行参数相同。具体参数见表表港口子模型基本运行参数含义类型参数值港口泊位数变量各类货物中转速度分布集装箱散货滚装货各类船舶装卸载速度分布集装箱散货滚装货车辆装卸载速度分布集装箱散货滚装货船舶进入泊位时间分布,船舶离开泊位时间分布,升船机子模型升船机的通过能力是影响货运组合方式最重要的因素,因此对升船机运行过程的仿真模拟是本文研究的重点,对升船机运行过程进行仿真之前必须考虑升船机的服务过程。升船机服务过程可以分为以下部分到达升船机并排队等待进入引航道并开始进入承船箱承船箱移动到指定位置船舶出承船箱承船箱调整就绪至可接受下次船舶进箱。船闸次服务时间为次船舶过升船机占用升船机的所有时间,包括上述船舶通过船闸的后个过程。升船机子模型仿真模型排队规则节已详细从数学理论层面进行了分析。图升船机运行流程升船机子模型运行流程根据离散事件系统的定义,将升船机子系统的进程划分为船舶分流进程船舶排队进程升船机进程。下面通过对各进程流程分析说明系统的运行过程。流程图见图逻辑建模图见图升船机子模型仿真动画见图船舶分流进程船舶到达升船机子模型时首先进入船舶分流进程,根据设置的船舶翻坝规则,部分船舶进入翻坝系统,接着判断各类船舶的过升船机优先度,如果存在优先度高的船舶如集装箱船运输的货物实效性较强,需要优先过坝将直接调度该类船舶优先进入升船机进程,其他船舶根据升船机排队队列长度判断是直接进入升船机进程还是进入锚地排队进程等待。船舶排队进程船舶进入锚地排队进程后,将在锚地排队等待调度信号,然后过引航道进入升船机进程。升船机进程船舶进入升船机进程后,将在升船机前排队等待进入承船箱,如果承船箱空闲则判断承船箱位置,如果在装载位置,将直接进入承船箱,如不在装载位置,将等待承船箱移动到装载位置。进入承船箱后,承船箱将移动到指定位置,最后船舶离开乘船箱。船舶离开后,根据升船机排队队列长度判断是否需要调度锚地船舶进入升船机进程。图升船机逻辑建模参数输入基本参数升船机子模型运行需要输入的基本参数有各枢纽升船机承船箱装载移动时间时间进出承船箱时间等。乌江多梯级枢纽区域锚地还处于规划状态,缺乏相应的经验数据统计,故引用其他枢纽数据进行参数设置,且假设各枢纽锚地情况相同。具体参数设置见表表升船机子模型基本输入参数名称类型参数值升船机位置初始位置在底部变量当升船机上下游排队船舶长度小于此数调度锚地船舶过升船机变量每次接到信号后从锚地调度过升船机的船舶数变量从锚地同时出发的船舶启动间隔时间分布,上行船舶进入系统直接航行到承船箱时间分布下行船舶进入系统直接航行到承船箱时间分布上行船舶从锚地航行到上游承船箱时间分布下行船舶从锚地航行到上游承船箱时间分布上行船舶进入系统航行到上游锚地时间分布上行船舶进入系统航行到上游锚地时间分布船舶进入承船箱的时间分布,船舶离开承船箱的时间分布,承船箱满载时移动时间分布构皮滩思林沙沱彭水承船箱空载时移动时间分布构皮滩思林沙沱彭水船舶从升船机离开系统的时间分布货运组织方案参数升船机子模型中与货运组织方案有关的参数是各类船舶的翻坝比例,即各类船舶通过梯级枢纽不同方式。参数表见表表升船机子模型货运组织方案参数名称类型含义变量散货船翻坝比例变量集装箱船翻坝比例变量滚装船翻坝比例图升船机运行动画运输路径控制节点子模型运输路径选择节点子模型是货运组织方式的主要控制系统,分为水路运输路径控制子模型和公路路径控制子模型,两者的基本逻辑相似,只是与之进行数据交换的子模型及运输方式的运输时间设置有差异。与水路运输路径控制子系统相连的是港口子模型和升船机子模型,而与公路运输路径控制子模型相连的是其他公路运输路径控制子模型和港口子模型。运输路径控制节点子模型工作流程以水路运输路径控制子模型为例船舶到达系统后会先根据船舶的来源节点进入不同路径控制进程来自港口的船舶根据货运组织方案判断其航行方向,然后进入船舶上下行分流进程来自上下游升船机的船舶判断是否需要进港进行运输方式中转或继续航行到下个运输路径控制节点。逻辑流程图见图及图水路运输路径控制节点逻辑建模过程见图参数输入基本参数运输路径控制节点子模型需要输入的基本参数主要有各类船舶或车辆通过不同航段的航行时间。数学模型中考虑航行时间为定值,实际上船舶航行时受到各种因素如水流速度降雨河流宽度等的影响会存在定的变化范围,车辆公路运输时也存在类似的问题。在里考虑用分布的形式表示运输时间变化情况。参数表见表及表表公路运输路径控制节点运输时间参数表乌江渡河闪渡河闪渡思南思南沿河沿河彭水下游公路公路公路公路表水路运输路径控制节点参数表航段船型乌江渡河闪渡河闪渡思南思南沿河沿河彭水下游公路公路公路公路散货散货散货集装箱集装箱
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