Автоматизация технологического проектирования портовых терминалов на основе имитационного моделирования

• Автор: Спасский, Ярослав Борисович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫХ СИСТЕМ.

1.1 УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В МИРЕ.

1.2 НАУЧНОМЕТОДИЧЕСКИЙ БАЗИС РОЕКТИРОВАНИЯ МОРСКИХ ПОРТОВ И

ТЕРМИНАЛОВ В ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКЕ.

1.3 ОТЕЧЕСТВЕННАЯ НОРМАТИВНОТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

1.4 АНАЛИЗ НОРМАТИВНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧТА

1.4.1 Интенсивность ПРР

1.4.2 Неравномерность грузопотока

1.4.3 Коэффициент занятости причалов.

1.4.4 Коэффициент использования бюджета рабочего времени причала по

метеорологическим причинам К .
1.4.5 Характеристика методов ТМО, использованных в Нормах технологического
проектирования
1.4.6 Анализ результатов с точки зрения расчта пропускной способности.
1.5 ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ IЮРМАТИВ1ЮЙ МЕТОДИКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
1.6 НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ НОРМАТИВНОПРАВОВОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
1.7 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧТА ПОРТОВЫХ
ТЕРМИНАЛОВ
1.8 СТАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧТА.
1.9 МЕТОДЫ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ.
1. АНАЛИЗ ВАРИАТИВНОСТИ МЕТОДАМИ МОНТЕКАРЛО
1. АНАЛИЗ ВАРИАТИВНОСТИ МЕТОДАМИ СЦЕНАРИЕВ
1. АНАЛИЗ ВАРИАТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ.
1. НЕДОСТАТКИ АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ СОВЕРШЕСТВОВАНИЯ
1. ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
2 ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПОРТОВОГО ТЕРМИНАЛА.
2.1 ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ
2.2 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ
ПОРТОВЫХ ТЕРМИНАЛОВ.
2.2.1 Выбор парадигмы моделирования
2.2.2 Обоснование выбора платформы моделирования.
2.2.3 Изменение технологии моделирования в целях проектирования
2.2.4 Техническое задание как основная фаза моделирования
2.3 СИНТЕЗ ТРЕБОВАНИЙ К МОДЕЛИ.
2.3.1 Адаптивная модель как инструмент проектирования
2.3.2 Обобщнное применение имитационной модели
2.4 СТРУКТУРА МОДЕЛИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ
2.4.1 Взаимодействие системы с внешней средой
2.4.2 Состав системы
2.4.3 Сущности системы
2.5 Функционирование моделируемой системы
2.5.1 Прибытие судна.
2.5.2 Погрузочноразгрузочные работы.
2.5.3 Отбытие судна
2.5.4 Выбор причальной стсики.
2.5.5 Распределение перегрузочного оборудования по судам
2.5.6 Функционирование перегрузочного оборудования
2.6 Применение имитационной модели
2.6.1 Описание имитационного эксперимента.
2.6.2Исходные данные
2.6.3 Сбор, анализ и представление результатов моделирования
2.6.4 Выходные данные.
2.7 АРХИТЕКТУРА И РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ.
2.7.1 Строение и функции объектов.
2.7.1.1 Класс Терминал
2.7.1.2 Класс Причал.
2.7.1.3 Класс Склад.
2.7.1.4 Класс Кран
2.7.1.5 Класс Судно.
2.7.2 Взаимодействие объектов
2.7.3 Уровни моделирования
2.8 МЕТОДИКА СИНТЕЗА МОДЕЛИ
2.8.1 Способы описания системы.
2.9 АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛИ
2.9.1 Проблема истинности
2.9.2 ровсрка правильности имитационной модели.
2.9.3 роверка адекватности имитационной модели.
2.9.4 Разработка методики доказательства адекватности
2. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
3 ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СИСТЕМУ.
3.1 АНАЛИЗ ПРИРОДЫ И ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЙСТВИЯ МЕТЕОУСЛОВИЙ
3.2 ПРОБЛЕМА УЧТА РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ КЛИМАТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ РЕГИОНА В НОРМАТИВНОТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
3.3 ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ МОРСКОГО ГРУЗОВОГО ФРОН ТА С УЧТОМ ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ
3.4 ВЛИЯНИЕ ЛЕДОВОЙ ОБСТАНОВКИ НА ВЕЛИЧИНУ КОЭФФИЦИЕНТА КМЕТ
3.5 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕХ И УСТАНОВЛЕНИЕ ИХ ЗАВИСИМОСТИ
3.6 ВЫБОР МЕХАНИЗМОВ РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОМЕХ.
3.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПОМЕХ РАБОТЕ ТЕРМИНАЛА НА ОСНОВАНИИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ.
3.8 АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ТЕРМ ИАЛА С УЧТОМ ДЕЙСТВИЯ МЕТЕОПОМЕХ.
3.9 АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ НОРТА В РАЗЛИЧНЫХ СЕЗОННЫХ НАВИГАЦИОШ1ЫХ УСЛОВИЯХ.
3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1 ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ И ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1.1 Имитационный эксперимент.
4.1.2 Разбиение экспериментов на серии.
4.1.3 Серия простейших экспериментов с метеоусловиями
4.2 ОБЩАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С МОДЕЛЬЮ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕРМИНАЛА В ПОРТУ ВАНИНО.
4.3.1 Определение количества и возможностей перегрузочного оборудования
4.3.2 Исследование влияния размеров судов в судопотоке на операционные характеристики терминала
4.3.3 Моделирование возможного грузопотока через терминал
4.3.4 Сравнение различных вариантов компоновки терминала в контексте метеопомех
4.4 РАСШИРЕНИЕ КЛАССА ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
6 БИБЛИОГРАФИЯ.
7 ПРИЛОЖЕНИЕ
8 ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ВВЕДЕНИЕ


При этом для определения параметров морского и тылового грузовых фронтов также использован аналитический аппарат классической теории массовою обслуживания, предполагающий простейший входной поток транспортных средств как к тыловому, так и морскому грузовому фронту. В последнее время появились работы, ставящие иод сомнение корректность использования простейшего потока для описания этого процесса 2, 3. Восвудский Е. И., Постай М. Я. в монографии 4 подробно рассмотрели вопросы моделирования входного потока судов. Используя статистический материал, авторы показывают, что пуассоновость потока может иметь место только на длительных временных промежутках, равных году и более, когда существующее месячное и квартальное планирование н сезонная неравномерность фактического судопотока сглаживаются. Статистические же данные, взятые отдельно за каждый месяц по различным грузопотокам для одного порта, показывают значительную вариативность интенсивности судопотока в течение года и не подтверждают гипотезу о пуассоновско. Авторы 6 отмечают, что использование модели с простейшим входным потоком удобно для практического использования, однако, это свидетельствует о практически полной неуправляемости потока прибывающих в порт судов, что априори не соответствует действительности, так как имеются месячные сводные графики подачи тоннажа в порты, которые непрерывно регулируются. Авторами признано, что учт в аналитических моделях специфических особенностей, присущих портам, приведет в большинстве случаев к резкому усложнению моделей и затруднит их точное исследование 4. Также в 6 указано, что предположение о чисто случайном пуассоновском подходе судов приводит к погрешностям оценок затрат на стоянках судов до и взамен предлагается аналитическая модель управляемого потока судов для одмоканалыюй системы массового обслуживания. Обзор существующих аналитических методов для произвольных распределений входного потока заявок и времени обслуживания говорит о значительных, подчас непреодолимых трудностях при применении этих методов для получения практических результатов с необходимой степенью достоверности для многоканальных систем массового обслуживания СМО. Таким образом, детальное представление порта как СМО в этом случае не представляется возможным. Исследователю остатся только моделировать весь порт как единый канал обслуживания заявок. Многообразие и сложность уюта основных факторов, определяющих вместимость склада, значительное влияние параметров склада на техникоэкономические параметры порта обуславливают важность решения сложной задачи определения вместимости склада при техническом проектировании морских портов. Эта проблема до настоящего времени не получила общепризнанного и вполне удовлетворительного решения. Одной из первых работ, посвященных этой проблеме, является работа И. Б. Кроткого 7. Известен ряд методов, в которых определение вместимости склада производится с применением теории вероятности. Бондаренко 8. Автор изучил влияние неравномерности работы морского и железнодорожного транспорта, проводя анализ суточного завозавывоза грузов з порт этими видами транспорта. Существует ещ несколько вариантов использования теории вероятности для определения вместимости портового склада 8. Однако и эти работы нельзя считать исчерпывающими для решения задачи по определению потребной его вместимости. В работах Г. С. Молярчука и . I. Скалова 9, 0 на основе анализа условий работы морского и речного транспорта, а также взаимодействующего с ними железнодорожного транспорта установлены основные принципы определения вместимости складов. В соответствии с ними расчт должен производиться исходя из возможных размеров сгущения прибытия, интенсивности обработки и грузоподъмности судов с учетом подхода железнодорожного подвижного состава и специфических особенностей работы складов, свойственных портам. Основным нормативным документом, регламентирующим проектирование новых, реконструкцию и модернизацию действующих морских торговых портов, перегрузочных комплексов и отдельных объектов, являются Нормы технологического проектирования морских портов РД3. Нормы 1. С введением их в действие в году утратили силу Нормы технологического проектирования морских портов РД 2, утвержднные Министерством Морского Флота и введнные в действие .