大型散粮码头装卸工艺计算机模拟系统的设计与实现

大型散粮码头装卸工艺计算机模拟系统的设计与实现

郭武斌[1]2003年在《大型散粮码头装卸工艺计算机模拟系统的设计与实现》文中研究说明本次研究工作以大连大窑湾散粮码头为研究对象,对大型散粮码头的工艺流程进行了调查和分析。在此基础之上,运用面向对象的系统分析方法,结合现代计算机模拟技术,对大型散粮码头工艺计算机模拟系统的设计和实现进行了一定的探索。 在设计和实现此模拟系统时,通过对散粮码头工艺系统机械设备的各种属性进行调查和分析,把散粮码头工艺系统中的诸多机械设备进行抽象封装,将散粮码头工艺系统归纳为有向运输网络,并在此基础上应用图论和运筹学中的知识和算法进行建模。 为了使此模拟系统不受限于特定的码头工艺,而且考虑到散粮、矿石、煤炭等散料码头工艺的相似性,在设计时充分考虑了此模拟系统对不同的码头工艺路线的通用性及在码头工艺路线发生改变时的可扩展性。除此之外也考虑了散粮码头的特殊规律性,尤其是对散粮特有的直取工艺和倒仓工艺进行了深入探讨。 运用此系统可较为准确地模拟散粮码头工艺系统的实际运营情况,为码头的设计和管理提供辅助分析,从而达到优化码头工艺系统的设计和管理的目的。

董永祥[2]2003年在《大型散粮码头装卸工艺系统计算机模拟方法的研究》文中提出港口作为交通运输的枢纽,对于国家国民经济的发展起着非常重要的作用。港口项目投资巨大、占用大量资源,因此,好的码头设计将不仅能提高港口的工作效率,增加港口经营收入,而且能为国家节约大量的建设资金。 在当今世界贸易及航运高速发展的影响下,我国大型、专业化散粮码头相继建成:本文首先介绍了大型、专业化散粮码头的建设概况及散粮工艺系统的重要作用,进而总结了已有的一些码头工艺模拟系统的建模方法论、建模手段及其在码头系统模拟中已有的一些应用成果,指出所存在的主要问题;分析了散粮码头系统的主要特点及其与水运、陆运之间的关系,得出了散粮码头系统的工艺设计是决定码头通过能力最主要因素,并以此为依据,以散粮码头工艺系统为主要研究对象建立进口散粮码头模拟系统模型;以该模型为指导,初步编制了较为通用的进口散粮码头系统实时运营模拟程序;应用该程序对大连港大窑湾散粮码头一期工程进行实际模拟,并得出了满意的结果;最后,本文讨论了在研究中存在的问题,提出了改进意见并讨论了本课题的发展方向。 本论文针对散粮码头系统设计与运营中出现的问题,根据系统分析的方法,结合现代计算机模拟技术,在对大型散粮装卸码头工艺系统分析的基础上,提出了应用面向对象的系统分析方法开展对散粮码头装卸工艺系统进行分析研究,并建立模拟系统的概念。该系统通过对大型散粮码头装卸工艺系统进行计算机辅助设计,以达到系统优化的目的。

李正[3]2008年在《面向对象的散货码头装卸系统计算机模拟研究》文中研究表明港口,作为物流供应链中的重要平台,对地区的经济发展起着举足轻重的作用。港口工艺的优劣直接影响到地区经济的发展,所以,研究码头装卸工艺系统是很重要的一项课题。近年,我国干散货贸易的繁荣,带来了港口干散货吞吐量的迅速增长。为了适应航运的发展,加速港口运输的现代化进程,我国重点建设了一些自动化程度非常高的大型专业化的散货码头。这样,研究大型散货码头的装卸工艺系统是必须的也是必要的。本文首先对计算机模拟技术在研究码头装卸工艺时所出现的问题,进行分析,找出产生问题的原因。然后,应用面向对象的分析方法,对大型散货码头进行系统分析,并基于图论建立数学分析模型。再次,设计了散货码头装卸工艺模拟系统,将其分成四个子系统,并设计了各个子系统间产生相干性时的规则。最后,应用英国LANNER实验室国际先进的模拟、仿真软件WITNESS,模拟了大型散货码头装卸工艺系统。并以大连大窑湾散粮码头一、二期为实例进行模拟运行。对结果进行分析,并咨询有关专家,得出的结果基本符合实际情况。最后本文讨论了在研究中出现的问题,并确立了进一步研究的方向。通过对大连大窑湾散粮码头一、二期为实例进行模拟,所得的结果证明:面向对象的大型散粮码头计算机模拟研究取得了比较好的研究效果,为散粮码头的规划、设计和运营管理提供了很有意义的决策信息。

罗清[4]2012年在《散粮码头物流系统建模与分析》文中研究指明粮食作为人类最基本的生活保障,其流通运输受到极大的重视,由于世界各地的粮食品种和产量分布不均,出现供需不平衡的状况,由此产生了粮食的运输流通问题。港口作为粮食运输的重要交通要地,随着近几年粮食的进出口贸易量的不断增加,港口的作业量也在剧增,基于这一背景,建立专业化、大型化的散粮码头,设计高效率的机械化装卸工艺系统,并采用先进的仿真软件对散粮码头物流系统进行仿真优化已成为了国内外研究学者亟待研究的课题,也是当今港口企业需要重点解决的难题。本文首先回顾了国内外学者对离散事件动态系统建模方法和港口物流系统仿真建模的研究分析,通过分析之后,确定了采用排队论方法建立散粮码头物流系统的理论模型,并利用Flexsim仿真软件建立系统的仿真模型。其次简单的介绍了散粮筒仓机械化系统,并以实际的散粮码头为研究对象,对散粮码头的平面布局、装卸工艺流程、主要技术参数设计、机械设备参数的确定进行了分析,着重分析了散粮码头的进仓、出仓、倒仓作业流程。再者阐述了排队论的基本概念、组成及特性,介绍了排队论的主要性能指标,并结合散粮码头的特点,利用排队论建立了船舶进港和散粮装车的排队理论模型以及模型中的随机变量分布,最后对码头子系统的相关性进行了分析;最后详细介绍了叁维可视化仿真软件Flexsim,以岚山港散粮码头的数据为依托,根据系统的仿真目标对散粮码头工艺系统进行合理简化后,借助Flexsim仿真软件分别从模型布局模块、关联网模块、参数初始化模块及数据输出模块四个方面建立了系统的仿真模型,通过对仿真运行结果的统计分析,得出了系统中皮带机的利用率、筒仓占用率以及系统性能评价指标参数,从而分析出皮带机配备的合理性和系统作业流程中的瓶颈和薄弱环节,为改进系统工艺提供一定的参考价值。

王成珣[5]2013年在《锦州港散粮筒仓公司运营能力提升研究》文中指出粮食从来都是人类赖以生存的最基本的必须品,所以,粮食的流通和运输从来都受到政府、企业和民众极大的重视。因为粮食品种和产量分布在世界各地的不均衡性,所以也就出现了供需不平衡的状况,并由此产生了粮食的运输和流通问题。无论在世界各地,港口从来都是粮食运输和流通的重要交通要地。近几年,随着粮食进、出口业务贸易量的不断上升,港口的粮食作业量也在急剧增加。基于这一背景,在港口建立建设一个大型化、专业化的散粮筒仓、散粮作业码头,设计高效率机械化、自动化的装卸工艺系统,并采用世界上先进的管理理念来提高散粮筒仓的运营能力,就成为国内外相关的研究学者亟待研究解决的重要课题,也是当今大中型港口企业在粮食物流领域重要的发展方向。为此,港口散粮筒仓的经营者和研究者不断采用先进的管理和技术来提高散粮筒仓的运营能力。所以,开展提高港口散粮筒仓运营能力的研究势在必行,具有重要的现实意义。本文以锦州港散粮筒仓公司在生产营运过程中的运营能力为研究对象,首先介绍了港口散粮筒仓的基本情况,并对港口散粮筒仓运营能力产生影响的主要因素,其设计通过能力进行了概述,然后针对锦州港散粮筒仓公司的现状,对其运营能力进行了研究、分析和预测,找出了锦州港散粮筒仓公司在生产运营过程中其运营能力受到影响的主要因素,并根据分析结果,从改善集疏运子系统作业线和加强内部管理两方面入手,提出了提高锦州港散粮筒仓公司运营能力的几点建议。

万丹[6]2014年在《基于PLC的散粮装卸控制系统的应用与研究》文中提出传统工业自动化领域的控制结构随着各类控制器和控制网络的飞速发展,逐步形成了以PLC为基础、工业以太网为通讯手段的控制系统。工业以太网采用多信道广播式定点传送,每个信号对应一个单独的地址,占一个网络节点,网络所有节点同步,信息吞吐量大,速度快,网络效率高,是一种高速度,高确定性和可重复性的网络。因此工业以太网特别适用于对时间苛刻要求,需要控制的输入输出点数巨大的大型散货码头装卸系统的信息传输。本文以某大型散粮码头的中央控制系统的设计施工和安装调试为项目背景,以罗克韦尔公司生产的ControlLogix系列可编程序控制器为例,介绍了散粮港口的装卸机械设备,PLC控制器和工业以太网控制网的发展、现状以及未来的趋势;根据工程项目实际的建设过程,详细介绍了该散粮装卸系统控制系统的设计及软件硬件的组成。本人在该项目中参与了硬件的安装及系统软硬件的联合调试以及后期的整改维护工作。此外,针对现场实际调试过程中出现了一系列问题也进行了分析解决,特别是不同PLC之间的通讯问题作了详尽的描述。论文的主要内容是系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括系统总体结构的设计和各个组成部分的设计。软件设计主要是下位机的程序设计。该系统能够对散粮系统实现自动控制,保证散粮系统运行中最佳运行状态,提高生产管理水平。监控系统安装、维护方便,运行可靠、稳定、使用方便。

张海红[7]2009年在《基于WITNESS的矿石码头装卸系统仿真与优化》文中认为近年来,世界上应用仿真技术去解决科技、生产、社会各方面问题的事例层出不穷,仿真技术的重要应用领域之一就是利用仿真技术模拟码头装卸工艺系统以及港口的生产和现代化管理,为码头的设计、投资、生产和管理提供决策支持。一般而言,高度自动化装卸的矿石码头系统是一个十分复杂的物流系统,要求设计人员对码头工作方式及码头工艺具有非常丰富的经验,才能在设计中做到统筹兼顾,既能满足码头的设计要求,又能够尽量节省建设投资,降低码头的经营费用。但各种设计方案之间往往差距较大。因此,对矿石码头装卸工艺系统建立计算机模型进行分析与优化,得出理论优化配置方案来指导实际工作,具有十分重要的意义。本文首先回顾了国内外矿石专用码头装卸工艺系统的发展动态,目前港口使用的各种装卸机械设备和装卸工艺类型。论述了离散事件系统分析建模的建模理论和方法。其次,对矿石码头装卸系统进行分析,得出了矿石码头物流系统的作业流程和技术参数。通过系统分析,将码头系统划分成七个模块,运用相应的仿真工具WITNESS建立了基于排队理论的矿石码头装卸系统作业仿真模型,并对仿真模型进行验证。接着,在码头的装卸系统设施设备配置、调度原则和堆场堆存能力固定的前提下,针对码头卸船系统,改变码头的吞吐量,依次运行模型,根据实际的约束条件,判断码头的最大通过能力是在1600~1700万吨之间。并分析了各种典型的装卸机械设备的效率随吞吐量变化的敏感性。最后,主要针对码头上的皮带机系统和卸船机械配置情况,根据装卸工艺的成本规划目标、约束条件等数据参数,建立了装卸工艺系统的优化模型。根据设定的仿真优化方法,利用Witness仿真软件的仿真优化器Optimizer进行仿真优化,得出现有码头皮带与卸船设备的最佳配置方案。并对优化后的方案进行了验证。本文所提及的研究方法,具有科学性、可重复性和可发展性,可以作为有机的整体应用于其它散货码头的设备配置规划项目中。

崔婷婷[8]2014年在《散货码头物流系统虚拟现实试验平台关键技术研究》文中提出随着全球经济和进出口贸易的发展,国际运输业的作用和地位也逐年递增,而散货运输在航运运输界占有重要的市场份额,我国也加快了专业型散货码头规划与建设的步伐。散货码头物流系统复杂、设备种类繁多,并且大多数港口追求大型化、专业化,所以对其进行相关问题的仿真模拟分析就尤为重要。为了提高散货码头布局和物流系统的规划水平,本文将虚拟现实技术运用到散货码头的叁维立体仿真中。利用二维数值仿真的可靠性和成熟性,将其仿真数据作为散货码头虚拟仿真的驱动源,二维仿真技术和叁维虚拟现实技术的结合,为散货码头的建设和优化方案的决策提供了重要的依据。散货码头物流系统虚拟现实仿真平台具有较好的虚拟沉浸感和仿真功能,能对不同的真实码头和规划码头进行场景搭建仿真,具有一定的先进性和适用性。为了实现该平台的虚拟仿真的效果和功能,论文主要研究了以下内容:(1)系统仿真平台以散货码头为对象,通过数值仿真为驱动源。故对散货码头物流系统的组成及复杂性进行分析,并建立概念模型。对模型进行抽象和简化处理,利用离散事件仿真软件witness建立仿真模型。(2)确立系统平台的设计思想与开发原则,保证平台能实现的功能。研究系统整体开发的整体构架及试验平台的组成,阐述系统平台各个模块的组成和作用。(3)研究散货码头虚拟现实仿真试验平台的几大关键技术,主要是虚拟现实驱动技术、平滑处理技术、散货码头大场景中的3D渲染与表现技术、碰撞检测技术、系统平台运行中大量数据同步及容错技术。利用这些技术解决散货码头虚拟现实平台大场景建模和实现动态仿真功能的难题。(4)对散货码头物流系统虚拟现实仿真平台进行试验和应用,论述虚拟现实仿真平台的试验流程和评价方法。以某煤炭码头为例进行数值仿真模型,得出仿真数据结果,在虚拟现实仿真平台上进行试验,从而论证平台应用的可行性。通过以上这些内容的研究,论文提出了散货码头物流系统虚拟现实仿真的新思想和新技术,将虚拟现实技术和数值仿真技术相结合应用到散货码头的规划建设的仿真中,搭建了散货码头物流系统虚拟现实仿真平台,为码头的规划和优化方案提供了决策依据。

佟士祺[9]2003年在《面向对象的进口散货码头系统计算机模拟研究》文中提出港口,作为交通运输的枢纽,对于国家经济的发展起着非常重要的作用。好的港口不仅能够节省建设投资,而且能对其周边地区的经济发展产生巨大的推动作用;反之,不仅不会推动经济的发展,还会成为周边地区的“包袱”,严重制约经济的发展。因此,港口码头设计与运营的优化便成为一个亟待解决的问题。 针对码头系统设计与运营中出现的各种优化问题,本文应用面向对象的系统分析方法,在对各类进口散货码头系统进行分析研究的基础上,提出一个以码头工艺结构为基础的进口码头实时运营模拟系统模型,开发了一个较为通用的系统模型。通过该系统对码头设计及其运营管理进行科学模拟,以达到整体优化的目的。 本文首先阐述了在世界贸易以及航运事业高速发展的影响下,码头建设的发展趋势;总结了现有的模拟系统建模方法论、建模手段及其在码头系统模拟中已有的一些应用成果,指出存在的主要问题。通过分析了进口码头系统的主要特点及其与水运、陆运之间的关系,得出了码头系统的工艺设计是决定码头通过能力的最主要因素。并以此为依据,视码头工艺结构为主要研究对象,应用面向对象的系统分析及建模技术,建立了进口散货码头模拟系统模型。然后以该模型为指导,编制了较为通用的进口码头系统实时运营模拟程序。应用该程序对大连港正在建设的25万吨级矿石码头一期工程进行实时模拟,对其结果进行了分析,通过咨询专家,得出模拟结果基本符合在论证分析时所得出的结论。最后,本文讨论了在研究中存在的问题,提出了改进意见并讨论了本课题的发展方向。 通过对大连港25万吨级矿石码头进行实例模拟的分析,结果表明本文面向对象的进口散货码头系统计算机模拟研究取得了比较好的模拟效果,可以对码头设计及其营运管理进行科学模拟,达到了预期的研究效果。

徐星璐[10]2017年在《环保型煤炭码头集港策略和单仓最优容量研究》文中研究指明作为世界上最大煤炭生产国和消费国,我国的煤炭运输量逐年攀升,随之而来的是运输过程中由于粉尘造成的巨大污染。煤粉尘不仅污染空气,还带来了含尘废水的处理以及不可回收的逸散损失等衍生问题,推动煤炭运输无尘化改革势在必行。港口作为煤炭海、陆运输的交接点,是煤炭供应链极其关键的环节。随着建设绿色、生态港口的需求日益迫切,煤炭码头的设计和建设已经不仅仅停留在扩大规模的层面,如何实现煤炭在海陆节点高效、绿色、安全的中转,已成为煤炭码头设计和建设运营中亟需解决的关键问题。利用封闭筒仓储煤的新型煤炭码头能实现港内煤炭全程封闭式运输和存储,从源头抑制粉尘的产生。然而由于港口复杂的调度需求以及巨大的装卸货量,封闭筒仓在港口的应用还面临着诸多问题。尤其是如何在保障封闭储煤环境下的储煤安全问题,同时提高码头的作业效率,成为推进环保型煤炭码头设计和应用的关键。为推进煤炭码头无尘化改革,本文以应用封闭筒仓储煤的环保型煤炭码头作为研究对象,建立环保型煤炭码头作业系统仿真模型,从设计和运营双层面出发,研究关键设计策略(单仓容量)和关键运营策略(火车集港提前期)对于环保型煤炭码头运营效果的影响。通过构建考虑多重因素的煤炭码头运营成本模型,实现对码头作业效率、环保效果、安全生产全方位的定量评价,提出环保型煤炭码头火车集港提前期及单仓最优容量的确定方法。实例研究结果表明:增加火车集港提前期能够降低船舶在港时间、增加火车在港时间成本,同时使得港内煤炭堆存时间变长,增加了安全事故发生的可能性。当火车和船舶单位时间成本比小于0.057,延长火车集港提前期有利于降低运营成本;当火车的单位时间成本大于0.06,缩短火车集港提前期有利于降低运营成本。相同的火车集港提前期下,增加单仓容量能够降低码头的运营成本。本文通过构建考虑多重因素的煤炭码头运营成本评价模型,为全方位定量评价煤炭码头运营情况提供了模型基础。依托计算机仿真技术,从设计和运营双层面出发,通过研究环保型煤炭码头最优关键策略,为推广封闭式筒仓储煤技术在煤炭码头中的应用提供了理论基础和决策依据。

参考文献:

[1]. 大型散粮码头装卸工艺计算机模拟系统的设计与实现[D]. 郭武斌. 大连理工大学. 2003

[2]. 大型散粮码头装卸工艺系统计算机模拟方法的研究[D]. 董永祥. 大连理工大学. 2003

[3]. 面向对象的散货码头装卸系统计算机模拟研究[D]. 李正. 大连海事大学. 2008

[4]. 散粮码头物流系统建模与分析[D]. 罗清. 武汉理工大学. 2012

[5]. 锦州港散粮筒仓公司运营能力提升研究[D]. 王成珣. 大连海事大学. 2013

[6]. 基于PLC的散粮装卸控制系统的应用与研究[D]. 万丹. 华南理工大学. 2014

[7]. 基于WITNESS的矿石码头装卸系统仿真与优化[D]. 张海红. 大连理工大学. 2009

[8]. 散货码头物流系统虚拟现实试验平台关键技术研究[D]. 崔婷婷. 武汉理工大学. 2014

[9]. 面向对象的进口散货码头系统计算机模拟研究[D]. 佟士祺. 大连理工大学. 2003

[10]. 环保型煤炭码头集港策略和单仓最优容量研究[D]. 徐星璐. 大连理工大学. 2017

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