集装箱码头单元化仿真平台制造技术

一种集装箱码头单元化仿真平台，其仿真模型包括若干单元模型，若干单元模型分别安装于不同的计算机中，所有计算机通过网络连接；各单元模型单独工作，或者通过网络进行单元模型之间信息的交互、实现各单元模型之间协同工作。本仿真平台将复杂的集装箱码头系统划分为若干个单元模型，这些单元模型同时在不同的计算机上运行，通过计算机网络在单元模型的接口间传递任务，构成一个分布式仿真环境，大大提高了运行速度，同时降低了对计算机性能的要求，降低了仿真平台的成本。各单元模型可以独立运行，也可以协同完成仿真作业，运行方式灵活。它将规模庞大、关系复杂的模型化分为多个单元模型，简化了模型，使仿真平台易于修改和护展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集装箱码头作业管理，具体是一种集装箱码头仿真平台。
技术介绍
随着离散事件系统仿真理论的完善和计算机技术的发展，以及集装箱码头的不断 发展，计算机仿真技术越来越多的应用到集装箱码头系统中。集装箱码头物流系统是 一个复杂的离散事件动态系统，几乎涉及到物流运输学科里各种复杂的问题。在集装 箱码头内部，有着前沿岸吊装卸作业、拖车交通运输、场吊集装箱装卸、堆场集装箱堆存、闸口拖车进出等系统互相联系，共同作业；在集装箱码头外部，与海关、船舶、 铁路、公路等系统有着复杂的关系。现有的仿真软件和传统的仿真建模方法在对集装箱码头这类复杂系统建模时存 在缺点和不足。表现在以下方面(1 )难以解决复杂系统的仿真复杂系统的规模庞大，系统内部关系复杂，使用现有仿真软件和传统建模方法建 立的模型也会变得非常复杂庞大。另外庞大的模型在运行时对计算机要求也非常高， 尤其是现在的3D仿真模型，导致这样的模型难以运行。(2) 建模不够快速如今的项目开发大多是以团队分工合作完成的，但是大多数仿真软件的建模都是 集中在一台计算机上完成的，团队成员难以分工作业。因此建模速度比较慢。(3) 模型运行方式不够灵活传统的建模方法所建立的模型只能以固定的方式运行。对于复杂的系统，有时候 可能会关注系统局部的问题，这时传统的建模方法必须针对这些局部问题重新建模。 这样增加了成本，降低了效率。(4) 缺乏重用性传统建模方法建立的仿真模型一般都是针对于一个系统建立的，当系统有所改变 或希望应用于其他系统时，这些已经建立的模型不能被重新利用。因此模型缺乏可重 用性。(5) 难以修改和扩展传统建模方法建立的复杂模型，由于其规模庞大，关系复杂，所以对模型的修改 会变得十分困难。同时扩展模型的时候，对某处的修改可能会影响到模型的其他地方。因此本专利技术提出了单元化仿真建模方法，并建立了集装箱码头单元化仿真模型。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种运行方式灵活、速度快、成本低、易于修改和扩展的集 装箱码头单元化仿真平台。为了实现上述目的，本专利技术集装箱码头单元化仿真平台的仿真模型包括若干单元模型，若干单元模型分别安装于不同的计算机中，所有计算机通过网络连接；各单元 模型单独工作，或者通过网络进行单元模型之间信息的交互、实现各单元模型之间协 同工作。进一步，上述仿真平台所包含的若干单元模型可以是拖车运输单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有拖车、系统外部的拖车 和交通设施，用于研究集装箱码头内部拖车运行的路线、拖车数量以及拖车调度策略 对拖车使用率的影响；以及，下列三种单元^^莫型中的至少一种前沿岸吊单元模型，该单元模型包括集装箱码头的泊位、前沿、岸吊 和前沿装卸拖车，用于研究装卸船配载、岸吊的调度策略和集装箱装卸顺 序对装卸船作业效率的影响；场吊作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有场吊及堆场 布局，用于研究场吊调度策略、场吊数量以及堆场计划对堆场作业效率的 影响；闸口作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头闸口部分，用于研究 不同时段闸口数量对闸口作业效率的影响。 上述仿真平台所包含的若干单元模型也可以是拖车运输单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有拖车、系统外部的拖车 和交通设施，用于研究集装箱码头内部拖车运行的路线、拖车数量以及拖车调度策略 对拖车使用率的影响；场吊作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有场吊及堆场布局，用 于研究场吊调度策略、场吊数量以及堆场计划对堆场作业效率的影响；堆场显示单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有堆场，用于直观的显示 堆场状态和发现堆场存在的问题；以及，下列两种单元模型中的至少一种前沿岸吊单元模型，该单元模型包括集装箱码头的泊位、前沿、岸吊 和前沿装卸拖车，用于研究装卸船配载、岸吊的调度策略和集装箱装卸顺 序对装卸船作业效率的影响；闸口作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头闸口部分，用于研究不同时段闸口数量对闸口作业效率的影响。 上述仿真平台所包含的若干单元模型还可以是前沿岸吊单元模型，该单元模型包括集装箱码头的泊位、前沿、岸吊和前沿装卸 拖车，用于研究装卸船配载、岸吊的调度策略和集装箱装卸顺序对装卸船作业效率的影响；拖车运输单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有拖车、系统外部的拖 车和交通设施，用于研究集装箱码头内部拖车运行的路线、拖车数量以及拖车调度策 略对拖车使用率的影响；场吊作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有场吊及堆场布局，用 于研究场吊调度策略、场吊数量以及堆场计划对堆场作业效率的影响；堆场显示单元模型，该单元模型包括集装箱码头内部所有堆场，用于直观的显 示堆场状态和发现堆场存在的问题；以及，闸口作业单元模型，该单元模型包括集装箱码头闸口部分，用于研究不同时段闸口数量对闸口作业效率的影响。上述各单元模型均设置单元模型接口，单元模型接口包括 消息格式的定义，它定义了传输消息的格式；任务翻译模块，用于根据消息格式的定义，将单元模型中的任务转换成能在网 络中传输的消息、以及将来自网络的消息转换成能够被单元模型识别的任务；和，消息发送与接收模块，该模块使用网络传输技术，在单元模型接口之间进行消息 的交互。本专利技术仿真平台将复杂的集装箱码头系统划分为若干个单元模型，这些单元模型 同时在不同的计算机上运行，通过计算机网络在单元模型的接口间传递任务，构成一 个分布式仿真环境，大大提高了运行速度，同时降低了对计算机性能的要求，降低了 仿真平台的成本。各单元模型可以独立运行，也可以协同完成仿真作业，运行方式灵 活。由于将规模庞大、关系复杂的模型化分为多个单元模型，简化了模型，使仿真平 台易于修改和护展。而且这些单元模型也可以应用于其他的单元化仿真系统，实现了 仿真资源的重复利用。由于各个单元模型是单独的设备，所以这些单元模型可以使用不同的仿真平台开 发，因此可以实现不同仿真平台的协同作业。 附图说明图1为本实施例集装箱码头单元化仿真平台的仿真模型的总体结构框图； 图2为其前沿岸吊单元模型主视图，图中为两台岸吊和拖车作业时的情况；图3为其拖车运输单元模型主视图，图中为两拖车在前沿和堆场运输集装箱时的情况；图4为其场吊作业单元模型主视图，图中为场吊和拖车作业的情况； 图5为其闸口作业单元模型主视图，图中为拖车在闸口通道排队时的情况； 图6为其堆场显示单元模型界面； 图7为其前沿岸吊单元模型的岸吊作业参数设置界面； 图8为其单元模型接口的结构图； 图9为消息发送与接收模块工作流程图。 具体实施例方式参照图1,本实施例集装箱码头单元化仿真平台的仿真模型包括前沿岸吊单元模 型1、拖车运输单元模型2、场吊作业单元模型3、堆场显示单元模型4和闸口作业 单元模型5，五个单元模型分别模拟了集装箱码头的前沿岸吊装卸作业、拖车交通运 输、场吊集装箱装卸、堆场集装箱堆存、闸口拖车进出五个部分的功能，它们分别安 装于不同的计算机中，所有计算机通过网络连接；各单元模型单独工作，或者通过网 络进行单元模型之间信息的交互、实现各单元模型之间协同工作，完成集装箱码头的 仿真。单元模型之间交互的信息为一个单元模型向另一个单元模型下达的任务。图1中 箭头所指方向为两个单元模型之间信息传输方向，箭头上的内容为传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集装箱码头单元化仿真平台，其特征在于：它的仿真模型包括若干单元模型，若干单元模型分别安装于不同的计算机中，所有计算机通过网络连接；各单元模型单独工作，或者通过网络进行单元模型之间信息的交互、实现各单元模型之间协同工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会强，张晓萍，陆旻，郑爱静，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]