基于哈佛體系結(jié)構(gòu)的集裝箱碼頭物流系統(tǒng)建模仿真研究.pdf

1、集裝箱運輸是一種高效率、大規(guī)模的運輸方式，其與信息化網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為國際物流體系的兩大基礎(chǔ)。集裝箱碼頭物流系統(tǒng)(Container Terminal LogisticsSystem，CTLS)是以集裝箱為對象，由裝卸運輸系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)組成的高度復(fù)雜的物流系統(tǒng)，且由于船舶、集卡的到港時間及船舶裝卸箱量的隨機性，其具有離散、動態(tài)和不確定性。在當(dāng)前集裝箱運輸船舶大型化、快速化和港口競爭日益白熱化的背景下，CTLS生產(chǎn)調(diào)度和管理決

2、策水平的高低對于港口提高自身競爭力，具有至關(guān)重要的作用。
　　 本文融合系統(tǒng)工程、軟件工程和工業(yè)工程的科學(xué)思想和方法，將集裝箱碼頭內(nèi)的裝卸作業(yè)看做是一種廣義的“計算”，將經(jīng)典的精確計算和分布式控制架構(gòu)——哈佛體系結(jié)構(gòu)和基于Agent的計算的設(shè)計思想和方法體系相融合，以描述和建模CTLS，得出一種新的基于哈佛體系結(jié)構(gòu)和Agent計算(HarvardArchitecture and Agent-based Computing，HA-

3、AC)的CTLS整體建模和調(diào)度思想，并展開相應(yīng)的應(yīng)用研究。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)從柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS)的角度對CTLS的進(jìn)口箱、出口箱、中轉(zhuǎn)箱的裝卸船及其相關(guān)的集疏運作業(yè)進(jìn)行了分析，提出其裝卸位移模型，并以碼頭集裝箱流和信息流為運作核心，將CTLS的核心部分分解為18種Agent；
　　 (2)將不同領(lǐng)域的兩個系統(tǒng)——CTLS與CS(計算

4、機系統(tǒng)，ComputerSystem，CS)從系統(tǒng)發(fā)展、層次結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、體系結(jié)構(gòu)、作業(yè)組織和資源分配等方面進(jìn)行了詳細(xì)的類比，論述了兩者在結(jié)構(gòu)和功能上的映射關(guān)系，從而提供了利用計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和資源調(diào)度思想展開對CTLS建模的理論基礎(chǔ)；
　　 (3)提出以集裝箱流和信息流為系統(tǒng)運作核心的基于HA-AC的CTLS整體建模思想和體系結(jié)構(gòu)，并借鑒和融合中央處理器的核心處理技術(shù)(超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)和流水線處理技術(shù))，結(jié)合CTLS自身的運

5、作特點，抽象出基于屬性的有阻塞混合流水車間調(diào)度(Hybrid Flow Shops with Blocking Based on Attributes，HFS-BA)模型，亦據(jù)此提出基于HA-AC的CTLS的雙層集裝箱碼頭生產(chǎn)調(diào)度模型；
　　 (4)基于上述的建模體系和方法，利用計算機操作系統(tǒng)的調(diào)度策略和智能優(yōu)化算法重點研究了CTLS中碼頭前沿、水平運輸和堆場作業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度問題，并將計算機體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的量化原則及其相關(guān)定律引入到