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面向混行交通的集装箱码头物流系统建模与仿真
| 论文题名： | 面向混行交通的集装箱码头物流系统建模与仿真 |
| 关键词： | 集装箱码头;物流系统;无人驾驶集卡;混行交通;生产效率 |
| 摘要： | 随着无人驾驶技术的发展和集装箱码头自动化程度的不断提高，码头内部开始采用无人驾驶集卡作为水平运输设备，但陆域的集疏运作业依然采用人工驾驶的集卡，这势必会在码头内部引起无人-人工驾驶集卡的混行交通。不同于传统集装箱码头内只有一种水平运输设备，无人驾驶集卡和人工驾驶集卡的物理属性、控制特点以及行驶特性都有所差异，无人-人工驾驶集卡的混行交通对集装箱码物流系统生产作业有着不容忽视的影响。 本文基于系统科学理论，结合元胞自动机和Agent的建模理论与思想方法，构建了面向混行交通的集装箱码头物流系统仿真模型，对影响混行交通物流系统的变量因素进行探究。论文的主要工作如下： （1）完成了面向混行交通的集装箱码头物流系统影响因素的定性分析。在对面向混行交通集装箱码头物流系统的结构、组成及功能深入分析的前提下，归纳了无人驾驶集卡和人工驾驶集卡的行驶特点，定性分析了混行交通物流系统的宏、微观影响因素。 （2）提出了混行交通物流系统的仿真框架与概念模型。依托元胞自动机和Agent的建模理论，对元胞自动机方法进行扩展，使其与Agent建模方法进行融合，在此基础上构建了基于CA-Agent的混行交通物流系统仿真框架。同时运用Petri方法结合混行交通的作业流程，搭建了面向混行交通的集装箱码头物流系统概念模型。 （3）搭建了基于CA-Agent的混行交通物流系统仿真模型。在混行交通物流系统仿真框架和概念模型的基础上，确立集装箱码头路网及装卸设备的元胞类型、功能及状态，细致描述装卸设备元胞的作业过程，设计集卡Agent的结构、功能、行驶特性以及行驶规则，结合模块化的建模方式，实现基于CA-Agent的混行交通物流系统仿真模型的搭建。 （4）定量分析混行交通变量因子对集装箱码头物流系统生产作业的影响。在基于CA-Agent的混行交通物流系统仿真模型的基础上，选定了混行交通的变量因素和物流系统的评价指标，设计正交仿真实验，并依靠极差分析法定量分析混行交通变量因子对集装箱码头道路交通及物流系统影响的重要程度。 本文的研究成果为传统集装箱码头采用无人驾驶集卡进行自动化改造提供了参考依据，同时开拓了集装箱码头无人-人工驾驶集卡混行交通问题的研究思路，研究成果具有重要的工程价值和学术意义。 |
| 作者： | 李天昊 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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