Моделирование морского контейнерного терминала с использованием сети массового обслуживания

Автор(ы): Лемперт А.А., Жарков М.Л., Казаков А.Л., Ву Х.З.

Выпуск: 112

Рубрика: Программы и системы моделирования объектов, средств и систем управления

Год: 2024

Библиография: Лемперт А.А., Жарков М.Л., Казаков А.Л., Моделирование морского контейнерного терминала с использованием сети массового обслуживания // Управление большими системами. - 2024. - Вып. 112. - С.310-337.

Дата опубликования: 30.11.2024

Ключевые слова: математическое моделирование, теория массового облуживания, имитационное моделирование, морской транспорт

Аннотация: Статья посвящена проблеме моделирования и прогнозирования работы морского контейнерного терминала при учете неравномерности поступления грузов и влияния случайных факторов на продолжительность их обработки. Математическое описание системы строится в виде сети массового обслуживания (СеМО), узлы которой соответствуют структурным элементам терминала. Движение заявок между узлами происходит согласно заданной маршрутной матрице. Входящие транспортные потоки, прибывающие как с моря, так и с суши, моделируются с помощью пуассоновских потоков заявок, в том числе групповых. Построенная модель идентифицируется для морского контейнерного терминала, расположенного на севере Вьетнама и являющегося одним из крупнейших в Юго-Восточной Азии. Его математическая модель состоит из 14 узлов и включает два входящих потока, один из которых является неординарным. Маршрутная матрица строится на основе статистической обработки данных из открытых источников и натурных наблюдений, которые также используются для определения параметров входящих потоков. Предлагается и программно реализуется алгоритм имитации функционирования построенной СеМО. Выполняются сценарные расчеты для анализа текущей пропускной способности системы и прогноза ее работоспособности при увеличении объемов контейнерных потоков, в частности, при поступлении в терминал сверхбольших контейнеровозов.

Author(s): Lempert A., Zharkov M., Kazakov A., Vu G.

Article title: Modeling of a sea container terminal using a queuing network

Issue: 112

Year: 2024

Keywords: mathematical modeling, queuing network, simulation model, sea transport

Abstract: The article focuses on the problem of modeling and forecasting the operation of a sea container terminal under the unevenness of cargo arrival and the influence of random factors on the service duration. The mathematical model takes the form of a queuing network (QN), whose nodes simulate the operation of the terminal structural elements. The movement of requests between nodes occurs according to a given route matrix. To describe transport flows arriving from sea and land, we use both ordinary and batch Poisson flows of requests. The constructed model is identified for a sea container terminal in the north of Vietnam – one of the largest in Southeast Asia. The model consists of 14 nodes and includes two incoming Poisson flows, one of which is batch. The route matrix and the parameters of incoming flows are determined by statistical processing of data from open sources and field observations. The mathematical model is implemented, and scenario simulation is performed. Based on the results obtained, we conclude the current capacity of the system and forecast its performance with an increase in the volume of container flows, in particular, with the arrival of ultra-large container vessels in the future.