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《上海海运学院》 2002年
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集装箱空箱调运PETRI网模型仿真分析

刘恒江  
【摘要】: 五十年代来,世界集装箱运输发展迅速。随着全球经济的一体化,集装箱运输在经济贸易中所体现出来重要性越来越显著。因而,许多国家都纷纷重点投资和发展集装箱运输。伴随着集装箱运输的发展,集装箱空箱调运问题也日益突出。集装箱空箱调运的研究一直是理论界和实际工作部门重视的课题。 如何很好地解决空箱调运问题是从事集装箱运输需要解决的重点课题,开展集装箱运输的一个显著特点是投资巨大,不仅需要具备一定规模的集装箱船队,而且要建造集装箱码头,配备各种内陆货运站,还要在内陆腹地建立完善集疏运系统。对集装箱运输公司来说,需要投入巨资购买集装箱船,还要配备一定数量的集装箱。投资购买集装箱是固定资产的投资,而集装箱运输费用则是变动成本的支出,包括集装箱的周转费用,它随着集装箱运价、燃油费率、海关税收等变动因素的变化而变化,不确定性较强,一直是各集装箱运输公司面临的比较棘手的问题。 集装箱周转必须经过拆装过程,装箱和拆箱通常发生在不同的地点,因此每天均有大量空箱从集装箱充足的地区调拔至集装箱匮乏地区。低效的空箱调运管理不但将浪费大量的空箱资源,同时也使得相关成本急剧上升,对集装箱运输经济效益具有深远的影响。集装箱班轮公司空箱调运水平的高低直接影响到船公司的航线配备箱量、租箱量等,因而直接关系其集装箱运输成本。 因此,集装箱空箱调运的研究一直是理论界和实际工作部门在内的各方面人士重视研究的问题。目前世界上一些大型的航运公司对空箱调运问题非常重视,在这方面的研究很多。有些试图改善企业的管理,提高工作人员的工作效率,从人为经验方面来管理空箱调运;有些则是应用运筹学线性规划(LP)方法,通过建立空箱调运问题的线性数学模型,然后解出该模型得出结论。它的不足是,由于考虑的因素很多,所设的变量因此也很多,而且都是静态变量,约束方程式也较复杂,求解时也只考虑某一静态状态的情况,而不能跟变化多样的现实紧密联系,对快速变化的动态束手无策。不管是人为的还是运用运筹学建立数学模型,它们都存在某些缺陷,特别是随着集装箱运输的实践的深入和时间的推移,需要一种行之有效的实践方法来解决集装箱空箱调运的诸多问题,本文在这方面进行了初步的探索,取得了一些有意义的研究成果。 EXSPECT仿真软件是Executable Specification Tool(可执行的描述工具)的缩写,是荷兰的一家咨询公司(Deloitte Touche Bakkenist)和荷兰的艾恩德霍文技术大学(Eindhoven University of Technology)在2000年6月合作开发而成的。EXSPECT有较强数学基础,这确保了模型的构模和分析的可靠性。它的最大特点 就是建立在Petri网理论基础上,是协助Petri网分析问题和解决问题的良好工具, 实用性较强。 本文首先建立集装箱空箱调运的Petri 网模型,其次结合Petri 网理论和 EXSPECT仿真软件的各自特点,利用EXSPECT仿真软件来仿真运行集装箱空箱 调运的Petri网模型,最后对仿真结果进行分析,得出集装箱空箱调运的好方案。 本文共由五章构成,第一章简要阐述了集装箱空箱调运的研究意义和目前对 该论题研究情况的综述和不足之处;第二章对集装箱空箱调运中空箱产生的原因, 空箱调运特点和要解决的问题进行了分析和研究;第三章则着重对PETRI网理论 的研究方法及步骤进行了描述,并指出要用定性与定量相结合的方法来实现对空 箱调运的研究;第四章在第三章的基础上对集装箱空箱调运业务流程进行仔细分 析,构建集装箱空箱调运的PETRI网模型,运用EXSPECT仿真模拟软件对该模 型进行仿真模拟,并对最后结果进行分析和评价;第五章为启示和展望。总之本 文的脉络是基于对集装箱空箱调运实际业务分析的基础上,应用PETAl网的基本 理论,对集装箱空箱调运的业务流程建立动态模型,并对该模型进行了系统仿真, 从而弥补了以前静态分析的不足,为集装箱空箱调运的理论研究和实践走出了一 条新路子。
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