3仿真模型搭建3.1　堆場仿真系統(tǒng)架構(gòu)根據(jù)港口堆場作業(yè)特點和堆場系統(tǒng)功能，設(shè)計搭建港口堆場仿真系統(tǒng)架構(gòu)。該架構(gòu)主要包括UI界面、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)實時仿真演示、ECS控制器、設(shè)備仿真、地圖信息、集裝箱等部分，主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、模型設(shè)計、任務(wù)調(diào)度管理、仿真測試、結(jié)果演示等功能。堆場仿真系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

3.2　堆場仿真系統(tǒng)模型根據(jù)堆場仿真系統(tǒng)架構(gòu)，以某港口自動化堆場作業(yè)的實際運行環(huán)境為基礎(chǔ)，分別搭建基于AnyLogic軟件和FlexTerm軟件的港口自動化堆場系統(tǒng)仿真模型?；贏nyLogic軟件搭建的港口堆場系統(tǒng)仿真模型見圖3，基于FlexTerm軟件搭建的港口堆場系統(tǒng)仿真模型見圖4。

在利用仿真軟件進行港口堆場作業(yè)仿真分析時，應(yīng)先根據(jù)港口提供的基本作業(yè)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)搭建港區(qū)堆場系統(tǒng)仿真模型，然后通過UI界面輸入場橋、岸橋和集卡等主要設(shè)備的運行控制參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)運行參數(shù)仿真模擬港口自動化堆場作業(yè)流程。在仿真流程中，仿真系統(tǒng)需要先建立數(shù)據(jù)連接，然后再驅(qū)動仿真系統(tǒng)運行。對于AnyLogic仿真模型，需要先通過碼頭操作系統(tǒng)（TOS）和設(shè)備控制系統(tǒng)（ECS）的交互過程創(chuàng)建本地數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)庫操作模塊提供長期穩(wěn)定的數(shù)據(jù)連接，由此來實現(xiàn)與本地數(shù)據(jù)庫或第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的連接，驅(qū)動整個仿真系統(tǒng)的實時運行。對于FlexTerm仿真模型，只允許數(shù)據(jù)以Excel表格的形式接入仿真系統(tǒng)中，由外部數(shù)據(jù)來驅(qū)動仿真系統(tǒng)的運行。在仿真系統(tǒng)模型運行后，集裝箱堆場作業(yè)流程的仿真結(jié)果會通過2D或3D演示畫面實時顯示，并且能夠?qū)崟r展示自動化裝卸過程的關(guān)鍵KPI，以可視化的形式協(xié)助港口企業(yè)對集裝箱堆場的規(guī)劃布局、設(shè)備管理、控制策略等進行優(yōu)化。

4仿真結(jié)果分析利用港口自動化堆場相關(guān)數(shù)據(jù)，分別對基于AnyLogic軟件和FlexTerm軟件的堆場系統(tǒng)仿真模型的仿真結(jié)果進行對比分析。4.1　場橋利用率對比在集裝箱堆場作業(yè)中，場橋是提高堆場作業(yè)效率的關(guān)鍵因素。合理分析場橋利用率對提高堆場作業(yè)效率、減少船舶在港停泊時間尤為重要。根據(jù)港口提供的堆場作業(yè)參數(shù)和實際堆場作業(yè)的場橋利用情況，對堆場內(nèi)場橋使用情況進行仿真對比分析。AnyLogic仿真模型的場橋利用率見表4，F(xiàn)lexTerm仿真模型的場橋利用率見表5，2種仿真模型的場橋利用率對比見表6。

經(jīng)綜合分析發(fā)現(xiàn)，無論是單一場橋利用率還是平均場橋利用率，AnyLogic仿真模型的數(shù)據(jù)結(jié)果都普遍高于FlexTerm仿真模型的數(shù)據(jù)結(jié)果。通過分析堆場作業(yè)系統(tǒng)仿真流程發(fā)現(xiàn)，上述差異是由2種仿真模型的作業(yè)指令生成模式不同導(dǎo)致的。在相同的作業(yè)時段內(nèi)，AnyLogic仿真模型的作業(yè)指令生成的作業(yè)數(shù)量要高于FlexTerm仿真模型的作業(yè)指令生成的作業(yè)數(shù)量，從而導(dǎo)致AnyLogic仿真模型的場橋利用率高于FlexTerm仿真模型的場橋利用率。根據(jù)港口提供的數(shù)據(jù)，全年該港口自動化堆場的場橋利用率在40%~60%?；贏nyLogic仿真模型和FlexTerm仿真模型仿真得到的平均場橋利用率分別為42.4%、35.7%。顯然，與FlexTerm仿真模型的仿真結(jié)果相比，AnyLogic仿真模型的仿真結(jié)果同實際作業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果更接近。究其原因，這是由2款仿真模型的集裝箱裝卸作業(yè)指令的生成模式不同導(dǎo)致的。對堆場作業(yè)系統(tǒng)仿真流程分析發(fā)現(xiàn)：在AnyLogic仿真模型中，集裝箱裝卸作業(yè)指令是根據(jù)港口歷史數(shù)據(jù)，借助算法計算生成的，比較接近港口的實際作業(yè)數(shù)據(jù)；在FlexTerm仿真模型中，集裝箱裝卸作業(yè)指令是利用軟件自帶作業(yè)計劃模塊，通過配置船期、堆場計劃等參數(shù)自動生成的，與港口實際作業(yè)數(shù)據(jù)之間存在一定的差距。4.2　堆場使用情況對比為了合理規(guī)劃堆場空間資源，根據(jù)港口提供的船期、堆場計劃等參數(shù)，對港口堆場的使用情況進行仿真對比分析。AnyLogic仿真模型與FlexTerm仿真模型堆場通過能力對比見表7。由表7可知，在相同輸入條件下，AnyLogic仿真模型和FlexTerm仿真模型仿真模擬得到的堆場利用情況和堆場通過能力基本一致。但由于泊位船舶計劃較為寬松，船期密度小于實際船期數(shù)據(jù)，AnyLogic仿真模型和FlexTerm仿真模型的堆場通過箱量分別為632 300 TEU和632 863 TEU，均小于港口全年實際堆場通過箱量724 272 TEU。

通過仿真分析結(jié)果與實際作業(yè)數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)，仿真分析結(jié)果與港口實際運行數(shù)據(jù)差距較小，表明AnyLogic仿真模型和FlexTerm仿真模型都能準確可靠地模擬港口實際堆場作業(yè)情況，能夠滿足港口堆場仿真需求，并有助于提高港口堆場仿真的準確度和可信度。此外，通過分析堆場仿真作業(yè)流程還發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整堆場仿真系統(tǒng)的輸入條件能提升AnyLogic仿真模型和FlexTerm仿真模型的仿真效果，其中：通過調(diào)整輸入條件對應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)來提升AnyLogic仿真模型的仿真效果；通過修改輸入條件中作業(yè)計劃模塊的船期、堆場計劃等相關(guān)配置來提升FlexTerm仿真模型的仿真效果。4.3　軟件功能對比回顧整個堆場仿真作業(yè)流程發(fā)現(xiàn)，2款軟件在功能應(yīng)用方面存在一定差異。根據(jù)仿真作業(yè)流程和仿真分析結(jié)果，對2款軟件的功能進行對比分析，AnyLogic軟件與FlexTerm軟件的功能對比見表8。

在港口自動化堆場仿真領(lǐng)域，F(xiàn)lexTerm軟件的專業(yè)性更強。FlexTerm軟件作為港口碼頭仿真專用軟件，具備完整的港口碼頭仿真模型庫；AnyLogic軟件作為通用型仿真軟件，具備涵蓋多個應(yīng)用領(lǐng)域的模型庫，但涉及港口碼頭的模型庫較為簡陋。FlexTerm軟件具備完善的集裝箱裝卸策略和港口碼頭專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能；AnyLogic軟件只具備通用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，專業(yè)性相對較差。在港口自動化堆場仿真領(lǐng)域，AnyLogic軟件的可操作性更好。首先，AnyLogic軟件支持多方法建模，而FlexTerm軟件目前僅支持離散建模方法。其次，AnyLogic軟件支持多種數(shù)據(jù)驅(qū)動方式，且能與外部系統(tǒng)軟件進行交互，而FlexTerm軟件僅支持數(shù)據(jù)以Excel表格的形式導(dǎo)入，且無法對接外部軟件系統(tǒng)。最后，AnyLogic軟件的可開發(fā)性強，借助Java模塊可以設(shè)計開發(fā)特殊模型或編輯自定義模型庫文件，而FlexTerm軟件僅支持擴展開發(fā)港口裝卸和調(diào)度運輸?shù)确抡婺K，無法進行模型開發(fā)設(shè)計，可操作性相對較差。