集装箱运输作为一种先进的运输方式,已经成为当今世界国与国、地区与地区之间物资贸易与运输的主流。我国铁路自20世纪70年代以来大力开展集装箱运输,投入了较多的技术、资金和设备,获得了良好的效益。但是也应该看到,与世界集装箱运输业发达的国家和地区相比,在规模化、机械化、现代化管理水平上,以及集装箱组织运输方式上,都还存在着较大差距。 随着我国与世界贸易迅速发展,港口集装箱吞吐量保持了高速增长,2005年,我国港口集装箱吞吐量已达到7500万标准箱。而另一方面集装箱贸易量不断增长为集装箱港口集疏运建设带来新的挑战。由于在集装箱港口建设中对于港口集疏运设施的建设往往不像码头水深和航道设施及集装箱装卸设备等受到更多的重视,导致港口集疏运设施成为集装箱港口货流的瓶颈。据统计目前我国港口集装箱运输主要依靠集装箱卡车,而铁路仅承担了港口集疏运量2%～3%的份额。由此可见,发展港口铁路集装箱运输势在必行。 首先,本文对集装箱铁路运输枢纽进行了详细的分析,包括枢纽地区的铁路集装箱结点站、办理站的设施、设备、作业流程、集装箱列车的运输方式以及港口铁路的组成和装卸作业流程等。为后面建立理论模型和仿真模型提供了现实依据。 其次,在广义随机Petri网建模理论的基础上,将集装箱码头铁路物流系统分为铁路装卸线、跨内堆场两个子系统,基于GSPN分别建立了相应的理论模型。同时,给出了GSPN模型求解方法,以铁路装卸线子系统为例,求出了其GSPN模型实存状态稳定概率,并进行了理论模型的性能指标分析。 然后,介绍了Witness仿真软件的基本元素,以及利用Witness仿真软件建立码头整体仿真模型,同时对铁路装卸系统进行局部建模,以多种作业模式为研究的主要内容,对整体和局部模型进行二维仿真。进行了模型的基本参数设计、作业流程设计、单元模块设计,提出并定义了码头铁路装卸系统性能评价指标。 最后,提出了四种集装箱码头铁路作业模式,及其仿真流程,并在一定的仿真工况和仿真方案下,通过仿真试验,分析研究了这几种作业模式的优劣。同时根据整体模型的仿真分析,选择最优的铁路作业模式方案,并给出了集卡最佳配置数量。为集装箱码头铁路的规划和建设提供了有益的参考。