專利名稱：：集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通用性仿真建模的建模方法，特別涉及一種便于對(duì)建模理解和深入研究的通用性仿真建模描述工具。
背景技術(shù)：
：建模與仿真是構(gòu)造顯示世界實(shí)際系統(tǒng)的模型和在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真的有關(guān)復(fù)雜活動(dòng)，它主要包括實(shí)際系統(tǒng)、模型和計(jì)算機(jī)等三個(gè)基本部分，同時(shí)考慮三個(gè)基本部分之間的關(guān)系，即建模與仿真的關(guān)系。建模關(guān)系主要研究實(shí)際系統(tǒng)與模型之間關(guān)系，它通過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的觀測(cè)和檢測(cè)，在忽略次要因素及不可檢測(cè)變量的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法或邏輯關(guān)系加以描述，從而獲得實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化近似模型。仿真關(guān)系主要研究計(jì)算機(jī)的程序?qū)崿F(xiàn)與模型之間的關(guān)系，其程序能為計(jì)算機(jī)所接受并在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。如果把模型進(jìn)一步展開，那么建模與仿真活動(dòng)一般由以下五個(gè)要素組成實(shí)際系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)框架、基本模型、集總模型和計(jì)算機(jī)。仿真建模，尤其是離散系統(tǒng)建模，所給出的仿真模型，往往不具有唯一性。對(duì)于同一系統(tǒng)中的同一問題，由于仿真建模人員的背景和偏好不同，可能建成迥然不同的仿真模型。不同人員對(duì)問題描述的邏輯思維、繁簡(jiǎn)程度以及模型結(jié)構(gòu)等都可能存在差異，但是它們的運(yùn)行結(jié)果卻又可能比較相近或均能滿足仿真目標(biāo)的基本要求。因此，仿真建模在一定程度上是一種帶有個(gè)人習(xí)慣和風(fēng)格的"建模藝術(shù)"，并不單純是仿真技術(shù)。仿真建模者由于其風(fēng)格不同，可以也允許建立具有獨(dú)特風(fēng)格的仿真模型，從而帶有一定的個(gè)人特色。集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)仿真建模就是屬于離散系統(tǒng)建模，因此，離散系統(tǒng)建模的這種因人而異、異而不統(tǒng)的特征給該領(lǐng)域的建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究帶來了一定困難
發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有仿真建模過程中所存在的帶有個(gè)人特點(diǎn)，不利于該領(lǐng)域建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究等問題，而提供了一種利用標(biāo)準(zhǔn)化圖例集來描述集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，其有效地解決了由于離散系統(tǒng)建模的特點(diǎn)而帶來的建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究方面的困難。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下-集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，所述描述工具為標(biāo)準(zhǔn)化圖例集，其以標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的標(biāo)準(zhǔn)圖例為基本元素來構(gòu)建仿真建模描述圖，并以此圖來描述建模的整體方法。所述標(biāo)準(zhǔn)化圖例集的標(biāo)準(zhǔn)圖例包括基于建模思想的邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例和基于建模思想的實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例。所述仿真建模描述圖由仿真模型驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖例來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、其是一種有效的標(biāo)準(zhǔn)化的抽象語言，使得不同的具體對(duì)象以一種通用的、設(shè)計(jì)人員和非設(shè)計(jì)人員均能溝通理解的"語言"描述出來。無論是非程序設(shè)計(jì)人員還是程序設(shè)計(jì)人員都可以首先識(shí)別通用性仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求，然后把需求影射到抽象的設(shè)計(jì)思想，最終建立和不斷修改、擴(kuò)展和完善通用性仿真模型。2、其有效地解決了由于離散系統(tǒng)建模的特點(diǎn)而帶來的建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究方面的困難建立基于標(biāo)準(zhǔn)化圖例集的仿真建模描述工具既可以提供給非程序設(shè)計(jì)人員對(duì)業(yè)務(wù)過程進(jìn)行建模，也可以提供給程序設(shè)計(jì)人員對(duì)程序邏輯進(jìn)行建模；加強(qiáng)了仿真項(xiàng)目組之間交流，從而保證仿真軟件體系結(jié)構(gòu)的健壯性。隨著進(jìn)一步研究的仿真系統(tǒng)復(fù)雜度的增加，多個(gè)研究小組異地合作進(jìn)行并行設(shè)計(jì)的增加，這種方法會(huì)顯得越發(fā)有意義。3、其還將為可視化編程奠定基礎(chǔ)。將標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的圖例設(shè)計(jì)為仿真系統(tǒng)應(yīng)用程序中的可視化圖例，通過人機(jī)交互的方式在屏幕上建立仿真系統(tǒng)圖，然后由軟件自動(dòng)生成的仿真系統(tǒng)模型框架。在此基礎(chǔ)上可形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、具有統(tǒng)一圖式、圖例的實(shí)用仿真軟件。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖1為通用性仿真系統(tǒng)的主要實(shí)驗(yàn)框架圖。圖2為建模描述圖。具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。離散系統(tǒng)進(jìn)行邏輯建模時(shí)，仿真建模者由于其風(fēng)格不同，可以也允許建立具有獨(dú)特風(fēng)格的仿真模型，從而帶有一定的個(gè)人特色。在仿真領(lǐng)域一直缺乏有效的標(biāo)準(zhǔn)化的抽象語言使得不同的具體對(duì)象難以一種通用的、設(shè)計(jì)人員和非設(shè)計(jì)人員均能溝通理解的"語言"描述出來，因此需要研究建模描述工具。通過高度歸納、抽象該仿真系統(tǒng)的核心元素，使得不同的仿真系統(tǒng)可以被不同的參與者正確理解。這樣既可以提供給程序設(shè)計(jì)人員對(duì)程序邏輯進(jìn)行建模，也可以提供給非程序設(shè)計(jì)人員對(duì)業(yè)務(wù)過程進(jìn)行建模。從而解決由于離散系統(tǒng)建模的個(gè)人風(fēng)格特點(diǎn)而帶來的建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究方面的困難?；谏鲜鲈?，本發(fā)明根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化圖例集的思想，在通用性仿真建模的基礎(chǔ)上，提供一套完整的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)圖例集作為集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具。以標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的標(biāo)準(zhǔn)圖例為基本元素來構(gòu)建仿真建模描述圖，并以此圖來展現(xiàn)建模的整體設(shè)計(jì)思想。標(biāo)準(zhǔn)化圖例集的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)統(tǒng)一性和抽象性的思想。1)統(tǒng)一性就是為了保證設(shè)計(jì)對(duì)象發(fā)展所必須的秩序和效率，對(duì)事物的形成、功能或其他特性，確定適合于一定時(shí)期和一定條件的一致規(guī)范，并是這種一致規(guī)范與被取代的對(duì)象在功能上達(dá)到等效。2)抽象性就是為了經(jīng)濟(jì)有效地滿足需要，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的結(jié)構(gòu)、型式、規(guī)格或其他性能進(jìn)行篩選提煉，剔除其中多余的、低效能的、可替換的環(huán)節(jié)，精煉并確定出滿足全面需要所必要的高效能的環(huán)節(jié)，保持整體構(gòu)成精簡(jiǎn)合理，使之功能效率最高?；谏鲜龅脑O(shè)計(jì)思想，本發(fā)明中設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的標(biāo)準(zhǔn)圖例分為基于建模思想的邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例和基于建模思想的的實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例。通過這些標(biāo)準(zhǔn)圖例來構(gòu)建仿真建模描述圖，這些標(biāo)準(zhǔn)圖例通過相應(yīng)的仿真模型來驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建仿真建模描述圖。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的描述工具可應(yīng)用于對(duì)集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)通用性仿真系統(tǒng)的描述例如集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)通用性仿真系統(tǒng)總的建模方法是通過對(duì)集裝箱碼頭生產(chǎn)運(yùn)作系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)和檢測(cè)，以提取各種真實(shí)的集裝箱碼頭運(yùn)營(yíng)的共性為基礎(chǔ)，在忽略次要因素及不可檢測(cè)變量的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并構(gòu)造集裝箱碼頭物流服務(wù)的各系統(tǒng)及其相互關(guān)系，以反映各系統(tǒng)及其相互關(guān)系的復(fù)雜邏輯關(guān)系來描述并建立模型，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)實(shí)施模型進(jìn)行仿真?；谶@樣的建模方法，首先進(jìn)行構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)圖例集，分為兩類一、基于建模思想的邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例集，包括瓶頸問題、排隊(duì)問題以及說明相互邏輯關(guān)系的仿真圖解符號(hào)，圖例符號(hào)及其含義如表1所示；二、是基于作為仿真系統(tǒng)永久實(shí)體與臨時(shí)實(shí)體的設(shè)備及設(shè)施類型的實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例集，其分為兩類通用圖例和分類圖例；圖例符號(hào)及其含義如表2所示。表1主要邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖示例符號(hào)及其含義邏輯元素圖例符號(hào)含義邏輯元素圖例符號(hào)瓶頸n表示a、b、c三種機(jī)械在一個(gè)步長(zhǎng)的處理量最小者會(huì)形成瓶頸、A,Zl_\比較一個(gè)步長(zhǎng)a、b、c三種機(jī)械處理量后，取最小值為步長(zhǎng)處理量B/\集卡可能出現(xiàn)排隊(duì)(尖頭方向代表集卡的行駛方向)q、船舶可能出現(xiàn)排隊(duì)(尖頭方向代表船舶的進(jìn)入碼頭的大致方向)集裝箱按照步長(zhǎng)累加由a環(huán)節(jié)進(jìn)入b環(huán)節(jié)a->ob集裝箱由c環(huán)節(jié)進(jìn)入d環(huán)節(jié)，需要機(jī)械處理c-d如果倒箱，集裝箱按照步長(zhǎng)累加由A環(huán)節(jié)進(jìn)入B環(huán)節(jié)A---B如果倒箱，集裝箱由C環(huán)節(jié)進(jìn)入D環(huán)節(jié)，需要機(jī)械處理C--->D注表中的A、B、C、D泛指機(jī)械或環(huán)節(jié)。表2實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例符號(hào)及其含義永久實(shí)體與臨時(shí)實(shí)體設(shè)備及設(shè)施類型<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>基于上述的建模方法，通過已經(jīng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)圖例集(如表1和表2)構(gòu)建仿真建模描述圖，具體如下各種裝卸工藝系統(tǒng)運(yùn)作在實(shí)驗(yàn)框架下(如圖1所示)的仿真建模，可利用所創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)化圖例集繪制建模描述圖(如圖2所示)由于圖1顯示了各種裝卸工藝系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，所涉及到的一些實(shí)體，以及相應(yīng)的一些事件活動(dòng)，同時(shí)表示出，這些事件活動(dòng)進(jìn)行時(shí)，所涉及的實(shí)體之間發(fā)生的活動(dòng)。當(dāng)仿真模型對(duì)這些模型進(jìn)行仿真時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)圖例集中相應(yīng)的邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例和實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例，并依次來實(shí)現(xiàn)非常直觀的建模描述圖。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。權(quán)利要求1、集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，其特征在于，所述描述工具為標(biāo)準(zhǔn)化圖例集，其以標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的標(biāo)準(zhǔn)圖例為基本元素來構(gòu)建仿真建模描述圖，并以此圖來描述建模的整體方法。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)化圖例集的標(biāo)準(zhǔn)圖例包括基于建模思想的邏輯元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例和基于建模思想的實(shí)體元素標(biāo)準(zhǔn)化圖例。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，其特征在于，所述仿真建模描述圖由仿真模型驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖例來實(shí)現(xiàn)。全文摘要本發(fā)明公開了集裝箱碼頭物流運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通用性仿真建模描述工具，其為標(biāo)準(zhǔn)化圖例集，該工具以標(biāo)準(zhǔn)化圖例集中的標(biāo)準(zhǔn)圖例為基本元素來構(gòu)建仿真建模描述圖，并以此圖來描述建模的整體方法。本發(fā)明有效地解決了由于離散系統(tǒng)建模的特點(diǎn)而帶來的建模經(jīng)驗(yàn)積累和繼續(xù)深化研究方面的困難。文檔編號(hào)G06F17/50GK101526970SQ200910048509公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年3月30日優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日發(fā)明者梅沙申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)