پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

کاربرد شبیه‌سازی رویدادهای گسسته در بهینه‌سازی عملیات کشتیرانی، بندری و حمل‌و‌نقل دریایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
2 کارشناس پژوهشی، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
چکیده
با توجه به نقش حیاتی بنادر در زنجیره تأمین جهانی و رشد روزافزون حجم تجارت دریایی، بهینه‌سازی عملیات بندری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از ابزارهای مؤثر برای تحلیل و ارتقای کارایی در چنین سیستم‌های پیچیده‌ای، شبیه‌سازی رویدادهای گسسته است. این پژوهش با هدف بررسی کاربرد شبیه‌سازی فرایندهای گسسته در بهینه‌سازی عملیات کشتیرانی، بندری و حمل‌ونقل دریایی انجام شده است. در بخش نخست، مروری نظام‌مند بر مطالعات مرتبط با مدل‌سازی و شبیه‌سازی در حوزه بنادر ارائه شده و جایگاه رویکردهای ترکیبی مانند DES–DEA در تحلیل کارایی پایانه‌ها تبیین گردیده است. سپس یک مدل نمونه در محیط نرم‌افزار Arena شبیه‌سازی شده است. در این مدل، فرآیندهایی همچون ورود کشتی‌ها، تخصیص یدک‌کش، پهلوگیری در اسکله و وقوع تأخیرهای عملیاتی در نظر گرفته شده‌اند. پارامترهای ورودی بر اساس توزیع‌های آماری برگرفته از مطالعات علمی معتبر و شواهد آماری موجود تعیین شده‌اند تا الگوی واقعی عملکرد بندر بازنمایی شود. ارائه این مثال به منظور نشان دادن قابلیت‌های شبیه‌سازی برای تدوین سیاست‌های تخصیص پویا برای افزایش بهره‌وری منابع در بنادر و حمل‌و‌نقل دریایی هستند. در مجموع، شبیه‌سازی رویدادهای گسسته ابزاری کارآمد برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌های مدیریتی در حوزه بنادر و طراحی سیاست‌های بهینه تخصیص منابع محسوب می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Application of Discrete Event Simulation in Optimizing Maritime, Port and Shipping Operations

نویسندگان English

Seyede Masoome Sadaghi 1
Mona Moghadam 2
1 Assistant Professor, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
2 Research Expert, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
چکیده English

Given the critical role of ports in the global supply chain and the ever-increasing volume of maritime trade, optimizing port operations is of paramount importance. Discrete Event Simulation (DES) is an effective tool for analyzing and improving the efficiency of such complex systems. This research aims to investigate the application of DES in optimizing shipping, port and maritime transportation operations.
The study begins with a systematic review of relevant research on modeling and simulation in the port sector, explaining the role of hybrid approaches like DES–DEA in analyzing terminal efficiency. Subsequently, a sample model is simulated using Arena software. This model incorporates processes such as vessel arrivals, tugboat allocation, berthing and operational delays. Input parameters are defined based on statistical distributions derived from credible scientific studies and available statistical data to represent the real-world performance pattern of a port. This example demonstrates the capabilities of simulation for developing dynamic resource allocation policies to enhance productivity in ports and maritime transport. In conclusion, Discrete Event Simulation proves to be an efficient tool for supporting managerial decision-making and designing optimal resource allocation strategies in the port and maritime domain.

کلیدواژه‌ها English

Queueing Theory
Discrete Event Simulation
Port Operations Optimization
Arena Software
-Aznam, N. H. Z., & Khurizan, N. (2023). Discrete-Event Simulation and Data Envelopment Analysis in Port Efficiency Evaluation: A Bibliometric Analysis and Mapping of Combined Databases. In Proceedings of the 3rd International Conference on Advanced Information Scientific Development (ICAISD 2023), SciTePress. Vol. 1, 84–95.doi.org/10.5220/0012444300003848
  -Bett, D. K., Ali, I., Gheith, M., & Eltawil, A. (2024). Simulation-Based Optimization of Truck Appointment Systems in Container Terminals: A Dual Transactions Approach with Improved Congestion Factor Representation. Logistics, 8(3), 80.
-Fiori, C., Cisternas, L. J., & de Luca, S. (2025). A discrete-event multi-agent simulation framework supporting well-to-wheel analysis for greening commercial maritime ports. Simulation Modelling Practice and Theory, 140, 103061.
-Gross, D., Shortle, J. F., Thompson, J. M., & Harris, C. M. (2008). Fundamentals of queueing theory (4th ed.). Wiley.
-Kuo, T.-C., Huang, W.-C., Wu, S.-C., & Cheng, P.-L. (2006). A case study of inter-arrival time distributions of container ships. Journal of Marine Science and Technology, 14(3), 161-166. 
-Luo, Q., Song, P., & Zhou, Y. (2024). An improved equilibrium optimizer for solving multi-quay berth allocation problem. International Journal of Computational Intelligence Systems, 17, 177. doi.org/10.1007/s44196-024-00585-7
-Min, H., & Park, B.-I. (2008). Hybrid data envelopment analysis and simulation methodology for measuring capacity utilisation and throughput efficiency of container terminals. Management Faculty Publications, 3. Bowling Green State University.
-Park, K., Kim, M., & Bae, H. (2024). A predictive discrete event simulation for predicting operation times in container terminal. IEEE Access, 12, 10.1109/ACCESS.2024.3389961. doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3389961
-Petering, M. and Murty, K. (2009). Effect of block length and yard crane deployment systems on overall performance at a seaport container transshipment terminal. Computers and Operations Research, 36:1711–1725.
-Sislioglu, M., Celik, M., & Ozkaynak, S. (2019). A simulation model proposal to improve the productivity of container terminal operations through investment alternatives. Maritime Policy & Management, 46(2),
156–177.
doi.org/10.1080/03088839.2018.1489165
-Steenken, D., Voß, S., & Stahlbock, R. (2004). Container terminal operation and operations research – a classification and literature review. OR Spectrum, 26, (1), 3–49.
-Sun, S., Shi, X., & Zheng, D. (2025). Enhancing the truck appointment system at container terminals based on data-driven and intelligent decision-making methods. International Journal of Systems Science: Operations & Logistics, 12(1).  doi.org/10.1080/23302674.2025.2518463
-Yu, J., Tang, G., Song, X., Yu, X., Qi, Y., Li, D., & Zhang, Y. (2018). Ship arrival prediction and its value on daily container terminal operation. Ocean Engineering, 157, 73–86.
-Zehendner, E., & Feillet, D. (2014). Benefits of a truck appointment system on the service quality of inland transport modes at a multimodal container terminal. European Journal of Operational Research, 235(2),
 461–469