港口交通流仿真是海上交通工程学中的重要研究领域,对港口改造的可行性论证和船舶调度等问题的解决具有指导意义。为了能够更好地模拟多种因素影响下的船舶交通流,分析各种交通现象对船舶航行安全和交通效率的影响,需要研究人员结合人工智能、交通控制等领域的技术和理论,不断发展和完善港口交通流仿真模型。本文主要做了以下工作:1.分析元胞自动机和Agent基本理论和结构特点,深入探讨两者相结合的可行性,针对港口交通流仿真特征,提出分层划分仿真实体的思路,即分为元胞实体层和Agent信号控制层。然后建立基于元胞自动机和Agent相结合的港口交通流仿真框架。2.通过分析港口系统特征并研究其内部要素及作业流程,确定港口各子系统作用及逻辑关系。在此基础上,针对港口水域交通特点,建立港口系统的元胞自动机模型。以Agent结构为基础并考虑船舶优先级、船舶领域及船舶行为,建立基于Agent的船舶行为模型。最后结合港口元胞演化规则,建立基于元胞自动机和Agent结合的港口交通流仿真模型。3.基于VC++设计了港口交通流仿真的功能模块,并实现基于元胞自动机和Agent方法的港口交通流仿真系统。以天津港真实数据为基础,结合天津港通航规则,通过仿真验证,再现天津港海上交通状况。实验结果表明,本模型能较为真实反映港口中船舶各种交通现象。