面向哈佛体系结构的集装箱码头场桥作业调度
集装箱码头岸桥与集卡集成调度问题研究
集装箱码头岸桥与集卡集成调度问题研究余孟齐;韩晓龙【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(041)003【摘要】Quay crane and yard truck are the important resources in container terminals. To improve the handing efficiency of the container terminal, the integrated quay-crane and yard truck scheduling problem is solved by formulating a mixed integer linear programming model to minimize the makes-pan with real-word operational constraints such as precedence relationships between containers and quay crane safety margin. The improved particle swarm optimization ( IPSO) algorithm is used to solve the new model, and a new velocity updating strategy is devised to improve the solution quality via formulating the rules of particles encoding and decoding. The results of the IPSO are compared with the optimal solutions obtained by CPLEX software. The experiment demonstrates that the aver-age gap of 12 cases of IPSO is less 0. 582%. Along with the increase of the scale,the time span of the CPLEX solutions differs from 2. 92 seconds to 1 hour,but the solving time of IPSO algorithm is controlled in 50 seconds to solve the problem and to obtain optimal solution. Numerical experiments result shows that the proposed model and the improved algorithm can effectively solve such problem.%岸桥与集卡是集装箱码头的重要资源。
混堆装船箱区多场桥调度
混堆装船箱区内多场桥调度研究郑红星董译文于凯刘进平（大连海事大学交通运输管理学院，大连116026，辽宁省）摘要：研究了一个混堆装船箱区的多场桥调度问题，重点考虑了内外集卡的优先级别、截止时间和倒箱量，构建了一个以港方费用最小的整数规划模型，提出了一个带有滚动时域的启发式算法用于求解该模型。
基于求解一系列的小规模算例实验，对比分析了该算法与用CPLEX求解的效果，还比较了它与相关文献中的改进遗传算法求解一系列小、大规模算例的效果；实验结果表明它能有效地求解混堆装船箱区的多场桥调度问题。
关键词：混堆；启发式算法；多场桥调度；滚动时域Hongxing Zheng*, Kai Yua, Yiwen Donga, Jinping Liuaa Tranportation Management College, Dalian Maritime University , Dalian 116026, Liaoning, PR chinaAbstract: This study addresses the yard crane (YC) scheduling problem at a mixed storage yard during vessel loading. It considers the container truck’s priority and deadline along with the container relocation volume. We develop an integer programming model to minimize the total cost. A heuristic algorithm is then developed to solve this problem, in which a rolling time domain is incorporated to improve the solution quality. The solution of the proposed heuristic algorithm is compared with the optimal solutions obtained by solving the model using the CPLEX software for small-sized problems. We also compare the solution of the proposed algorithm with optimal solutions obtained by solving the model using the improved genetic algorithm, which is provided in literature. Experiments show that the proposed algorithm in this paper can efficiently solve the multiple YC scheduling problem for mixed storage.Keywords:mixed storage, heuristic algorithm,multiple yard crane scheduling, rolling time domain1引言堆场作为集装箱码头中集港和疏港的关键环节，堆场中核心作业设备的效率关系到整个码头的运营。
集装箱码头泊位、岸桥和集卡协同调度优化研究
分类号 密 级UDC 学校代码 10497学 位 论 文题 目 集装箱码头泊位、岸桥和集卡协同调度优化研究 英 文 Research about collaborative scheduling optimization of 题 目 the container berths, quay crane and truck 研究生姓名姓名 辜 勇 职称 副教授 学位 博士单位名称 物流工程学院 邮编 430063姓名 职称 高级工程师单位名称 邮编申请学位级别 工程硕士 工程领域名称 物流工程论文提交日期 2014.10 论文答辩日期学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期答辩委员会主席 评阅人2014年11月副指导教师 指导教师独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学和其它教育机构的学位和证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。
签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留交向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。
同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期摘要随着我国经济的飞速发展，国内的物流产业也快速的崛起。
集装箱运输作为物流产业中的一个关键点，其运输效率的高低会直接影响到物流经济的发展。
近年来，伴随着经济全球化的进步，我国各大港口的进出口货物数量不断增加，这直接导致了集装箱港口的吞吐量持续增加，港口之间的竞争变得更加激烈。
集装箱堆场布局与场桥调度优化研究的开题报告
集装箱堆场布局与场桥调度优化研究的开题报告一、选题背景和意义随着全球贸易的不断扩大，集装箱运输模式已成为国际贸易的主流方式。
而集装箱堆场作为集装箱运输的重要组成部分，对集装箱运输的效率和安全性有着至关重要的影响。
因此，对于集装箱堆场的布局和场桥调度的优化研究具有重要现实意义。
目前，国内外已有很多关于集装箱堆场的布局和场桥调度优化的研究，但是由于集装箱运输的特殊性质，使得集装箱堆场的布局和场桥调度的问题非常复杂且具有挑战性。
因此，本研究旨在对于集装箱堆场的布局和场桥调度进行深入的研究，以探索如何提高集装箱堆场的效率和安全性，提高集装箱运输的竞争力。
二、研究内容和方法本研究将主要关注以下两个方面：1. 集装箱堆场布局优化通过分析集装箱堆场的结构和特点，提出合理的布局方案，以最大化集装箱堆场的空间利用率和货物处理能力，并考虑到交通网络和环境因素对于堆场的影响。
2. 场桥调度优化对于集装箱堆场的场桥调度问题，本研究将主要采用数学规划和模拟仿真方法，以提高场桥的工作效率，并降低堆场的出口拥堵程度。
三、研究预期成果期待本研究能够：1. 提出一套适用于集装箱堆场布局的优化方案，以最大化集装箱堆场的空间利用率和货物处理能力，同时考虑到交通网络和环境因素的影响。
2. 提出一套适用于场桥调度的优化方案，以提高场桥的工作效率，并降低堆场的出口拥堵程度。
3. 对于集装箱堆场的布局和场桥调度进行模拟和仿真，以验证所提出方案的有效性和可行性。
四、论文结构本研究的论文结构如下：第一章：绪论第二章：集装箱堆场布局优化第三章：场桥调度优化第四章：模拟与仿真第五章：结论与展望五、预期时间安排本研究预计历时12个月，具体时间安排如下：第一至第二个月：文献综述和理论分析第三至第六个月：集装箱堆场布局的优化算法研究及实现第七至第九个月：场桥调度的优化算法研究及实现第十至第十一个月：模拟与仿真第十二个月：论文撰写及评审注：以上时间安排仅供参考，具体实施可能会有所调整。
码头调度工作的内容有哪些？
码头调度工作的内容有哪些？
不论是专业集装箱码头还是散杂货码头以及乱七八糟的所谓综合性
码头，调度的工作基本上就是三部分：计划、现场、控制。
一、计划在大规模的集装箱码头，一般已经将计划和所谓调度分开作为独立的一部分，可见其功能重要。
计划一般分为堆场计划、配载计划、泊位计划：1、堆场计划，安排堆位，整理堆场，此外还有一部分工作就是接受船公司箱务(箱管)的要求安排指定柜、特种柜;2、配载计划，接受班轮公司的配载计划，安排大船的装船配载预配，然后同班轮公司以及船长大幅沟通拟定最终配载图;3、泊位计划，安排船舶靠泊计划，拟定执行berthwindow，联系引航、港检处理船舶靠离泊事宜;
二、现场现场调度职能相对简单，就是效率和安全，再加上处理突发事件，另外加上联系边检联检。
说是这样说，但是越是不发达不标准化的码头，现场调度的职能越重要，因为他肩负下面所说的第三部分控制的功能。
三、控制码头的效率需要控制来提高，控制取决于码头软硬件支持，软件包括现场实时信息、灵活的调配转开杆、高效的数据处理;硬件包括码头泊位、堆场、闸口摄像装置，岸桥、场桥、叉车、内拖车载处理系统，完备的通信手段。
可以说，具备什么样的条件，码头的控制才能到什么样的水平。
控制包括船舶作业线情况、陆运收发箱情况、海关国检查验调柜进度、cfs操作等等，涵盖码头所有操作。
1。
集装箱码头混合零空闲柔性流水作业调度优化
集装箱码头混合零空闲柔性流水作业调度优化
钟祾充;李文锋;贺利军;张煜;周勇
【期刊名称】《计算机集成制造系统》
【年(卷),期】2022(28)11
【摘要】岸桥、集卡、场桥是码头重要的接卸转运设备,具有交互复杂、作业成本高、岸桥空闲时间长等特点。
综合考虑接卸转运三阶段,以最小化最大完工时间和
总作业成本为目标,构建码头三阶段混合零空闲柔性流水作业调度优化模型。
为解
决该NP难多目标问题,提出改进离散布谷鸟算法,该算法包括:单链编码和三链解码、离散化的莱维飞行更新机制、离散化个体抛弃机制、基于快速非支配排序策略的间歇启动多邻域局部搜索策略,对所建立的NP难多目标优化模型进行优化求解。
仿
真实验分为三部分,首先获得每组集装箱任务的最佳资源配置组合;然后基于最佳资
源配置组合,进行算法对比;最后进行了实际案例分析。
实验结果表明了问题模型的
准确性、所提算法的可行性和高效性。
通过所提算法对该问题进行求解,可获得高
于80个集装箱每小时的转运速率。
【总页数】12页(P3421-3432)
【作者】钟祾充;李文锋;贺利军;张煜;周勇
【作者单位】武汉理工大学交通与物流工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U169.6;F252.3;TP18
【相关文献】
1.一种求解混合零空闲置换流水车间调度禁忌分布估计算法
2.应用改进混合进化算法求解零空闲置换流水车间调度问题
3.基于引力搜索算法的混合零空闲置换流水车间调度
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5.新混合鸟群算法求解零空闲流水车间调度问题
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《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》范文
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一一、引言随着全球贸易的不断发展，集装箱码头作为货物运输的关键节点，其作业效率与整体物流的顺畅性息息相关。
在集装箱码头作业中，场桥作为核心设备，负责集装箱的装卸与转运，而集卡则承担着集装箱在码头内部的运输任务。
本文将重点探讨集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题，旨在提高码头作业效率，优化资源配置。
二、场桥调度问题及重要性场桥调度是集装箱码头作业中的关键环节，它涉及到集装箱的装卸、转运以及与集卡、堆场的协同作业。
合理的场桥调度能够确保集装箱的快速、准确转运，减少作业等待时间，提高码头的吞吐能力。
然而，由于码头作业环境的复杂性，如船舶靠泊时间的不确定性、集装箱数量的动态变化等，使得场桥调度成为一个具有挑战性的问题。
三、集卡调度与场桥调度的关系集卡作为码头内部的运输工具，其调度与场桥调度紧密相关。
集卡负责将集装箱从堆场运至场桥下进行装卸作业，因此集卡的调度效率直接影响到场桥的作业效率。
在集卡调度中，需要考虑的因素包括集卡的数量、行驶路径、与场桥的协同等。
通过合理的集卡调度，可以减少集卡的空驶和等待时间，提高码头的整体作业效率。
四、堆场分配问题及其影响堆场是集装箱码头的重要组成部分，用于存放待装卸的集装箱。
堆场分配是指根据集装箱的类型、目的地等信息，合理安排堆存位置。
合理的堆场分配能够提高码头的作业效率和资源利用率，减少场桥的作业距离和时间。
然而，由于码头作业的动态性和不确定性，堆场分配问题也具有一定的复杂性。
五、集卡调度下的场桥调度及堆场分配策略针对集卡调度下的场桥调度及堆场分配问题，本文提出以下策略：1. 优化集卡调度：通过智能调度系统，实时掌握集卡的数量、位置和状态信息，合理安排集卡的行驶路径和任务。
同时，采用先进的通讯技术，实现集卡与场桥、堆场之间的信息共享和协同作业。
2. 智能场桥调度：利用现代信息技术和人工智能算法，对场桥的作业任务进行智能分配和优化。
集装箱码头装船堆区场桥调度优化
集装箱码头装船堆区场桥调度优化
随着国际间贸易量的增多,以及船舶大型化趋势的加剧,集装箱码头正面临着更为严峻的竞争环境。
科学有效的安排场桥调度,可大幅度提升船舶的装卸效率,进而缩短船舶的在港时间,为港方带来经济效益的同时,提高货主及船方的满意度。
相比于客户的存取箱过程,船舶的装卸过程对场桥作业的要求更高,该部分的作业效率直接影响着整个码头的作业效能,一直以来都是学术界的热点话题。
因此,专门针对集装箱码头装船堆区场桥调度问题的研究具有很重要的现实意义和理论价值。
首先,本文对国内外研究现状进行详细论述,分析已有研究的不足,以集装箱码头装船堆区场桥调度问题作为本文的研究方向。
其次,考虑场桥在作业过程中需保持安全距离和不可跨越等现实约束,兼顾场桥在箱区间转场问题以及倒箱因素的影响,构建了以最小化带有惩罚因子的内集卡提箱时间偏差值为目标的非线性规划模型。
之后,基于所研究问题的特点,设计了改进模拟退化算法用于问题的求解。
最后,结合实地调查数据进行算例分析,给出了多台场桥在多个箱区内的具体调度方案;设计敏感性分析实验,分析了算例规模以及压箱量对本文算法的影响。
实验表明,本文方案可有效解决集装箱码头装船堆区场桥调度问题,验证了本文算法及模型的有效性。
自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划
自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划自动化码头是现代港口物流作业的重要组成部分，其高效、智能的运作对于提升货物吞吐量、降低成本具有重要意义。
而自动化码头的单悬臂场桥调度与AGV路径规划正是实现自动化物流作业的关键环节。
本文将从调度与规划两个方面进行探讨，分析自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划的重要性以及相关技术应用。
一、自动化码头单悬臂场桥调度自动化码头的单悬臂场桥是一种用于水货集装箱码头上的物流装卸设备，具有载重量大、操作灵活、作业效率高等优点。
单悬臂场桥在码头上依靠自动导航系统进行运行，能够实现精确的定位和货物装卸作业。
因此，对于实现码头物流作业的自动化，单悬臂场桥的调度至关重要。
单悬臂场桥的调度涉及到多个作业环节的协调，如船舶的到港时间、货物的装卸需求等。
合理的调度能够提高码头的作业效率和物流运输效能，减少作业时间和运输成本。
通过引入调度算法和优化模型，可以实现单悬臂场桥的智能调度。
例如，基于遗传算法的调度模型可以根据各个作业环节的实时数据进行实时调度，使得单悬臂场桥能够合理高效地完成各项任务。
二、AGV路径规划AGV（自动引导车）是自动化码头中扮演重要角色的设备之一。
它们负责货物的运输和搬运工作，通过预设的路径进行移动。
AGV路径规划是保证AGV运行高效顺畅的关键。
在自动化码头中，AGV路径规划涉及到多个方面的考虑，如货物的集中与分散情况、码头道路的状况、AGV之间的协调等。
合理的路径规划能够最大限度地提高AGV的运行效率和物流吞吐量，保证货物快速准确地进行装卸作业。
路径规划算法是实现AGV路径规划的主要技术手段。
常用的算法包括最短路径算法、遗传算法、模拟退火算法等。
通过对路径规划算法的优化和改进，可以实现AGV的智能路径规划。
例如，基于最短路径算法的路径规划模型可以根据不同的实时情况，如交通状况、货物装卸需求等，为各个AGV制定最优路径，提高运输效率和作业质量。
三、自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划的联系与挑战自动化码头的单悬臂场桥调度与AGV路径规划是密切相关的。
考虑外集卡的混堆集装箱码头多场桥调度
考虑外集卡的混堆集装箱码头多场桥调度
郑红星;于凯;李芳芳;王颖
【期刊名称】《计算机集成制造系统》
【年(卷),期】2014(020)012
【摘要】针对混堆模式下集装箱码头的多场桥调度问题,考虑该模式下内外集卡等待对码头作业成本影响程度的不同,以及多场桥作业时相互间的干扰和堆场内集卡等待时间上限等约束,提出一个多场桥调度整数规划模型.为提高遗传算法的全局寻优能力,设计了新的变异操作,引入了解空间切割方法,并在算法框架中嵌入基因修复技术,提出改进遗传算法进行求解.通过多次数值实验,验证了算法的优越性;基于不同任务规模的实验分析,验证了所提调度方法的有效性.
【总页数】9页(P3161-3169)
【作者】郑红星;于凯;李芳芳;王颖
【作者单位】大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026
【正文语种】中文
【中图分类】U694
【相关文献】
1.集装箱码头场桥作业集卡检测及防砸系统设计 [J], 杨萌
2.集装箱码头送箱集卡预约与场桥调度协同优化 [J], 马梦知;范厚明;计明军;郭振
峰
3.混堆集装箱箱区内场桥调度模型与算法 [J], 郑红星;于凯
4.集装箱码头考虑集卡能耗的岸桥集卡协调调度 [J], 严南南;杨莹
5.集装箱港口装船作业模式下场桥和内集卡跨箱区联合调度优化 [J], 沈汝超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》范文
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一一、引言随着全球贸易的不断发展，集装箱码头作为货物运输的重要枢纽，其作业效率直接关系到整个物流系统的运行效率。
在集装箱码头作业中，场桥和堆场的合理调度是提高码头作业效率的关键环节。
本文将重点探讨集卡调度下的场桥调度及堆场分配问题，分析其重要性及影响因素，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、集卡调度与场桥调度的关系集卡作为连接码头各环节的重要纽带，其调度直接影响到场桥的作业效率和堆场的利用率。
集卡负责将集装箱从船上运至堆场或从堆场运至其他运输工具，其调度策略的优劣直接关系到场桥的装卸效率和作业时间。
因此，集卡调度与场桥调度是相互依存、相互影响的。
三、场桥调度的策略与方法场桥调度是集装箱码头作业的核心环节之一，其调度的合理与否直接影响到码头的整体作业效率。
在集卡调度的基础上，场桥调度的策略与方法主要包括以下几个方面：1. 优化装卸顺序：根据集装箱的种类、目的港、装船顺序等信息，合理安排装卸顺序，以减少场桥的空驶时间和等待时间。
2. 动态调整作业区域：根据堆场的实际情况和集卡的到达情况，动态调整场桥的作业区域，以实现资源的合理配置和高效利用。
3. 引入智能调度系统：通过引入先进的智能调度系统，实现场桥调度的自动化和智能化，提高调度的准确性和效率。
四、堆场分配的策略与问题堆场分配是集装箱码头作业的另一个关键环节，其合理与否直接关系到码头的存储能力和作业效率。
在集卡调度的背景下，堆场分配的策略与方法主要包括以下几个方面：1. 考虑集装箱的存储特性：根据集装箱的尺寸、重量、存储时间等因素，合理安排堆场的空间布局，以提高存储效率和作业效率。
2. 动态调整堆场布局：根据码头的实际情况和集卡的运输情况，动态调整堆场的布局和空间分配，以实现资源的优化配置。
3. 解决冲突与拥堵问题：在堆场分配过程中，需要解决由于设备过多或操作不当导致的冲突与拥堵问题，以确保码头的顺畅运行。
基于哈佛结构和群集智能的集装箱码头物流系统建模优化
基于作业均衡的集装箱码头桥吊调度优化
基于作业均衡的集装箱码头桥吊调度优化作者：蒋工圣来源：《集装箱化》2013年第03期1 研究背景桥吊作业是集装箱码头作业的重要环节，桥吊作业能力直接决定集装箱码头整体作业能力。
目前我国港口集装箱码头主要依靠人工经验调配作业资源，导致作业资源配置不平衡的状况时有发生。
为提高桥吊作业效率，降低码头运营成本，近年来有许多学者对合理安排泊位和配置桥吊的问题进行研究：KIM等[1]将桥吊调度问题视为m个并行机器的调度问题，建立以船舶作业时间最小化为目标的混合整数规划模型，据此计算桥吊作业顺序；CANONACO等[2]采用仿真方法研究集装箱码头装卸作业中的桥吊最优化问题，算例结果表明仿真优化效果优于实际情况；LEE等[3]研究集装箱码头桥吊作业顺序问题，建立桥吊互不干涉条件下的混合整数规划模型，并提出模型的启发式遗传算法；ZENG等[4]采用仿真优化的方法研究集装箱码头桥吊装船作业顺序；MOGHADDAM等[5]建立一种新的桥吊调度分派混合整数规划模型，并提出模型的启发式遗传算法；蔡芸等[6]采用仿真方法研究集装箱码头泊位和桥吊的分派问题，建立以船舶在港时间最小化为目标的仿真优化模型，并讨论泊位分配问题的求解方法；IMAI等[7]在同时考虑泊位和桥吊的情况下研究泊位配置问题，并采用遗传算法求解；LIANG 等[8]在同时考虑桥吊和泊位的情况下研究泊位计划问题，并提出启发式演化算法；周鹏飞等[9]针对船舶抵港时间和装卸时间的随机性，建立面向随机环境的集装箱码头泊位-桥吊分配模型，并设计改进的遗传算法。
上述有关桥吊调度的研究成果主要停留在理论探讨阶段，与实践应用仍有一定差距。
本文在前人研究基础上，运用统计分析和优化工具，建立基于作业均衡的集装箱码头桥吊优化调度模型，实现多目标条件下集装箱码头桥吊资源的合理配置，从而有效提升码头作业能力。
2 问题描述码头桥吊调度指在泊位计划确定的情况下，根据可利用的桥吊、船舶装卸任务等信息确定为船舶服务的具体桥吊及其作业时间。
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》范文
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一一、引言集装箱码头作为现代物流体系中的重要节点，其运作效率直接关系到整个供应链的流畅性。
在集装箱码头的日常运营中，场桥调度和堆场分配是两大关键问题。
集卡调度作为连接场桥和堆场的纽带，其优化对提高码头作业效率具有重要意义。
本文将重点探讨集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题，分析其现状、存在的问题及优化策略。
二、集卡调度与场桥调度的关系集卡是连接码头前沿与堆场的重要运输工具，其调度直接影响到场桥的作业效率。
场桥作为堆场内的主要装卸设备，其调度与集卡调度密切相关。
有效的集卡调度可以减少场桥的等待时间，提高装卸作业的连续性和码头整体作业效率。
反之，集卡调度的混乱将直接影响场桥的工作效率，甚至导致整个码头作业的拥堵和延误。
三、堆场分配问题的现状与挑战堆场分配是集装箱码头作业中的关键环节，其目的是合理安排集装箱在堆场中的存放位置，以实现高效的装卸作业。
当前，随着国际贸易的增加和船舶大型化的发展，集装箱码头的作业量不断增大，堆场分配问题愈发复杂。
其主要挑战包括：如何合理安排不同类型、不同目的地的集装箱存放位置，以减少装卸作业时间和成本；如何应对紧急情况下的集装箱调运需求等。
四、集卡调度下的场桥调度优化策略针对集卡调度下的场桥调度问题，可以采用以下优化策略：1. 智能调度系统：通过引入智能调度系统，实现场桥和集卡的自动化调度。
该系统能够根据实时作业信息和预定的作业计划，自动安排场桥和集卡的工作顺序和路径，从而提高作业效率。
2. 动态调整策略：根据实际作业情况和需求变化，动态调整场桥的作业计划和集卡的调度方案。
例如，当某一区域作业量较大时，可以增加该区域的场桥数量和集卡频次；当某一集装箱急需装卸时，可以优先安排场桥和集卡进行作业。
3. 绿色调度理念：在保证作业效率的同时，考虑节能减排和环保因素。
例如，优先安排电力驱动的场桥和集卡进行作业，减少燃油消耗和排放；合理安排作业时间，避免在高峰期进行高能耗的装卸作业等。
面向计算思维的集装箱码头装卸作业调度
面向计算思维的集装箱码头装卸作业调度
李斌
【期刊名称】《交通运输系统工程与信息》
【年(卷),期】2016(016)003
【摘要】集装箱码头物流系统（Container Terminal Logistics Systems, CTLS）的作业调度一直是物流工程领域的难点与焦点之一。
现有的运筹、仿真与优化等方法在解决CTLS的生产调度时都有一定的局限性且欠缺通用性。
计算思维为CTLS
的控制决策提供了新的解决思路。
本文围绕计算机操作系统（Operating System，OS）中的进程和线程概念，参照OS任务调度的框架、机制、模式和算法，提出
了CTLS调度决策计算体系。
并针对某集装箱枢纽码头作业场景，融合OS中的多种机制和策略，设计了一种综合调度算法。
随后针对该生产实例进行了仿真分析，验证了基于计算思维对CTLS进行调度决策的优越性。
【总页数】7页(P161-167)
【作者】李斌
【作者单位】福建工程学院交通运输学院，福州350118
【正文语种】中文
【中图分类】TP271.8;TP278
【相关文献】
1.集装箱码头装卸作业调度优化配置的研究 [J], 严庭玉;盛进路;邓玉涵;吴桂萍
2.面向装卸系统的自动化集装箱码头单船作业计划评价方法 [J], 边志成;章学民;叶
军;宓为建
3.面向PID控制和仿真优化的集装箱码头作业调度 [J], 李斌
4.面向哈佛体系结构的集装箱码头场桥作业调度 [J], 李斌;李文锋
5.基于面向对象Petri网的集装箱码头装卸系统建模研究 [J], 蔡芸;王少梅
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集装箱码头的双桥同贝同步装卸调度方法
集装箱码头的双桥同贝同步装卸调度方法佚名【摘要】结合集装箱舱位协同作业的同步装卸方法，提出了集装箱码头的双桥同贝同步装卸方法，建立了装卸桥、集装箱卡车与龙门吊加权作业时间最短的多目标优化模型，并求解同个贝位中不同舱位间最优装卸顺序下的装卸桥、集装箱卡车及龙门吊加权作业时间。
运用 Matlab 进行数值模拟，对比传统装卸策略的数据，验证了集装箱码头同贝同步装卸方法的可行性与有效性。
%Based on simultaneous hatches operations, the method of synchronized loading and unloading operations in the same ship-bay at container terminal with double cranes is presented. With the objective of minimizing weighted quay-crane handling time, vehicle transporting time and yard-crane handling time, a multi-objective optimization model is established. Numerical tests are conducted to compare with the traditional operations. The feasibility and efficiency of the proposed method are validated using numerical simulations. .【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P118-122)【关键词】集装箱码头;双桥;同步装卸;同贝装卸【正文语种】中文【中图分类】U691集装箱码头是港口物流基地、物流枢纽、物流节点,是港口内各物流企业的集群.作为集装箱运输中的枢纽环节,其装卸效率反映了港口码头的整个运营管理先进化程度.当前,国内外学者针对集装箱码头作业系统各环节的调度优化问题进行了大量的研究.为降低装卸桥与龙门吊作业时间,曾庆成等[1]通过建立同贝同步装卸调度模型,在同个贝位内同时实现装卸桥的装船与卸船作业.Goodchild等[2-3]证明了集装箱同贝同步装卸的可行性,并分析了同贝同步装卸对装卸箱码头作业系统的影响.为了提高设备利用率和装卸效率,王嘉民等[4]介绍了边装边卸和同贝位边装边卸作业流程的设计和应用,采用这种新的作业模式,使集装箱卡车和装卸桥都满载运行.包起帆等[5]指出了集装箱卡车的合理调配是集装箱同贝位装卸工艺得以实施的重要保障,具体可以通过固定分配法与动态分配法实施集装箱卡车调度.刘琴等[6]提出进出口箱同贝位堆放的新型堆场堆放策略,并设计同贝同步装卸的岸边及堆场装卸工艺.何燕等[7]在集装箱同步装卸方法的研究基础上提出了舱位协同作业,建立了基于装卸桥与集装箱卡车加权作业时间最短的多目标优化模型,优化集装箱作业时间.目前,码头研究的集装箱混合作业主要都集中在装卸桥实现双循环作业,一个作业在往返的同时,同时进行集装箱的吊上和吊下操作,并同一时间对同艘船舶实现装卸作业.但是龙门吊作业作为集装箱码头的一个重要组成部分,其工作效率直接影响整个码头集装箱的操作效率.因此笔者在现有基础上提出了一种新的操作模式——多种吊桥实行双循环作业,即装卸桥与龙门吊同时实现双循环作业.龙门吊双循环作业是指龙门吊在一个作业往返中同时进行集装箱的吊上和吊下操作,同一时间对同个箱区进行进口箱/出口箱同步装卸作业(图1);最终,实现龙门吊与装卸桥双同步装卸模式,进一步缩短集装箱卡车的行进路径,更好地完善集装箱卡车“重进重出”.龙门吊同步装卸过程是指在 1个箱区内对进口箱和出口箱采用混合堆存、递推式堆垛的协同作业.堆场最初始堆放着出口箱,出口箱卸载从左边第1列开始,采用自上向下取箱.待第1列出口箱全部卸载完毕,在第2列出口箱开始卸载时,同时在第1列进行进口箱的装载操作,实现进、出口箱的混合装卸工作,减少了集装箱装卸时的单程装卸次数,继而节约了该堆场中集装箱的全部装卸时间,并实现集装箱卡车的重进重出(图2).笔者以装卸桥、集装箱卡车与龙门吊三者作业时间加权的最短为目标建立数学模型,模型中的参数和变量做以下设定:装卸桥编号集装箱卡车编号龙门吊编号集装箱编号为装卸桥q完成所有单程装卸作业的时间,为装卸桥q完成 1个单程装卸作业的时间;为装卸桥q完成所有同步装卸作业的时间,为装卸桥q完成1个同步装卸作业的时间;为集装箱卡车p完成所有单程装卸作业的时间,为集装箱卡车p完成1个单程装卸作业的时间;为集装箱卡车p完成所有同步装卸作业的时间,为集装箱卡车p 完成1个同步装卸作业的时间;为龙门吊k完成所有单程装卸作业的时间,为龙门吊k完成1个单程装卸作业的时间;为龙门吊k完成所有同步装卸作业的时间,为龙门吊k完成1个同步装卸作业的时间;表示p集装箱卡车完成j作业任务;表示q装卸桥完成j作业任务;表示k龙门吊完成j作业任务;表示p集装箱卡车的第1个作业任务是j;表示q装卸桥的第1个作业任务是j;表示k龙门吊的第1个作业任务是j;表示j、j'的作业任务都是由p集装箱卡车完成;表示j、j'的作业任务都是由q装卸桥完成;表示j、j'的作业任务都是由k龙门吊完成;表示j、j'的作业任务都由q装卸桥完成,并且j'在j之后完成;表示j、j'的作业任务都是由p集装箱卡车完成,并且j'在j之后完成;表示j、j'的作业任务都是由k龙门吊完成,并且j'在j之后完成;表示j'作业任务在集装箱卡车运送j的过程中完成;表示j'作业任务在装卸桥吊运j的过程中完成;表示'j作业任务在龙门吊吊运j的过程中完成;表示j、j'连续的2个作业任务在集装箱卡车运送时采用同步装卸;表示j、j'连续的 2个作业任务在装卸桥吊运时采用同步装卸;表示连续的两个作业任务在龙门吊吊运时采用同步装卸.双桥同贝同步装卸调度模型为:(1)式目标函数T表示装卸桥、集装箱卡车与龙门吊三者作业时间加权的最短.在实际装卸作业中,由于1个集装箱所需的集装箱卡车时间是所需的装卸桥吊运时间的5倍以上,是龙门吊吊运时间的8倍以上,权重系数取16ω=,29ω=;(2)式表示每座装卸桥的装卸时间包括单程装卸和同步装卸时间;(3)式表示每辆集装箱卡车的运送时间包括单程运送时间和集装箱同步装卸的双程运送时间;(4)式表示每座龙门吊的装卸时间包括单程装卸和同步装卸时间;(5)～(7)式表示每个集装箱只能由 1座装卸桥/1辆集装箱卡车/1座龙门吊进行作业;(8)～(10)式表示每种装卸作业设备有且仅有一个初始操作;(11)～(13)式表示每个集装箱最多只能是每一种装卸作业设备的初始操作;(14)～(16)式表示每种装卸作业设备最多有一个前后连续的作业任务;(17)～(19)式表示每种装卸作业设备在作业时,只能操作1只集装箱;(20)式表示每座装卸桥的总装卸时间大于等于其所有装卸形式的装卸总时间;(21)式表示每辆集装箱卡车的总运送时间大于等于其所有装卸形式的装卸总时间;(22)式表示每座龙门吊的总装卸时间大于等于其所有装卸形式的装卸总时间;(23)式表示每种装卸作业设备的单程装卸以及同步装卸时间约束条件.对于装卸桥调度模块,笔者采用舱位协同的同步装卸策略,在1个贝位能实现同步装卸.舱位协同是指首列舱位中的集装箱只卸集装箱,第2列舱位的集装箱进行卸集装箱的同时首列舱位进行集装箱的装载,以此类推,最后尾舱进行单程的集装箱装载[7].假定船舶1个贝位分为4个舱位,那么装卸桥的选择实际上就是一个排列组合问题,有种装卸方案,因此,不同的方案会导致装卸桥来回操作次数以及相应的集装箱卡车来回运输次数的不同.龙门吊调度模块中,笔者假设箱区左边第1列为空列,用于放置船舶上最初卸载下来的进口箱.而箱区内的出口箱是从左边第2列开始卸载,之后的装卸顺序是从左到右,从上到下.装卸完成后,箱区内右边第1列是处于空列状态.由于笔者研究的是集装箱码头多种吊桥调配策略对集装箱装卸作业效率的影响,系统调度模型基于以下假设条件:(1)忽略船舶甲板上与舱内布局差异以及不同贝位的结构差异;(2)所有装卸桥、龙门吊在每个计划时段内具有相同的工作能力,并且它们的作业开始和结束时间都在同个时段内;(3)由于箱区大小的限制和潜在的龙门吊碰撞危险,任何时候1个箱区最多只能有2台龙门吊;(4)装卸的集装箱都是FEU标箱,忽略特殊集装箱的特殊处理工作;(5)集装箱卡车数量充足,忽略由集装箱卡车因素造成的装卸桥、龙门吊等待;(6)在集装箱的装卸过程中,装卸桥q完成 1个单程装卸平均时间装卸桥q完1个同步装卸时间集装箱卡车p完成1个单程装卸平均时间集装箱卡车p完成1个同步装卸平均时间是龙门吊k完成1个单程装卸平均时间龙门吊k完成1个同步装卸的平均时间是(7)以超巴拿马式集装箱船规模 5500标箱的集装箱船为试验船舶,布局为 25个贝位,每个贝位中4个舱位,每个舱位最多可放置50个FEU的标箱.船舶贝位中各个舱位的配积载计划见表1,用Matlab计算样本结果见表2.由表2的计算数据可知,与传统装卸调度方法相比,采用双桥同贝同步装卸调度方法的集装箱装卸加权时间平均提高了27.73%(时间节省率的平均值),改善了集装箱装卸效率. 研究了同步装卸中,1个贝位的双桥同步装卸顺序问题,提出了装卸桥与龙门吊双同步的作业方式,以提高集装箱码头内装卸作业设备的工作效率.在此基础上建立了基于装卸桥、集装箱卡车及龙门吊加权作业时间最短的多目标优化模型,采用Matlab 数值分析,效率提高为14.71%～33.50%,平均提高 27.73%.而整条集装箱船的同步装卸方法有待下一步研究.【相关文献】[1] 曾庆成,杨忠振,陆靖.集装箱码头同贝同步装卸调度模型与算法[J].交通运输工程学报,2010,2(10):1671-1673.[2] Goodchild A V,Daganzo C F.Double-cycling strategies for container ships and their effect on ship loading and unloading operations[J].Transportation Science,2006,40(4):473-483.[3] Goodchild A V,Daganzo C F.Crane double cycling in container ports:planning methods and evaluation[J].Transportation Research Part B:Methodological,2007,41(8):875-891.[4] 王嘉民,何琪敏,李晓鸣.边装边卸流程的系统开发[J].港口装卸,2006(3):1-4.[5] 包起帆,施思明,沈联红,等.数字化港口集装箱生产关键技术[J].港口装卸,2004(3):14-15.[6] 刘琴,周强,张艳伟.同贝位同步装卸的集装箱码头装卸工艺与堆场平面布置[J].水运工程,2011(6):66-69.[7] 何燕,胡燕海.基于舱位协同作业的集装箱同步装卸方法[J].宁波大学学报:理工版,2012,25(3):105-108.。
基于混合动态规划的集装箱堆场贝位内翻箱作业调度优化
基于混合动态规划的集装箱堆场贝位内翻箱作业调度优化靳志宏;毛钧;李娜【摘要】The container relocation is becoming a bottleneck which significantly restricts the operation efficiency of the whole container yard. It is also a difficult problem facing the container yard scheduling. On condition that both the current stock positions and the picking sequence of containers are given during the loading process, the container relocation scheduling is described as a dynamic shortest path problem, based upon the characteristics of the multiple phases of container relocating operations. According to the concept of parallel processing, the sequential recurrence algorithm is integrated with the inverted recurrence algorithm to solve the problem. The state space of dynamic planning is minimized by the embedded heuristic rules to select the optimal positions of the relocating containers. The optimization of container relocation scheduling is realized through avoidance of the secondary relocation for the same container and the minimization of totalrelocating times. The simulated numerical experiments demonstrate the effectiveness and practicality of the proposed algorithm, which provides decision support for container relocation scheduling optimization.%翻箱是影响集装箱堆场作业效率的瓶颈,也是堆场作业调度的老大难问题.在集装箱堆场现行堆存位置和提箱装船顺序既知的条件下,基于集装箱装船过程中堆场翻箱作业的多阶段性特征,将翻箱作业调度优化问题归结为一个动态最短路径问题,据此构建了优化模型.基于并行处理的思想,将顺序递推算法与逆序递推算法相结合进行优化求解,通过嵌入启发式规则选择落箱位置来减少动态规划的状态空间,从而达到减少二次翻箱,降低总翻箱次数的目标,实现翻箱作业调度的优化.仿真算例分析显示了本文提出的算法的有效性与实用性,可为翻箱作业调度优化提供决策支持.【期刊名称】《交通运输系统工程与信息》【年(卷),期】2011(011)006【总页数】6页(P131-136)【关键词】水路运输;集装箱堆场;翻箱;动态规划;调度;优化【作者】靳志宏;毛钧;李娜【作者单位】大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026;大连中铁联合国际集装箱有限公司,辽宁大连116601;大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026【正文语种】中文【中图分类】U691+31随着集装箱进出口量的不断增加,一艘船在一个装卸节点上往往要装卸上千个集装箱,装卸服务时间可能长达6个小时以上.为了提高集装箱装船的速度,出口集装箱通常从待装船到港前三至五天开始,陆续进港堆存在码头堆场内,待船舶到港后集中装船.由于堆场空间有限,集装箱港口通常采用每个堆存位包含5～7排,每排包含3～5层集装箱的多层堆垛方式,以有效提高堆场的容量.由于出口集装箱抵港时间的不确定性,在集港结束后,初始的堆存位状态很难与其装船的发箱顺序相一致,从而导致翻箱操作.相对于船舶在港时间来说,一次翻箱的时间似乎很短,但倘若堆场中集装箱的数量较多,且堆放得比较密集时,累积的翻箱时间就非常长,造成集卡和岸桥的非作业时间延长,导致资源的浪费.以宁波港实际调研数据为例,翻箱一次大约需要2.5分钟,倘若有500个箱子需要出口,其中30％的集装箱需要翻箱,翻箱作业时间就将长达6小时.因此,翻箱作业已成为影响集装箱码头作业效率的瓶颈因素.通过对集装箱码头堆场作业系统的理论与实证研究发现,多数论文是对翻箱产生的原因以及其对码头作业效率影响等进行定性分析,定量研究尚不多见.Safaei＆Bazzazi[1]研究了进口箱的箱位分配问题,以最小化各个箱区之间的作业量不平衡为目标,建立了整数规划模型,并用遗传算法进行了求解.Lee＆Chao[2]采用邻域搜索启发式方法对预翻箱问题进行了处理.徐亚等[3]通过对翻倒集装箱的落箱位置的研究,提出了启发式算法,实验结果表明所提出的算法在准确性及鲁棒性上都有所改进.金鹏等[4]在既定的初始堆存状态下,建立了装船时贝位内集装箱翻箱问题的优化模型,提出了贝位内集装箱翻箱操作优化决策方法.康海贵等[5]研究了混堆模式下集装箱箱位分配问题,其优化目标是平衡各箱区总的作业量以及最小化集卡的行驶距离和同组进口箱所占箱区数量.靳志宏等[6]基于给定的集装箱堆场的堆存状态和集装箱船配载图,并考虑海关放关与否的现实约束,构建以最小翻箱量为目标的集装箱装船顺序优化模型,并开发了实用启发式算法.综合分析上述国内外相关研究现状,可以看出翻箱作业优化模型多为静态模型,其优化算法也是以启发式算法为主的近似算法.本文基于集装箱出口装船翻箱作业的多阶段性特征,首次尝试将混合动态规划算法用于解决翻箱调度优化问题.2.1 堆场构成与翻箱作业集装箱堆场空间都是由若干箱区组成,箱区又分为若干区段（block）,每个区段又由若干贝（bay）位组成,贝位内包括若干行,每一行又由若干层组成,这样,每个箱位（slot）便可由贝、行、层的三维坐标来表示,箱位是组成集装箱堆场的最小单元.堆场构成及其箱位坐标如图1所示.在集装箱堆场中,当前待提取的目标集装箱,坐标为（3,3,1）,上方有阻塞箱,也即待翻箱,坐标为（3,3,2）,那么要将堆放在其上方的阻塞箱翻倒到其它行的上层,这一过程即一次翻箱.2.2 翻箱影响因素与优化切入点影响集装箱堆场翻箱次数的原因主要有：目标箱的堆存位置、装船或货主提箱的顺序,以及待翻箱预计移入的空箱位,也即落箱位的选择.由于受各种堆场外部因素的制约,集装箱进入堆场的顺序是随机的,同时,也不可能提前预知其被提走的顺序,且提箱顺序常常发生改变,不能任意设定或调整提箱顺序,造成目标箱的堆存位置与装船或货主提箱的顺序不一致,在提取集装箱时难免会产生一定数量的倒箱.除了上述客观原因外,由于编制集装箱的提箱计划或装船计划的不周,导致集装箱无法按照从上到下的提箱顺序来提取,也即调度不周导致翻箱.另外,待翻箱的落箱位置的选择也至关重要,落箱位选择不当会对后续翻箱次数产生直接影响,以至造成同一待翻箱的二次、甚至多次翻箱.本文试图从上述两方面的主观原因入手,优化集装箱装船过程中的翻箱调度,以实现减少二次翻箱,降低总翻箱次数的目标.3.1 基于现实的建模前提（1）装船前所有待装箱的堆存位置的初始状态是已知的,且各个集装箱的发箱顺序也已由装船计划唯一确定.在现代化的集装箱港口,出口集装箱的箱量通常较大,为了便于集装箱船舶的配载,一般在船舶到港前数小时结束集港.集港结束后不再有集装箱进入其出口集装箱所在的堆存位置,堆存位的状态既知.同时,堆场基于堆存位制定装船计划,根据装船计划确定发箱顺序.（2）在堆存的贝位内只允许堆存相同尺寸的集装箱.理论上一个40英尺的集装箱可以堆存在2个20英尺集装箱的上方,但是这种情况会使原本复杂的堆场业务变得更加困难.为此我国集装箱码头一般不允许20英尺的集装箱与40英尺的集装箱混合堆存.（3）每一行堆存n层,则位内至少有n-1个空箱位被留作翻箱使用.这是保证当需要多次翻箱发生时,不至于没有落箱位可供选择.（4）当且仅当对某个集装箱进行发箱时,才对其上方的各个集装箱进行翻倒箱操作. 即在装船过程中不存在对贝位内集装箱主动进行翻箱预整理的情况,在实际的生产过程中,由于装船过程的紧迫性,通常只能被动地进行翻箱操作.（5）待翻箱落箱位的选择具有后效性.也即同一待翻箱由于落箱位的选择不同,会对后续翻箱进程有持续的影响.为此,我们引入现场实用的启发式规则控制落箱位选择的范围,进而控制状态空间数,以缩小最优解的搜索空间和搜索时间.3.2 基于动态最短路问题建模对于一个由m行n层堆高构成的集装箱贝位,由建模的前提（3）可知,需要预留出n-1个空箱位,因此,该贝位最多可以堆存mn-n+1个集装箱.如果将整个贝位集装箱的装船提箱过程分解,每一次有效提箱（不计翻箱）视为一个阶段,则上述装船过程可以看作由最多mn-n+1阶段组成.上述每个阶段都有不同的状态,并且上、下两个状态阶段又存在着内在联系,因此可把装船过程抽象成为一个有向附权图,附权图的节点集表示集装箱装船过程各个阶段的各个堆存状态的集合,边集表示各个堆存状态之间的联系,边上的边权值表示上一状态到当前状态所需要的翻箱次数.对于一次有效提箱,也即提箱后直接将其装船,需要的翻箱数为0,则该边的权值为0；反之,其边权值即为下次有效提箱前的所需要的翻箱次数之和.如此,可以将贝位内翻箱作业调度优化问题转化为多阶段动态最短路问题,状态节点之间的距离为两种状态之间转移所需要的翻箱次数,其动态性体现在落箱位的确定取决于不同阶段的落箱位的选择.为便于描述问题,设置如下参数：m——贝位中所包含的行的数量；N——贝位内初始集装箱的数量；n——额定堆存高度；k——提箱阶段,k=1,...,N；———当集装箱k被提走后,行i的状态,i= 1,…,m,k=0,1,…,N；Sk——当集装箱k被提走后,整个贝位的状态,,k=0,…,N；ak——为取走集装箱k所采取的行动,用于标记为提走第k个集装箱而进行的一系列翻箱动作, k=1,...,N；h——在贝位内集装箱的堆存状态为Sk-1的情况下,采取翻箱动作ak时所发生的翻箱次数,k=1,…,N.F（Sk）——在集装箱贝位的堆存状态为Sk的情况下,提走贝位中剩余的N-k个集装箱所需要进行的最小翻箱次数,k=0,…,N.于是,研究的问题可以描述为式中贝位的状态S0经翻箱决策u1（S0）导致翻箱行动a1致使贝位状态变为S1,即以此类推,进而可以得出整个贝位最优翻箱次数为式中=1,2,…,k,最优翻箱决策集合为u1（S0）,u2（S1）,…,uk（Sk-1）.4.1 落箱位选择的实用启发式规则通过前述的分析可知,影响翻箱次数的主要因素是落箱位置的选择,合理选择落箱位置对减少贝位内总翻箱次数有持续性的影响,所谓持续性影响是指落箱位选择不当会对后续翻箱次数产生直接影响,导致同一待翻箱的二次、甚至多次翻箱.另一方面,任一待翻箱都有多个候选箱位可供选择.例如,对于由m行n层堆高构成的集装箱贝位,任一待翻箱都有m-1个候选箱位,也即一个落箱位的选择不同会导致m-1种不同的堆存状态,在整个贝位的装船提箱过程中,可能因落箱位的不同选择有多达（m-1）N中堆存状态.这种指数形式的状态空间数在动态规划算法中有巨大的计算量,以至于当m与n稍大一点就无法在现实时间内给出最优解.因此,我们引入集装箱码头比较实用有效的启发式落箱位选取规则,以减少提箱过程中的状态空间数,降低计算复杂度.这些启发式规则包括：（1）基于该贝位集装箱发箱顺序,若欲移入的待翻箱比所在行内现有各箱均晚发箱,则该空箱位可优先作为待翻箱的堆存箱位.（2）若不存在满足规则（1）的空箱位,则判断是否有空行,如果有空行,则优先将待翻箱放入该空行.（3）若不存在满足规则（1）、（2）的空箱位,但存在空箱位所在行最早发箱的集装箱上方无其他待翻箱,则该箱位可作为该待翻箱的堆存箱位.（4）若不存在满足规则（1）、（2）、（3）的空箱位,则选取所在行内早发的待翻箱最少的空箱位为堆存箱位.将上述启发式规则嵌入到动态规划算法中,以降低整个优化算法的计算复杂性,提高优化算法的搜索效率.4.2 双向递推动态规划算法顺序（逆序）递推是基于动态规划算法由决策过程的始点（终点）向终点（始点）逐阶段递推的方法,针对本文的动态最短路问题,基于并行处理的思想,将单向递推扩展为双向递推,即按有向图中节点间的指向由始点向前递推,同时,将有向图中节点间逆方向,由终点按反向的方向按步数开始向前递推,由动态规划的最优性定理可知双向递推将会在某一阶段重合,且该阶段必然存在.算法主要步骤如下：步骤1 定义集合A和集合B,A、B集合分别用以存储顺序和逆序递推的最短路的部分集合,初始化A=φ,B=φ,k=1,φ为空集.步骤2 按顺序递推应用动态规划算法,k阶段为止的最优决策u1（S0）,u2（S1）,…,uk（Sk-1）.其中, i（i=1,…,k）阶段采取的决策ui（也即翻箱动作ai）取决于4.1节落箱位选择的实用启发式规则（1）-（4）.同时及时更新顺序递推最短路节点的部分集合B步骤3 按逆序递推应用动态规划算法,,k阶段为止的最优决策u1（SN）,u2（SN-1）,…, uk（SN-k+1）.其中,j（j=1,…,k）阶段采取的决策uj（也即翻箱动作aj）取决于4.1节落箱位选择的实用启发式规则（1）-（4）.同时及时更新顺序递推最短路节点的部分集合B.步骤4 判断A∪B={1,2,…,N}是否成立,如不成立则转至步骤2,若成立则转到步骤5. 步骤5 结束双向递推动态规划算法,输出最优翻箱决策集合.上述4.1节启发式规则有机地嵌入到4.2节双向递推动态规划算法之中,形成了动态最短路问题的混合动态规划算法.在一个集装箱码头堆场某5排4层的贝位内,集装箱堆存状态见表1.每个有数字的矩阵单元表示一个集装箱堆存在此位置,该贝位的装船计划,即发箱顺序用相应矩阵单元里的数字表示.显然,集装箱的初始堆存状态无法满足装船计划,需要进行翻箱. 针对该仿真算例,运用本文提出的混合动态规划算法,其顺序递推与逆序递推的过程如图2及图3所示.共进行了10个阶段,考虑了35个堆存状态.最优的翻箱策略为也即取2号箱时,将6号箱翻倒到第5排第4层,形成新的堆存状态s22；取3号箱时,将15号箱翻到第2层,形成新的堆存状态s32；取4号时,可直接提取形成新的堆存状态s43；取5号箱时,将13号箱翻到第1排3层,形成新的堆存状态s55；取6号箱时,可以直接提取形成新的堆存状态s63；取7号箱时,将13号箱翻倒到第4排第1层,形成新的堆存状态s72；取8号箱时,直接提取形成新的堆存状态s81；取9号箱时,将15号箱翻到第3排第1层,形成新的堆存状态s91；取10号箱时,将14号箱翻倒到第2排第1层或是第3排第2层.至此再无阻塞箱,可以直接提取,翻箱过程完毕.该贝位整个装船过程共进行了6次翻箱,是翻箱次数最少的翻箱策略.基于集装箱翻箱作业的多阶段性特征,将翻箱过程中的各个状态节点抽象成最短路问题中的节点,将翻箱次数设置为状态节点之间的连接边权,进而将翻箱作业调度优化问题归结为一个动态最短路径问题.据此构建优化模型,将动态规划的顺序递推算法与逆序递推算法相结合进行优化求解,并通过嵌入启发式规则选择落箱位置,来减少动态规划的状态空间,进而降低计算复杂度.算例分析显示了该算法的有效性与实用性,可为翻箱作业调度优化提供决策支持.进一步的研究将把贝位内翻箱作业调度优化扩展到整个堆场箱区中,同时,考虑翻箱作业对后续作业的持续性影响的特征,开发整个堆场作业的调度决策支持系统.【相关文献】[1] Safaei N,Bazzazi K.A genetic algorithMto solve the storage space allocation probleMina container terminal [J],Computers＆Industrial Engineering,2008（12）：1-10.[2] Lee Y,Chao S L.A neighborhood search heuristic for pre-marshalling export containers[J].European Journal of Operational Research,2009,196（2）：468-475.[3] 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集卡作业面模式下装船作业场桥与集卡联合调度优化
集卡作业面模式下装船作业场桥与集卡联合调度优化
曹朋亮;姜桂艳;杜春承;陈伟帅
【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》
【年(卷),期】2017(030)005
【摘要】为进一步减少集装箱船舶靠泊时间,在岸桥多线作业工况条件下,重点考虑了场桥与集卡的同步作业,对场桥与集卡进行联合调度.在此基础上,综合考虑场桥间安全距离、任务优先顺序等实际约束,针对集卡作业面模式,构建了以装船作业时间最短为目标的场桥与集卡联合调度优化模型,并开发了带染色体更新操作的改进遗传算法确定场桥作业量,利用路径优化确定场桥最短行驶路径,基于先到先服务规则对集卡进行动态调度.实证分析结果证明了所提出模型与算法的有效性,并且在集卡数量较少时,采用集卡作业面模式有助于缩短集装箱装船时间.
【总页数】7页(P108-114)
【作者】曹朋亮;姜桂艳;杜春承;陈伟帅
【作者单位】宁波大学海运学院,浙江宁波 315211;宁波大学海运学院,浙江宁波315211;国家道路交通管理工程技术研究中心宁波大学分中心,浙江宁波 315211;现代城市交通技术江苏高校协同创新中心,江苏南京 210000;宁波大学海运学院,浙江宁波 315211;宁波大学海运学院,浙江宁波 315211
【正文语种】中文
【中图分类】U693.33
【相关文献】
1.基于“作业面”模式下集卡配置的仿真研究 [J], 王军;陆永样;王美蓉;许晓雷
2.面向作业面的集装箱码头集卡调度优化 [J], 沈联红;杨斌
3.作业面模式下的集卡动态调度研究 [J], 王军;魏永帅;陈军霞
4.基于作业面模式的集装箱码头集卡调度问题研究 [J], 胡菡
5.集装箱港口装船作业模式下场桥和内集卡跨箱区联合调度优化 [J], 沈汝超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
集装箱码头泊位、岸桥和集卡协同调度优化
集装箱码头泊位、岸桥和集卡协同调度优化
田星;孟庆柱
【期刊名称】《物流技术》
【年(卷),期】2018(037)003
【摘要】针对集装箱码头泊位、岸桥和集卡的协同调度问题,考虑了船舶到港的先后顺序、实际操作过程中岸桥和集卡的相关约束,以物流作业总成本最低为目标,构建了一个数学模型.通过分析我国T集装箱码头实际操作过程中船舶待卸载集装箱量与分配的岸桥数量之间的关系,设置了一个常数k,对每艘船分配的岸桥数进行预处理,即每艘船分配的岸桥数等于船舶待卸载的集装箱数量与常数k的比值,将该模型转化为一个整数线性规划数学模型.然后以该码头的真实数据为算例,运用商业软件ILOG CPLEX进行求解,在可接受的时间内求得了最优解,并将求得的结果与实际操作过程进行对比,表明得到的最优解在实际操作过程中是可行的,验证了模型的有效性和准确性.
【总页数】6页(P32-36,130)
【作者】田星;孟庆柱
【作者单位】武汉理工大学物流工程学院,湖北武汉 430063;天津东方海陆集装箱码头有限公司,天津 300456
【正文语种】中文
【中图分类】F550.6;U691.3
【相关文献】
1.基于服务损失函数的集装箱码头泊位—岸桥联合调度优化 [J], 王智灵;刘桂云;刘明涛
2.集卡和岸桥协同下的集装箱码头集卡路径选择 [J], 郑津霖
3.集卡预约模式下集装箱码头可变闸口协同调度优化 [J], 杨惠云;戚静雯;邵乾虔;靳志宏
4.基于复合成本的集装箱码头泊位-岸桥联合调度优化方法 [J], 徐皖东; 刘桂云; 王慈云; 骆璐瑶
5.集装箱码头集卡与岸桥协调调度优化 [J], 计明军;靳志宏
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