集装箱码头堆场出口箱堆放位置分配问题

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现代物流管理专业《集装箱码头堆场箱区的划分164》

集装箱码头堆场箱区的划分

一箱区划分

一般来说，集装箱码头堆场可按集装箱的不同性质进行箱区的划分，堆场箱区可分为进口箱区、出口箱区、中转箱区、特种箱区、空箱区等。

1、进口箱区

进口箱区主要是指进口重箱的存放周转场，以卸船存放、保管交付为用途，同时考虑到疏港作业的需要。在做整体布局规划时，一般不宜安排在码头前沿堆场，而应安排在码头中部或稍后的堆场，离前沿有合理距离。这样，一方面可以尽可能缩短卸船的水平运送距离，保障卸船的高效率；另一方面也考虑到疏港作业的需要，可以防止提货的集卡大量聚集前方堆场，可以减轻前沿堆场、道路、作业机械的压力。

2、出口箱区

出口箱区主要指出口重箱的存放周转场，也叫“编组场〞。和进口箱场相反，为方便出口重箱的集港，以及保障装船的高效率，出口箱区多安排在靠近码头前沿的前方堆场。编制集装箱进场方案时，一般是按航线、航班来安排相对集中的场位。

3、中转箱区

中转箱一般指以船-船交接为主的集装箱，中转箱在码头停留时间通常很短，并且不需要通过道口进出码头。为保障船舶的顺利装卸，有条件的码头应设立专门的中转箱区作为缓冲区，位

置可以在进口箱区与出口箱区之间，以方便卸船与装船时机械的综合利用。

4、特种箱区

这里所说的特种箱指的是冷藏箱、危险品箱，装有超高或超长、超宽货物的框架集装箱或装有特殊货类的集装箱。此类集装箱有些需要配备特殊的堆场专用设施设备，有些需要特别的场地空间，甚至需要专人、专门技术管理，因此，特种箱区经常被按不同的箱类、货类划分为不同的堆场区域。

5、空箱区

空箱堆场一般安排在码头前方，堆场箱位可以宽于重箱堆场，堆箱高度可高于重箱堆场。由于码头通常难以实际掌控空箱存放的时间，为节省场地，最大限度的利用堆场资源，方便管理，空箱堆场可以按箱属堆存，但这样做的缺点是发箱时如果要挑指定用箱，往往需要大量的翻箱作业，消耗机械资源。空箱堆场在规划时，应该尽可能的控制箱位，不宜过宽，有条件的话预留通道，可以让机械双向取箱。

堆场问题与场地调整计划书

影响集装箱码头堆场作业效率的主要问题

一、堆场作业过程中存在的翻箱作业问题影响了集装箱码头堆场作业效率

在出口箱装船以及进口箱提箱作业中，存在着大量的翻箱作业，这些翻箱作业的存在，增加了堆场作业的操作量，影响了集装箱码头堆场作业效率。

通过对些翻箱作业进行分析，发现其中一部分翻箱作业是由于出口箱海关放行情况不理想或者进口箱提箱时间的先后而造成的，这些是码头所不能控制的；但还有一部分翻箱作业则是因为码头在安排计划、生产组织方面的疏忽或失误造成的，这些是不合理的，也是码头作业中应该尽量避免的，这些翻箱作业主要表现在以下几个方面：

①安排出口箱进场计划时进行的分吨与配载要求不一致造成出口箱装船作业时的翻箱

一般情况下的做法是首先对出口箱进行分吨分类（如将出口箱分为以下几个等级，大柜分为超高、普柜及自备箱，小柜按重量分为小于15吨和大于15吨），然后安排堆存计划，指定堆放原则，检查出口箱时会根据以上几个等级情况、堆放原则进行选位。但有些班次未能按照以上所要求的方式进行出口箱堆放，这样就导致进箱的实际堆放与计划堆放的不一致，从而造成出口箱装船作

业时的翻箱。

②进口箱卸船时新箱压老箱造成进口箱提箱作业时的翻箱一般情况下，进口箱遵循“先进先出”的原则，最理想的情况是新卸下的箱子不压在堆场上原有的在场箱上，但在实际作业中，由于堆场使用率较高，或是在卸船作业前未对卸船箱区进行合理的归并转工作，使得在卸船作业时，没有空位或空排，一些正面吊司机图方便将新卸下的箱子压在堆场上原有的在场箱上，从而造成进口箱提箱作业时翻箱。

集装箱堆场箱位分配

学院交通运输学院
班级信息管理与信息系统08
参赛人5：姓名
学院
班级
学校统一编号，
个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不得填写
论文编号：
集装箱堆场箱位分配
（一）
港口码头与铁路集装箱办理站的集装箱堆场主要办理集装箱的发送，到达和中转作业，组织集装箱门到门运输。堆场内每天到达的集装箱数量很大，而大多数堆场面积是有限的，因此起重机要频繁的进行装卸作业，为此，要求堆场作业应优化箱位分配使得起重机作业次数最少。本文根据实际情况建立了以提箱时间为制约因素,以起重机作业次数最少为目标的集装箱后方堆场箱位分配模型,并针对模型采用了群体智能搜索算法的解决方案。.
设当y = min y时， =1箱位为ai(j-1)中的集装箱的等待时间为ti(j-1)
若tk<= ti(j-1)，则该集装箱放于aij，该箱位满足函数且y = min y且y>1；
若tk> ti(j-1)，搜寻下一个y>1，满足的空箱位，并将该集装箱放于搜寻到的空箱位；
若tk> ti(j-1)，不存在下一个y>1且满足的空箱位，则转向（2）；
1
堆场集装箱的堆放一般遵循 PSCW原则，即对同一目的港（port.），同一尺寸（size）、同一种类（category）的集装箱，按重量级别（weight）堆放在堆场的同一贝上，满足PSCW原则的集装箱集合为同类箱组。按照这一原则，可以得到相应的分配区域划分规则，将同类箱组放在同一区域。

集装箱码头堆场出口箱堆放位置分配问题

集装箱码头堆场出口箱堆放位置分

配问题(总8页)

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集装箱码头堆场出口箱堆放位置分配问题

摘要：随着全球化步伐的加快和国家贸易的迅猛增长，集装箱运输已成为连接全球供应链至关重要的一环。港口作为现代物流系统中的重要节点，是海陆运输的枢纽，爱全球化制造和国家贸易中扮演着不可或缺的角色。

堆场是集装箱码头的重要资源，是港口的重要组成部分，其堆场集装箱堆位分配优劣直接影响码头整体的运作效率。本文着重以集装箱码头堆场出口箱堆位分配为研究内容，分为出口箱堆场空间场位问题和具体储存位置分配问题，运用混合整数规划和混合序列叠加算法两个阶段进行探讨和研究。

关键词：集装箱码头储位分配混合整数模型启发式算法

一﹑绪论

问题背景

随着全球经济一体化的迅猛发展，一方面企业的采购﹑仓储﹑销售﹑配送等协作关系日趋复杂，全球采购﹑全球销售﹑本土化生产的趋势越来越明显。国家经济与世界经济的发展更加紧密地融合在一起。这对于物流服务的速度以及吞吐量提出了更高的要求；另一方面，经济全球化在本国企业带来新的机遇的同时，也带来了巨大的挑战。企业面临的竞争日益加剧，如何降低企业的生产经营成本以增强盈利能力摆在所有企业面前的一道难题，而如何通过科学的手段在不影响物流服务水平的前提下降低物流成本，成为了各个企业关注的焦点，也成为研究的热点。

集装箱运输的不断发展，一方面导致目前国内许多集装箱码头超负荷工作，给集装箱码头运用管理人员的日常决策带来了很多困难。为缓解集装箱运输业发展所带来的压力，国内许多港口城市竞相规划和建设大型集装箱深水码头，规模和投资十分巨大，这些设施的建设和投入使用无疑对我国区域经济的发展有着重要的推动作用。另一方面，由于集装箱码头企业管理模式没能与时俱进，因而导致企业成本居高不下，通过能力低下，造成生产能力的浪费。这些因素的存在，严重制约集装箱码头企业竞争力的提升。

集装箱堆场出口箱堆存问题学习

集装箱堆场出口箱堆存问题学习1综述集装箱在堆场位置的分配是集装

箱堆场管理的重要环节，对缩短集装箱船在港停泊时间，提高集装箱码头作业

效率有着重要意义。目前，国际上关于集装箱的对方问题一般遵循PSCW原则，即将对应的同一目的港（port），同一尺寸（size），同一种类（category）

以及同一重量级（weight）的集装箱堆放在同一bay中。集装箱堆场出口箱位

置的分配就是为每个到达堆场的出口集装箱确定最佳的堆放位置以便于装船。

出口集装箱有“随机抵达，整批离港”的鲜明特点。堆场出口箱堆存优化可以降

低集装箱堆场翻箱次数，提高堆场机械设备的作业效率，节约堆场管理成本。

同时可以缩短出口箱装船时间和船舶在港停泊时间，避免给船公司和港口企业

造成较大的时间损失。堆场出口箱的堆存问题一直以来都是各国物流方面专家

学者[1]们的研究热点。郝聚民，纪卓尚等（2000）提出了混合顺序堆场作业的

概念，并且基于图搜索技术及模式识别理论提出了混合顺序作业贝位优化模型。

张维[2]英，林焰等（2006）建立了龙门式起重机小车取箱作业优化模型，以龙

门式起重机取箱作业时倒箱数量最少为目标对出口箱堆场取箱作业进行了优化。

李建[3]中，丁以中等（2007）运用数学规划的方法，从平衡箱区贝位箱量和最

小化集卡行驶距离入手，在滚动计划的基础上，建立了集装箱堆场空间资源动

态配置模[4]型。卫家骏（2010）提出了一种优化出口集装箱堆场位置的启发式

优化算法，在保证装船质量的同时，有效提高集装箱码头装船效率。Wenbin

Hu，Huan Wang[5]等（2014）提出了一种基于内外混合细胞自动机的出口集装

基于动态平衡策划下的集装箱堆场箱位分配方案研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓｔｏｒｅｄｉｎｃｏｎｔａｉｎｅｒｙａｒｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｄｙｎａｍｉｃｓｕｂｒｅｇｉｏｎｂａｌａｎｃｅｐｌａｎｎｉｎｇｓｃｈｅｍｅｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｙａｒｄｃｒａｎｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｕｌｔｉｐｌｅｙａｒｄｓｕｂｒｅｇｉｏｎａｌｂａｌａｎｃｅｄｓｔｒａｔｅｇｙｓｃｈｅｍｅ，ｗｈｉｃｈｍａｄｅｕｐｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｃｈｅｍｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓａｆｅｄｉｓｔａｎｃｅｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｓｐａｃｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｇｏａｌｏｆｕｓｉｎｇｓｔｏｒａｇｅｓｐａｃｅｒａｔｉｏｎａｌｌｙ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｙａｒｄｃｒａｎｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ａｎｄｉｔｕｓｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｏｇｒａｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｕｂｒｅｇｉｏｎａｌｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｐｌａｎｎｉｎｇｓｃｈｅｍｅｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗｏｒｋｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｙａｒｄｃｒａｎｅｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｗｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｃａｎｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅｙａｒｄｂｅｌｔａｎｄｍａｋｅｂｅｔｔｅｒｕｓｅｏｆｙａｒｄｓｐａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｒａｇｅｓｐａｃｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｏｆｙａｒｄｃｒａｎｅｓ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｙａｒｄｃｒａｎｅｓｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ

基于遗传算法的集装箱港口堆场空间动态分配策略

ＳＨＥＮＧＹａｎｇ，ＬＩＡＮＧＣｈｅｎｇ－ｊｉ，ＤＩＮＧＹｉ
（ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｙａｒｄｐｌａｎｎｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｔｅｒｍｉｎａｌ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｂｌｏｃｋｃａｐａｃｉｔｙ，ｏｎ
２０１５年１１月
计算机工程与设计
ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮ
Ｎｏｖ．２０１５
第３６卷
第ｌ１期
ＶｏＩ．３６ＮＯ．１１
基于遗传算法的集装箱港口堆场空间动态分配策略
ｄｏｉ：１０．１６２０８／ｊ．ｉｓｓｎｌ０００ — ７０２４．２０１５．１１．０５２．

集装箱码头施工工艺堆场规划与装卸作业

在现代物流中，集装箱码头扮演着极其重要的角色，成为连接陆运

和海运的枢纽。码头的规划和设计对于实现高效的装卸作业至关重要。本文将讨论集装箱码头施工工艺堆场规划与装卸作业的相关内容，包

括堆场规划、堆存方式以及装卸作业流程等。

一、堆场规划

集装箱码头的堆场规划是确保装卸作业高效进行的基础。在堆场规

划时，需要考虑以下几个方面：

1. 堆场尺寸和布局：根据预计的集装箱吞吐量以及码头的使用需求，确定堆场的大小。堆场布局需要考虑到道路连接、堆场内部交通流动，以及与码头设施的衔接。

2. 堆场设备：包括堆高机、正面吊、轮胎吊等装卸设备的布置和数量。设备的选型需要充分考虑装卸作业的需求，以确保高效完成装卸

任务。

3. 堆场管理：建立科学的堆场管理系统，包括集装箱定位、堆场内

车辆和人员的管理。借助信息技术手段，提高堆场管理的效率和准确性。

二、堆存方式

堆存方式是指集装箱在堆场内的摆放方式，不同的堆存方式对于装

卸作业效率和堆场的利用率有着直接的影响。

1. 行车道堆存方式：将集装箱沿着行车道进行排放，方便设备进行装卸作业。这种方式适用于集装箱周转较快、装卸作业规模较大的码头。

2. 堆桥堆存方式：通过架设堆桥将集装箱堆放在桥上，方便集装箱的转移和堆存。这种方式适用于堆场面积相对较小、需要频繁进行转移的码头。

3. 堆场分区堆存方式：根据集装箱的属性和目的地进行分区堆存，提高装卸作业的效率。例如，将不同类型的集装箱、进出口集装箱分别存放在不同的区域。

三、装卸作业流程

装卸作业是集装箱码头的核心环节，流程的合理规划可以提高作业效率和安全性。

集装箱堆场出口箱堆存模型及其算法

１集装箱优化问题简介集装箱码头堆场的管理在整个集装箱运输活动中占有及其重要的地位。其中出口箱的堆存方式直接影响到装船效率，堆存
方式和码头运营成本是码头管理者为提高服务质量所要强调的重点问题。在某一集装箱船靠港前一个星期，所有本行次经由该船运载的出口箱开始运往港内集存，称之为 “集箱 ”。一般来说，这
（１）取最左边的一个点，由此点开始向距该点最近的右上方（包括水平方向）点连线。再以这一线段上的第二点为起始
点重复上述过程，直到不再存在满足条件的点，由此得到一条折线，定义为折线一。
（２）从余下的各点中的最左方的点出发，重复第一步，得到折线二。
（３）重复操作得到一组折线，使所有的点都唯一的包括在其中一条折线中。
·物流管理 ·
ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｃｉ－ＴｅｃｈＮｏ．７，２００７
集装箱堆场出口箱堆存模型及其算法
ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＡｌｇｏｒｉｔｈｍｏｎＰｉｌｉｎｇＯｕｔｂｏｕｎｄｆｏｒＣｏｎｔａｉｎｅｒＴｅｒｍｉｎａｌ
陈庆伟，王继荣（青岛大学，山东青岛２６６０７１）
ＣＨＥＮＱｉｎｇ－ｗｅｉ，ＷＡＮＧＪｉ－ｒｏｎｇ（ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）

集装箱堆场出口箱堆存问题学习

1综述

集装箱在堆场位置的分配是集装箱堆场管理的重要环节，对缩短集装箱船在港停泊时间，提高集装箱码头作业效率有着重要意义。目前，国际上关于集装箱的对方问题一般遵循PSCW原则，即将对应的同一目的港（port），同一尺寸（size），同一种类（category）以及同一重量级（weight）的集装箱堆放在同一bay中。集装箱堆场出口箱位置的分配就是为每个到达堆场的出口集装箱确定最佳的堆放位置以便于装船。

出口集装箱有“随机抵达，整批离港”的鲜明特点。堆场出口箱堆存优化可以降低集装箱堆场翻箱次数，提高堆场机械设备的作业效率，节约堆场管理成本。同时可以缩短出口箱装船时间和船舶在港停泊时间，避免给船公司和港口企业造成较大的时间损失。堆场出口箱的堆存问题一直以来都是各国物流方面专家学者们的研究热点。郝聚民，纪卓尚等（2000）[1]提出了混合顺序堆场作业的概念，并且基于图搜索技术及模式识别理论提出了混合顺序作业贝位优化模型。张维英，林焰等（2006）[2]建立了龙门式起重机小车取箱作业优化模型，以龙门式起重机取箱作业时倒箱数量最少为目标对出口箱堆场取箱作业进行了优化。李建中，丁以中等（2007）[3]运用数学规划的方法，从平衡箱区贝位箱量和最小化集卡行驶距离入手，在滚动计划的基础上，建立了集装箱堆场空间资源动态配置模型。卫家骏（2010）[4]提出了一种优化出口集装箱堆场位置的启发式优化算法，在保证装船质量的同时，有效提高集装箱码头装船效率。Wenbin Hu，Huan Wang 等（2014）[5]提出了一种基于内外混合细胞自动机的出口集装箱存储分配算法。与通常的两阶段法不同，他们把贝位分配和具体箱位选择作为一个整体目标进行优化，求取全局最优解。

集装箱码头堆场的堆箱规则(一)

集装箱码头堆场的堆箱规则

1. 堆箱的基本原则

•码头堆场按照一定的规则和标准对集装箱进行堆放。

•堆箱的目的是最大限度地利用堆场空间，确保安全、高效地进行货物操作。

2. 堆箱的排列方式

•集装箱在堆场中按照一定的排列方式进行堆放。

•常见的排列方式包括：行列式堆放、阶梯式堆放、分区式堆放等。•例如，行列式堆放是指集装箱按照一定的行和列进行堆放，形成一定的块状排列。

3. 堆箱的重量限制

•集装箱堆放时需要考虑箱子的重量限制。

•通常，集装箱堆放的下层箱子需要承受上层箱子的压力，因此重量较大的集装箱通常应堆放在下层。

•例如，重型货物的集装箱应堆放在下层，而轻型货物的集装箱则可以堆放在上层。

4. 堆箱的稳定性要求

•集装箱堆放时必须保持良好的稳定性，防止倒塌和散落。

•堆箱时要注意集装箱的重心和箱子之间的稳定支撑关系。

•例如，堆放货物时，需要将相同类型和重量的集装箱放到相邻位置，形成稳定的堆叠。

5. 堆箱的路径规划

•堆场中的各种堆箱操作需要进行合理的路径规划，以提高效率和降低成本。

•良好的路径规划可以减少堆箱操作的时间和能源消耗。

•例如，将相邻的出入口位置合理规划，可以减少堆场内部的集装箱搬运距离。

6. 堆箱的安全要求

•集装箱堆场的堆箱规则必须符合一定的安全要求。

•操作人员需要使用合适的设备和工具进行堆箱操作。

•例如，使用吊车等设备进行集装箱的起重和堆放，确保操作人员的安全。

以上是集装箱码头堆场的堆箱规则的相关内容。通过合理的排列方式、重量限制、稳定性要求、路径规划和安全要求等措施，可以有效地管理堆场内的集装箱堆放，提高工作效率和安全性。

集装箱码头泊位-堆场-闸口的周期协同分配

韩笑乐;鞠留红;栾晨;陆志强

【摘要】为提高集装箱进出口码头在周期性环境下的作业效率,对集装箱码头泊位-堆场-闸口的周期协同分配问题进行了研究.首先考虑泊位、堆场、闸口3类资源对船分配过程中的可用量约束、相关性约束和周期性约束,以最小化船舶总在港时间为目标函数,建立集成调度的混合整数规划模型;在此基础上设计自适应遗传算法进行求解,其上层对船舶优先级构成的编码空间展开进化搜索,下层利用启发式将优先级解码为多资源协同分配计划,并将其评价值返回至上层迭代.数值实验显示,协同考虑泊位、堆场和闸口3类资源的集成调度,相较于传统的两阶段调度,周期计划下的船舶总在港时间缩短约20％.

【期刊名称】《西南交通大学学报》

【年(卷),期】2019(054)004

【总页数】8页(P840-847)

【关键词】集装箱码头;资源分配;周期性;闸口;遗传算法

【作者】韩笑乐;鞠留红;栾晨;陆志强

【作者单位】同济大学机械与能源工程学院,上海 201804;同济大学机械与能源工程学院,上海 201804;同济大学机械与能源工程学院,上海 201804;同济大学机械与能源工程学院,上海 201804

【正文语种】中文

【中图分类】U69;O221;TP29

集装箱码头的运营管理效率和服务水平取决于其对海侧、堆场和陆侧等核心资源的协同分配能力.一方面，我国的集装箱码头以进出口业务为主，相较于以海侧作业为主的香港、新加坡等中转港，还需要考虑陆侧作业，即进 / 出口集装箱经闸口的出 / 进堆场. 闸口与海侧及堆场资源相互关联制约，需要在三者之间进行集成的计划与调度决策. 另一方面，船公司客户在航线设置时通常采用班轮形式，从而使码头运作决策呈现周期性特征. 因此，对于集装箱进出口码头，在周期性环境下综合考虑自身和船公司及集装箱客户的利益诉求，将多类核心资源合理分配，成为其亟待解决的问题.

基于矩阵式遗传算法的进出口集装箱堆场箱位分配策略

ｏｌｐｉｃｉｅｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｌｅｓｈｏｗｅｄｂｙａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＬｏｇｉｓｔｉｃｓｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＣｏｎｔａｉｎｅｓｒｌｌａｏｃａｔｉｏｎＭ— — ＧＡＩｍｐｏｒｔ／ｅｘｏｒｐｔｃｏｎａｉｔｎｅｓｒＣｏｎｔｉｎａｅｒｔｅｍｉｒ — ・
第３３卷
第４期
数学理论与应用
ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＴＨＥ０ＲＹＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ
Ｖ０ｌ＿３３Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２０１３
２０１百度文库年ｌ２月
基于矩阵式遗传算法的进出口集装箱堆场箱位分配策略
ＴｈｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＣｏｎｔａｉｎｅｒｓｉｎＣｏｎａｉｔｎｅｒＹａｒｄｓ
ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭａｔｒｉｘ－ — ｃｏｄｅｄＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ

集装箱码头堆场管理

这种模式下箱区利用率较高，但轮胎吊移动较频繁，影响进口卸船时的作业效率，而且后续提箱时翻箱率较高。
“半混堆”方式：是对进口箱区进行不间断的箱区整理，尽量将零星堆放的集装箱集中归并至某些倍位，使进口箱区有较多的全空倍位，以便卸船时可将同一船名航次的进口箱集中堆放。
“半混堆”模式的缺点：
（1）堆场利用率较低，这对于一个堆场紧张的码头来说是不能接受的；
来自百度文库
集装箱码头箱区分类
• 进、出口箱区 • 普通箱区、危险品箱区、冷藏箱区、特种箱区、中转箱区
（验关） • 空箱区、重箱区
空箱区
空箱区一般安排在码头后方，其箱位横向间隔可宽于重箱区，以便打开箱门及箱体查验；而其箱位纵向一般不留间隔，排数较其他箱区多，以便密集性堆放，这样不但能够提高堆场利用率，满足防风要求，而且适合堆高机和正面吊连续性作业。
集装箱码头堆场管理
• 箱区 • 堆场运作流程
– 进口卸船的堆场运作 – 出口装船的堆场运作 – 查验操作 – 提重箱翻箱 – 闸口运作
倍位规则
• 提卸箱优先顺序是指集卡在港区堆场提卸分布在不同倍位但属性相同的集装箱时，码头管理系统中选择倍位的顺序
• 提卸箱方式是指集卡在港区提卸集装箱时，码头管理系统中在一个倍位中选择集装箱或位置的顺序。提卸箱方式分为三种，即从左至右、从右至左和从上至下。这样划分是由作业机械的不同性质决定的，堆高机或正面吊作业时使用前两种方式，而轮胎吊作业时使用最后一种方式

集装箱堆场箱位最优分配

２模型假设
通过对集装箱作业流程的具体分析（该过程涉及到跨栈作业的距离问题）得出以下结论：每个龙
门吊作业时间和方式相同；堆场的规模一定。为了便于问题的讨论和模型的建立，现做出以下假设：
装箱到来和取走的时间取决于客户，以及每个集装箱被取走时间的不确定性。因此，不同的放置方式
会引起不同的倒箱次数。即使客户确定了提箱时
间，但受到场内外各种因素的影响，实际的提箱顺序与计划提箱顺序仍然存在很大偏差。
ｄｙｎａｍｉｃｊｕｄｇｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔａｉｎｅｒ；ｙａｒｄ；ｔｒａｎｓｐｏｓｔｉｏｎ；ｍｏｄｅｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
∞
Ｃ
经
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｃｏｎｔａｉｎｅｌ＊ｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｕｓｕａｌｌｙｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒ济ｍｍ

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集装箱码头堆场出口箱堆放位置分配问题

文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

集装箱码头堆场出口箱堆放位置分配问题摘要：随着全球化步伐的加快和国家贸易的迅猛增长，集装箱运输已成为连接全球供应链至关重要的一环。港口作为现代物流系统中的重要节点，是海陆运输的枢纽，爱全球化制造和国家贸易中扮演着不可或缺的角色。

关键词：集装箱码头储位分配混合整数模型启发式算法

一﹑绪论

问题背景

集装箱运输的不断发展，一方面导致目前国内许多集装箱码头超负荷工作，给集装箱码头运用管理人员的日常决策带来了很多困难。为缓解集装箱运输业发展所带来的压力，国内许多港口城市竞相规划和建设大型集装箱深水码头，规模

和投资十分巨大，这些设施的建设和投入使用无疑对我国区域经济的发展有着重要的推动作用。另一方面，由于集装箱码头企业管理模式没能与时俱进，因而导致企业成本居高不下，通过能力低下，造成生产能力的浪费。这些因素的存在，严重制约集装箱码头企业竞争力的提升。

线代集装箱码头高度机械化的作业特点决定了其固定设备的投资是十分巨大的，作为其经营主题的码头公司必须考虑企业的生存盈利问题，因此不可能无限制的投入机械设备。同时，集装箱码头即使规模再大，其堆场和泊位等资源也是有限的。因此，通过注重现有资源的挖掘，逐步提高资源的综合利用率，成为提升集装箱码头作业效率的根本途径。

面对集装箱码头的大型化和作业的复杂化﹑高效化，传统的基于人工经验的计划方式已经越来越难以提供一个合理优化的作业方案，因此对于集装箱码头作业效率起着关键作用的码头资源优化调度问题，越来越受到人们的重视，这对我国正在加速发展的集装箱码头行业有重大的意义，因此开展这方面的研究势在必行。

问题提出

在集装箱计划中最重要的目标就是保证岸边作业效率，减少船舶在港周转时间。进出口集装箱的生产作业流程是不同的，进口箱大批大港，提箱时间不可预测。出口箱由于随机到港，所以船方和港口需要根据箱子目的地和尺寸制定严格的堆存及船舶积载计划一确保船舶稳性，装船要求。

二﹑正文

根据阅读相关集装箱码头堆场问题的学术研究，我们发现针对出口箱的堆场堆存位置分配问题没有较深入的研究。本文将运用系统方法论研究该问题。

目的：通过充分利用堆场的存储空间，出口箱在堆场和码头前沿之间的高效运输与降低运输距离和倒箱操作量来提高出口箱的装船效率。

2. 问题描述和解决方法

问题描述

集装箱码头出口生产作业流程：

外部集卡→道口闸口→堆场→场桥→堆场（具体位置）→场桥→集卡→岸桥在船舶抵港前，船方会根据集装箱发往目的地分类编制粗略的配积载计划，提交给港口和航线经营人等相关部门企业，港口根据船方提供的积载计划和箱子信息制定详细具体的配记载计划。储存计划指定堆场具体位置的集装箱将要装载的船上的具体位置。制定计划时要满足船舶的稳性要求和减小岸桥和堆场设备的使用负荷。

我们知道出口箱被储存在堆场街区中（BLOCK），每个街区有20~30个场位（场贝位）组成，堆垛高度4~5层。每个场位一般安排并列的六列集装箱（如图一）。一般情况下出口箱在船舶离港前3~4天集港，为了提高装船效率集装箱需要被安排在最佳的位置。但是由于集装箱集港具有随机性，不能保证理想的出口箱的布局堆放。

一种有效的方法是根据集装箱的目的地和重量在装船前在堆场进行分组作业。此种作业需要一个堆场缓冲区域，留作集港集装箱临时堆放，同时需要更多的装卸搬运工作量，通常情况是在保证船舶装船的前提下利用设备空闲时间进行操作作业。港方在进行港口布局规划时，因为陆域面积的限制此种方法通常不能实现。

因此决定堆场中出口箱的合理堆放位置对于提高港口的生产率，降低船舶在港时间来说是至关重要的一个环节。

图一

解决方法

堆场堆放位置分配问题涉及每艘船舶出口箱的堆放场位空间问题和具体的堆放位置问题。以上问题通过以下两个阶段进行研究：

（1）场位分配：第一阶段决定出口集装箱的场位空间位置和每个场位数量以满足减少出口作业时集卡在堆场和岸桥之间的搬运时间和均衡每个场位的工作量。（2）具体堆放位置：第二阶段在第一阶段分配的场位中决定具体的堆放位置，目的是减少装船作业的倒箱操作。

以上问题构建模型如下。

3. 构建模型

出口箱场位分配

该问题运用混合整数规划模型（MIP）。场位和每个场位位置数量在计划期内决定。

假设条件如下：

（1）因为装卸系统的分配问题超出本课题研究范围，故假定出口箱生产作业过程中设计的设备数量充足。

（2）预计到港船舶泊位分配已知。

（3）假定集装箱尺寸为同一规格；场桥的工作量按照处理的集装箱数量计算；集装箱堆场堆放原则不同尺寸的集装箱堆放在不同街区；因此我们的研究方法不受集装箱的规格大小的直接影响，不同尺寸的箱子能被分离成独立的问题。

（4）堆场中进出口箱不堆放在同一街区。

（5）通常船舶航线挂靠几个港口，不同目的地的出口集装箱不堆放在同一场位。因为同组的集装箱会被装到船舶的相近位置，所以该原则能够减少倒箱操作。

4,5假设基于上海港的集装箱码头的真实情况。

符号定义

K—堆场堆放出口箱的街区总数 B—堆放出口箱的场位总数

A —计划期内应该被分配位置的船舶的集合 S

—计划期内将装船的船舶集

合

—以前计划期已经被分配的船舶集合 S—计划期内的所有船舶集合

S=S

A ∪S

∪S

i—场位i 1≤i≤B

j—船舶j k—街区k 1≤k≤K

i —场位i的堆存容量 b

—场位i占的集装箱街区数

量

j —船舶j 能够装载的最大集装箱贝位数量 D

—船舶j挂靠的港口数量 j

∈S

o—计划期场位i的集装箱初始数量 1≤i≤B

j —计划期内装往船舶j的集装箱到港堆场的预计数量 j∈S

j —船舶j已经分配的集装箱堆放场位集合；j∈S\S

表示来自S

不能分配

—场位i与船舶j的泊位之间的搬运运输距离决策变量

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