集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》范文
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》篇一一、引言集装箱码头作为全球物流网络的重要节点,其泊位、岸桥和集卡等设备的调度效率直接关系到整个物流系统的运行效率。
近年来,随着全球贸易的快速发展和港口吞吐量的持续增长,集装箱码头的调度问题愈发突出。
本文旨在研究集装箱码头泊位、岸桥和集卡调度优化问题,以提高码头的整体作业效率和降低物流成本。
二、研究背景及意义在全球化的背景下,集装箱码头作为连接海运和陆运的关键节点,其作业效率直接影响到整个物流网络的运行效率。
然而,由于船舶大型化、货物流量增加等因素的影响,集装箱码头的调度问题日益复杂。
泊位、岸桥和集卡的调度优化对于提高码头作业效率、降低物流成本、增强港口竞争力具有重要意义。
因此,对集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化进行研究,具有迫切的现实需求和重要的理论价值。
三、集装箱码头泊位调度优化研究泊位调度是集装箱码头作业的核心环节之一。
本研究通过建立数学模型,分析泊位分配、船舶靠泊顺序等问题,提出优化策略。
首先,根据船舶大小、预计作业时间等因素,合理分配泊位,确保作业的连续性和高效性。
其次,通过优化靠泊顺序,减少船舶在港停留时间,提高码头吞吐能力。
此外,还考虑了风、浪、潮等自然因素对泊位调度的影响,以提高调度的灵活性和适应性。
四、岸桥调度优化研究岸桥是集装箱码头装卸作业的关键设备。
本研究通过分析岸桥作业流程、装卸效率等因素,提出优化岸桥调度的策略。
首先,根据船舶类型、货物种类等因素,合理配置岸桥数量和位置,确保装卸作业的顺利进行。
其次,通过优化岸桥作业顺序和装卸策略,提高装卸效率,减少作业时间。
此外,还研究了岸桥的维护保养策略,以保障设备的正常运行和延长使用寿命。
五、集卡调度优化研究集卡是集装箱码头运输的重要工具。
本研究通过分析集卡运输路线、等待时间等因素,提出优化集卡调度的策略。
首先,根据货物种类、目的地等因素,合理规划集卡运输路线,减少运输距离和时间。
其次,通过优化集卡等待和装载策略,提高集卡的使用效率和作业效率。
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。
连续型泊位与岸桥配置的多目标问题求解
连续型泊位与岸桥配置的多目标问题求解汤齐;滑建辉【摘要】泊位和岸桥作为集装箱码头的紧缺资源,在港口实际运作中起着至关重要的作用,其能否高效率协调工作直接影响码头装卸作业效率和港口对外信誉. 针对集装箱码头连续型泊位和岸桥的协调调度以及如何缩短船舶在港中逗留的时间并减少港口岸桥总工作时间等问题,提出最小化各船舶在泊位中的装卸时间和最小化岸桥总工作时间的多目标函数的连续泊位和岸桥调度优化数学模型,采用多目标遗传算法对该优化模型进行求解,并通过数据实验验证了该模型的可行性和有效性.%As the scarce resource in container terminal, berth and shore bridge coordination scheduling quality directly af-fects the efficiency of terminal handling and port foreign credit.For container continuous berths and quay crane cooperative scheduling problem,shortening the time of stay in port in the ship, this paper put forward berth and quay crane scheduling optimization model in order to reduce the working of ships at berth quay handling time and total working time of the objec-tive function, moreover, proposing adaptive genetic algorithm to solve the mathematical model and to demonstrate the feasi-bility, effectiveness of the algorithm through the experimental data.【期刊名称】《天津大学学报(社会科学版)》【年(卷),期】2016(018)001【总页数】6页(P44-49)【关键词】连续型泊位;岸桥;多目标遗传算法;联合调度【作者】汤齐;滑建辉【作者单位】天津工业大学管理学院,天津300387;天津工业大学管理学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TP391;U691集装箱码头是国际物流运输的重要节点,连接国与国之间的贸易往来,通过合理的配置港口自身的资源,可以减少船舶到港排队时间和装卸货物的时间,提高自身的核心竞争力。
集装箱码头泊位与岸桥联合动态调度
泊位调度问题的基本假设包括 : ①每条船的计划作
1 泊位与岸桥联合调度问题 _ 3
业时间是己知的;②每条船必须且仅被服务 1 ; 次 ③每
个泊位在同一时间只能服务 1 艘船舶, 且不考虑作业中 的移泊 ; ④泊位必须满足船舶的物理约束 , 如满足水深、 岸线长度等要求。
船舶在港时I 、 司由船舶到港后的等待时间和装卸作
适合用于求 解该问题。泊 位、岸桥单独优化与联合优化效果的比较结果指出, 对系统进行联合优化, 有利于提高集装
箱码头运行效率。
关键词 :泊位 ;岸桥 ;联合调度 ;动态调度 ;遗传算法 中图分类号 :U1 9 2 6. 6 文献标志码 :A 文章编号 :17 ~7 8 (0 11 —0 0 —6 6 3 102 1)1 89
业的时间 2 部分组成 。 在泊位和岸桥调度过程中, 等待 时间与作业时间存在一定的相互制约现象。 泊位与岸桥 的联合调度就是指通过分配合理的泊位 , 选择恰当的靠
1 岸桥调度问题 . 2 岸桥调度是在既定的泊位分配方案下, 根据到港船
舶装卸作业量和离港时间等约束 , 为船舶分配若干岸桥 完成船舶的装卸任务。缩短岸桥闲置时间、最小化船舶 在港装卸作业时间是岸桥调度的主要优化目标 , 同时需 要满足一些现实约束 。
A s a tB s n h r n s t aoao dat losa tf t a ae Q )ceun , e ya c C b t c: ae r do te ur tt c l tna u cnt is o h q y r ( C s dl gt nmiQ c e a l ci n c a i rn r e u c n h i h d
泊顺序 , 进而配备相应的岸桥 , 并确定岸桥数量 , 将岸 桥与泊位看作一个协调作业的整体, 在等待时间和作业
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【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.【期刊名称】《物流技术》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P32-36,130)【关键词】集装箱码头;泊位;岸桥;集卡;协同调度;整数线性规划【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;U691.31 引言对集装箱码头来说,泊位、岸桥和集卡是三种重要的基础资源,泊位分配、岸桥配置和集卡调度对提高集装箱码头的运作效率至关重要。
泊位分配的目的是为了更好地利用有限的泊位资源,减少船舶在港产生的费用;岸桥是码头上比较昂贵的资源,岸桥调度指在满足岸桥位置约束的条件下合理配置岸桥的数量,以减少岸桥的闲置时间,提高岸桥的利用率;集卡运输集装箱在岸桥和堆场之间移动,集卡数量过多,会造成空间有限的堆场的拥堵,同时增加集卡的闲置率,降低集卡的作业效率,而集卡数量不足,会造成集装箱运输的延迟,从而降低了岸桥的作业效率。
这三种资源紧密相关、具有联动关系,每种资源的调度都会对其它资源的调度产生影响。
对港口来说,在原有硬件基础设施上,单独对其中某种资源进行调度优化,并不能实现所有资源的最优化利用,不能达到集装箱码头整体物流作业效率的最优化。
基于滚动策略的集装箱码头连续泊位与桥吊集成调度
摘
要: 针 对连 续泊位与桥 吊集成调度大规模求解 困难 的立
了最 小化船舶偏 离偏好 泊位 的成本 以及 延迟 靠泊、 延迟 离港 的惩罚成 本的基本 的 多 目标优化模 型 ; 然后 , 采用滚动调
度方法根据动 态抵泊 的船舶抵达顺序将调度 过程 分成连 续的调度 窗 口, 并设计 窗 1 2 的平移策略 、 当前窗 口对 下一 窗 口的参数更新方式 ; 对每 个窗 口内船舶进行调度优化 , 根据每 个窗 口内的优化 结果 , 更新 下一 个窗 口中数 学模 型的输
t h e mi n i mi z a t i o n o f t o t a l p e n a l t y c o s t s o f d e v i a t i o n t o p r e f e r r e d b e r t h i n g p o s i t i o n s ,b e t r h i n g d e l a y s a n d d e p a t r u r e d e l a y s .T h e n t h e s c h e d u l i n g p r o c e s s wa s d i v i d e d i n t o a s e i r e s o f c o n t i n u a l s c h e d u l i n g i n t e r v a l s a c c o r d i n g t o t h e d y n a mi c a r r i v l a s e q u e n c e s . Me nw a h i l e ,t h e mo v e me n t s t r a t e y g o f w i n d o ws a n d p a r a me t e r r e n e w s t r a t e y g we r e d e s i g n e d .T h e i n p u t p a r a me t e r s o f t h e mo d e l i n n e x t w i n d o w w e r e r e n e w e d a c c o r d i n g t o t h e o p t i ma l r e s u h s o f e a c h w i n d o w. T h e mo d e l f o r e a c h i n t e r v a l wa s s o l v e d b y c h o o s i n g a p p r o p i r a t e r o l l i n g wi n d o w nd a f r e e z i n g t h e q u nt a i t y o f v e s s e l s .T h e h o l i s t i c o p t i ma l s o l u t i o n wa s o b t a i n e d b y r o l l i n g a n d c o mb i n i n g t h e r e s u l t s o f e a c h wi n d o w. F i n a l l y ,a c a s e s t u d y i n d i c a t e d t h a t t h e r o l l i n g s c h e d u l e c a n s o l v e l a r g e — s c a l e s c h e d u l i n g p r o b l e ms .T h e e f f i c i e n c y o f t h e p r o p o s e d a p p r o a c h r e l a t e s t o t h e s i z e o f r o l l i n g w i n d o w,f r o z e n s h i p q u a n t i t y a n d
岸桥移动约束的连续泊位和岸桥集成调度
Co n t i n u o u s b e r t h a nd q ua y c r a n e i n t e g r a t e d s c h e d u l i ng
wi t h q u a y c r a n e t r a v e l i n g r e s t r i c t i o n
r e a l i z e r a t i o n a l d i s t r i b u t i o n o f q u a y c r a n e s i n q u a n t i t y t h r o u g h e x p a n d i n g t h e e x i s t i n g b e r t h a n d q u a y c r a n e
i n t e g r a t e d s c h e d u l i n g m o d e l s .T h e n ,b y a n o b j e c t i v e f u n c t i o n t h a t c a n m i n i m i z e t h e s h i p d e l a y c o s t a n d
t he q u a y c r a n e t r a v e l i n g c o s t ,t h e b e r t h a nd q u a y c r a n e i n t e g r a t e d s c he d ul i n g mi x e d i n t e g e r p r o g r a mmi n g
第3 4卷 第 4期
2 0 1 3年 1 2月 Leabharlann 上 海 海 事 大 学 学
报
Vo 1 . 3 4 No . 4 De c. 2 01 3
连续泊位调度与岸桥配置协同优化
桥交叉 等现 实约 束 , 设计 了启 发式算 法 , 照船 舶预 按 计到港 时 间逐 一 配置 。文献 [ 1 和文献 [ 2 均考 虑 1] 1]
了船舶 优先权 对 泊位 配 置 的影 响 , 都 是 针对 离 散 但
的泊位 调度 问题 。
调 度 与岸桥 配置 的协 同优 化 问题 。
关键词 : 通运输经济学 ; 续泊位调度 , 桥配置 , 交 连 岸 混合 整 数 规 划 , 发式 算 法 启 中 图分 类 号 : 6 . 2 U1 9 6 文 献标 志码 : A
C o d n tdOp i z t n o o t u u e t n u yC a eAl c t n o r iae t miai fC n i o sB rh a d Q a r n l a i o n o o
1 问题 建模
1 1 建 模 假 设 .
时的需 求 ; 和 r 分 别 为船 i 许 同时作业 岸桥 r 允 的最 大数 量 和 最 小 数 量 ; A ET 为 船 i预 计 到港 时
间; a为多 台岸 桥 同 时工 作 的干 扰 系 数 ; 为 泊位 偏
移 系数 ; 为 一个 充分 大 的正整数 。 M 对 于船 i ∈V , 策 变 量 定 义 为 : 船 i的 船 决 b为
为便于计 算 , 将泊 位 划 分 为每 1 一 个单 位 , 0m
时 间 划 分 为 每 1h一 个 单 位 , 成 以 泊 位 为 横 轴 、 构 时
间为纵 轴 的二 维 坐标 系 ( 图 1 。泊位 配置 即可 理 见 )
解 为 : 每个 船舶 找到 一个 空 闲区域 , 足船 舶长度 为 满
头 在泊 位坐 标轴 上 的实 际 停 靠位 置 ; B S 和 F 分 . B 别 为船 i 在港 开始 服务 和结束 服务 的时 间 ; b 为船 A i 移 最 佳 靠 泊 位 置 的距 离 , b — l 。对 于 偏 A 一b l b 船 i EV 的各 变 量 均 已知 。此外 , 有 三 个 二 元 决 还
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》范文
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》篇一一、引言在现今的全球化经济体系中,集装箱运输已经成为贸易往来和国际物流的重要组成部分。
一个高效且运作流畅的集装箱码头不仅影响港口的运营效率,而且影响整个供应链的效率。
其中,泊位、岸桥和集卡是集装箱码头运作的关键环节。
本文旨在研究并优化这些环节的调度问题,以提高码头的整体运作效率。
二、集装箱码头泊位调度优化泊位调度是集装箱码头运作的基础,它直接影响到船舶的停靠时间、装卸效率以及后续的物流环节。
优化泊位调度的关键在于合理安排船舶的停靠位置和停靠时间,以最大限度地减少船舶等待时间和提高装卸效率。
对于泊位调度的优化,我们提出了一种基于实时数据和预测数据的调度算法。
该算法可以根据船舶的大小、预计的装卸时间、码头的实时运作情况等因素,动态地分配泊位。
同时,我们还可以利用大数据和人工智能技术,对历史数据进行深度分析,以预测未来一段时间内的船舶到达情况和码头运作情况,从而提前进行泊位的优化调度。
三、岸桥调度优化岸桥是连接船舶和码头的关键设备,其调度效率直接影响码头的整体效率。
在优化岸桥调度的过程中,我们首先要确定每台岸桥的装卸能力,并根据船舶的装卸需求和岸桥的可用性,合理地分配装卸任务。
此外,我们还可以利用智能化的调度系统,对岸桥进行动态调度。
该系统可以根据实时的装卸进度、船舶的离港时间、岸桥的维护情况等因素,自动调整岸桥的调度计划,以确保装卸任务的及时完成。
四、集卡调度优化集卡是连接码头和堆场的桥梁,其调度效率直接影响到码头的物流效率和堆场的存储效率。
优化集卡调度的关键在于合理安排集卡的运输路线和运输时间,以减少空驶率、提高装卸效率。
我们可以通过建立集卡调度模型,根据实时的货物信息、堆场的情况、集卡的数量和位置等因素,制定出最优的运输路线和运输时间。
同时,我们还可以利用物联网技术和智能调度系统,对集卡的运行情况进行实时监控和调度,以确保集卡的高效运行。
五、综合优化策略在实际的码头运作中,泊位、岸桥和集卡的调度是相互关联、相互影响的。
集装箱码头泊位与装卸桥在应急情况下的联合调度研究
装 卸桥 , 将 有 限的装 卸桥 资 源在船 舶 装卸 任务 间进 行 动 态分 配和 排 序 , 构建 了整 数 规 划模 型 , 以提
高泊位资源和装卸桥资源的利用率, 从而最大限度地减少船舶的在港时间, 并对所建模型设计 了基
● 军事 物流
Mi l i t a r y L o g i s t i c s
集 装 箱 码 头泊 位 与装 卸桥 在 应 急 情 况 下 的联 合调 度研 究
钱 继锋 , 许 爱芬 , 路 学成
( 1 . 军 事 交通 学院 军 事物 流 系 , 天津 3 0 0 1 6 1 ; 2 . 北京 交通 大 学 交通 运输 学院 , 北京 1 0 0 0 4 4 ) 摘 要 : 船 舶在 集装 箱码 头 的装 卸作 业 时 间是 影 响港 口竞争力 的 重要 因素 , 为缩 短计 划期 内集 装箱 船 舶在 港 口停 留时间 , 以船舶 在港 时 间和 泊位 空闲 时间最 小为 目标 , 建 立 了泊位 与装 卸桥联 合 调度
Ab s t r a c t : T h e t i me o f s h i p l o a d i n g a n d u n l o a d i n g o p e r a t i o n s i n c o n t a i n e r t e r mi n a l i s a n i mp o t r a n t f a c t o r a f f e c t i n g t h e c o n—
Un i t e d S c h e d u l e R e s e a r c h o f B e r t h a n d Qu a y
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》范文
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》篇一一、引言在现今的全球化经济体系中,集装箱运输已经成为世界货物流通的关键组成部分。
随着集装箱吞吐量的日益增加,如何实现码头泊位、岸桥及集卡的高效调度,成为了港口物流领域研究的热点问题。
本文将针对集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化进行研究,旨在提高码头的作业效率和服务质量。
二、研究背景集装箱码头的作业效率直接影响到港口的吞吐能力及物流成本。
在码头作业中,泊位分配、岸桥操作及集卡调度是三个关键环节。
这三个环节的协同作业对于提高码头整体作业效率具有重要意义。
然而,在实际操作中,由于各种因素的影响,如船舶到港时间的不确定性、岸桥和集卡资源的有限性等,往往导致作业效率低下,甚至出现拥堵现象。
因此,对集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度进行优化研究具有重要的现实意义。
三、研究内容1. 泊位分配优化泊位分配是码头作业的第一步,合理的泊位分配能够为后续的岸桥操作和集卡调度提供良好的基础。
本研究将通过建立数学模型,考虑船舶到港时间、船舶大小、预计作业时间等因素,优化泊位分配策略,以实现码头的空间和时间资源的最大化利用。
2. 岸桥操作优化岸桥是码头装卸作业的关键设备,其操作效率直接影响到整个码头的作业效率。
本研究将通过对岸桥操作流程进行详细分析,找出影响操作效率的瓶颈环节,并提出相应的优化措施。
同时,将利用现代信息技术,如物联网、大数据等,实现岸桥操作的智能化和自动化,提高操作效率。
3. 集卡调度优化集卡是码头内部运输的关键工具,其调度效率直接影响到码头的物流效率。
本研究将通过建立集卡调度模型,考虑集卡的数量、行驶路径、装卸点等因素,优化集卡调度策略,以实现码头内部物流的高效运输。
同时,将利用现代物流技术,如路径规划算法、智能调度系统等,提高集卡调度的智能化水平。
四、研究方法本研究将采用定性和定量相结合的研究方法。
首先,通过文献综述和实地调研,了解集装箱码头泊位—岸桥—集卡作业的现状和存在的问题。
泊位-岸桥多目标联合调度
Ke y w o r d s : b e r t h a l l o c a t i o n a n d q u a y c r a n e a s s i g n m e n t ; c o n t a i n e r t e mi r n a l ; m u h i — o b j e c t i v e m i x e d — i n t e g e r n o n —
摘
要: 泊位一岸桥分配直接 影响着港 口船舶 的进港靠 } 白 时 间和作业 效率. 为制定 合理 的集装箱 码头泊位一岸 桥分 配计
划, 建立 了以最小化船舶在港 时间和码头运营成本 的多 目标 } 昆合整数 非线性规划模 型 , 并用 G u r o b i 软件进 行求解 , 计算 结
果表 明 , 用多 目标优化求解 比用 单 目标优化求解更符合码头实 际运 营情况 . 关键词 : 泊位一岸桥分配 ; 集装箱码头 ;多 目标混合整数非线性规划模 型 ; 多 目标优化
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3— 4 8 0 7 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 1 3
Байду номын сангаас
泊 位一 岸 桥 多 目标 联 合 调 度
乐美龙 , 于 航 , 黄 薇
( 上 海 海 事 大 学 物 流 研 究 中心 , 上海 2 0 1 3 0 6 )
第2 7卷 第 3期 江 苏科技 大 学学 报 ( 自然科 学版 ) V o 1 . 2 7 N 。 . 3 2 0 1 3年 6月 J o u r n a l o f J i a n g s u U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o 1 o g y( N a t u m 1 S c i e n c e E d i t i 0 n ) J u n . 2 0 1 3
集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○高校讲坛○
科技信息
集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度
余刘海 庞洪静 (上海海事大学 物流工程学院,中国 上海 201306)
【摘 要】为提高集装箱码头运作效率,在计划周期内,将有限的泊位和岸桥资源合理的分配给船舶,并在船舶上的装卸任务间进行动态调 度,提出了基于任务的连续泊位与岸桥协调调度的模型,通过遗传算法对该模型进行求解。 本文通过实例,验证了该模型和算法的有效性。
隔。 船 i 的 相 关 属 性 :bi0 是 船 i 的 最 优 靠 泊 位 置 ;Ci 是 船 i 到 港 时 间 ;
r max i
和
r min i
分别是船
i
允许同时作业的岸桥数量的最大值和最小值 ;min
是船 i 上任务 n 的装卸台时;Li 是船 i 的长度。 决策变量定义:bi 是船 i
在泊位坐标轴上的实际停靠位置;△bi 是船 i 偏移 最 佳 靠 泊 位 置 的 距 离,△bi=|bi- bi0|;ri 是实际分配给船舶 i 的岸桥的数量;lin 船 i 上任务 n
【关键词】泊位分配;岸桥调度;联合调度;遗传算法
0 引言
泊位调度和岸桥调度常作为码头运作的两个独立的环节,当集装 箱码头处于繁忙状态时,船舶按照最优的靠泊计划靠泊后,存在岸桥 不能立即服务,需要在泊位进一步等待岸桥的情况,浪费了宝贵的时 间。国内外对港口泊位分配的优化研究和岸桥调度的优化研究已取得 重要进展,但研究只局限于泊位与岸桥的单独调度。 协调调度优化不 仅同时解决了集装箱码头作业优化的两个核心子问题,同时由于泊位 分配和岸桥调度互相影响,协调优化相比单独研究强调了系统优化的 统一性和协调性 ,大大增强了优化效果 。 因此,为计划周期内的到港船 舶分配泊位和岸桥以及岸桥在装卸任务间的调度时,应将泊位资源和 岸桥资源联系起来,统筹协调。 对于连续泊位下为船舶配置泊位和将 特定的岸桥在任务间调度的研究,是缩短船舶在港时间、提高港口经 济效益的关键,具有重要的意义。
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》范文
《集装箱码头泊位—岸桥—集卡调度优化研究》篇一一、引言集装箱码头作为全球物流网络的重要节点,其泊位、岸桥和集卡等设备的调度效率直接关系到整个物流系统的运行效率。
随着全球贸易的日益增长,如何优化集装箱码头的调度系统,提高装卸效率,减少物流成本,已成为业界和学术界关注的热点问题。
本文旨在研究集装箱码头泊位、岸桥及集卡调度优化问题,通过理论分析和实证研究相结合的方法,提出一种更为高效的调度优化方案。
二、集装箱码头调度现状分析集装箱码头的调度系统主要由泊位分配、岸桥调度和集卡调度三部分组成。
当前,大多数码头的调度仍采用人工调度和半自动化调度相结合的方式,存在着一定的问题和挑战。
首先,泊位分配不够合理,可能导致船舶等待时间过长或泊位利用不均衡;其次,岸桥的装卸效率受多种因素影响,如设备性能、人员操作等;最后,集卡的调度效率直接影响着整个码头的物流效率。
三、泊位分配优化研究针对泊位分配问题,本文提出一种基于智能算法的优化方案。
首先,建立泊位分配的数学模型,考虑船舶大小、预计停留时间、码头作业量等因素;然后,采用遗传算法或模拟退火算法等智能算法进行求解,以实现泊位的合理分配。
通过仿真实验,证明该方案能有效提高船舶的泊位效率和减少船舶等待时间。
四、岸桥调度优化研究岸桥作为集装箱码头装卸的核心设备,其调度效率直接影响到整个码头的作业效率。
本文提出一种基于设备状态监测和人员操作的岸桥调度优化方案。
首先,通过引入传感器技术对岸桥设备进行实时监测,掌握设备性能和状态;其次,结合人员操作经验和智能算法,制定合理的装卸顺序和作业计划;最后,通过实时调整和优化,提高岸桥的装卸效率。
五、集卡调度优化研究集卡作为连接码头和岸桥的重要工具,其调度效率直接影响到整个码头的物流效率。
本文提出一种基于物流信息平台的集卡调度优化方案。
首先,建立物流信息平台,实现码头、岸桥、集卡等信息的实时共享;其次,通过智能算法对集卡的任务进行合理分配和调整,以实现集卡的高效调度;最后,通过实时监控和评估,不断优化集卡的调度方案。
考虑潮汐影响的连续泊位和岸桥集成调度
0 引 言
在 集 装 箱 码 头 中 ,泊 位 分 配 、岸 桥 分 配 和 岸 桥 调 度直接影响码头的 作 业 效 率 和 船 舶 的 在 港 时 间,它 们之间的集成调度 是 港 口 调 度 的 核 心 问 题 之 一;随 着 船 舶 的 大 型 化 ,在 水 深 条 件 受 限 的 港 口 中 ,潮 汐 对 泊位和岸桥集成调度的影响越来越明显.
关 键 词 :潮 汐 影 响 ;连 续 泊 位 分 配 ;岸 桥 分 配 ;岸 桥 调 度 ;集 成 调 度 中 图 分 类 号 :U691.3 文 献 标 识 码 :A
Integratedcontinuousberthallocationandquaycraneschedulingunder tidalinfluenceatcontainerterminal
收稿日期:2017G05G08;修订日期:2017G07G27.Received08 May2017;accepted27July2017. 基金项 目:国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (71473024).Foundationitem:ProjectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundation,China
国内外学者对集装箱码头的泊位和岸桥集成调
度问题进行了较为 深 入 的 研 究,按 集 成 调 度 的 内 容 可分为以下几类:第 一 类 为 泊 位 分 配 和 岸 桥 分 配 问 题(Berth AllocationProblemGQuayCraneAssignG mentProblem,BAPGQCAP),第 二 类 为 岸 桥 分 配 和 岸 桥 调 度 的 集 成 (Quay Crane AssignmentProbG lemGQuay CraneScheduling Problem,QCAPGQCG SP),第三 类 为 泊 位 分 配 和 岸 桥 调 度 的 集 成 (Berth AllocationProblemGQuay CraneScheduling ProbG
连续泊位下泊位分配与岸桥动态调度的联合优化
Fmin =
/ 8a / Dw
i i t = mfi
it
+ bi Coni Bli + C^ Nci - MqihB
4)目标函数。
(1)
并有最大满足岸桥数量为该船舶服务,是最早的 离港时间,但实际靠泊情况会有靠泊位置和岸桥 数量的影响,会导致离港时间的延迟,故此处以αi 表示各船舶待作业任务延迟完工的惩罚系数,船 舶延迟离港的惩罚系数越大,则表示该船舶待作 业任务拥有较高的操作优先权,
优靠泊位置,不仅考虑了泊位空间的可用性,同 时考虑了岸桥对装卸作业时间的影响。引入岸桥 在装卸过程中可在船舶间移动装卸的动态调度, 克服了单独调度的局限性,有效减少船舶在港时 间,并能更好地降低岸桥闲置,提高岸桥装卸利 用率。靠泊与装卸过程见图2。
第4期间以及避免船舶延迟离港的处罚费用,Birger[11]
Legato[8-9]等。Ak [10]引入禁忌搜索法求得最小留港
考虑了靠泊位置与操作时间并且加入了船舶优先 级和滚动时间窗,最小化因船舶停靠位置偏离最 佳停靠位的处罚,以及最小化船舶因增加岸桥移 动而导致的罚金。乐美龙[12]用Memetic算法求解连
Coordinated optimization of continuous berth allocation and quay crane dynamic scheduling
( Logistics Research Center, Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China ) PENG Li-jiao, HAN Xiao-long
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a)离散型
考虑服务公平性的连续泊位-岸桥集成分配
考虑服务公平性的连续泊位-岸桥集成分配郝杨杨;李军军;黄有方【摘要】泊位和岸桥是集装箱码头非常最要的资源,合理的分派与调度可以有效地提高作业效率.目前泊位和岸桥的集成调度模型中大多以最小化船舶在港总时间或最小惩罚成本为目标函数,忽略了码头对船舶服务的公平性.为此,通过扩展现有的连续泊位分配模型,兼顾船舶惩罚成本及船舶等待与岸桥分配的公平性,建立多目标的连续泊位分配模型.设计一个三阶式邻域搜索算法,该启发式算法包括邻域搜索安排船序列、停泊位置搜索和分配调整岸桥3个阶段.实验结果显示,不同的邻域策略取得的最优解不同,通过设置最优的邻域策略可以获取最优的目标函数值.实验表明,该模型与算法可以在接受的时间内取得最优解,相关成果可以为码头对船舶服务的公平性研究提供理论依据.【期刊名称】《华中师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(050)006【总页数】7页(P860-866)【关键词】集装箱码头;连续泊位;泊位-岸桥;公平性;邻域搜索【作者】郝杨杨;李军军;黄有方【作者单位】上海海事大学物流研究中心,上海201306;上海海事大学商船学院,上海201306;上海海事大学物流研究中心,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TP18作为集装箱码头最重要的资源,泊位和岸桥的合理调度可以有效提高作业效率.实际作业中出于岸桥数量和岸桥成本限制,码头需要在最大限度的岸桥数量和有限泊位岸线下,进行集成资源优化配置来提高运行效率[1-2].在泊位和岸桥的集成分配问题中,目标函数通常是船舶总在港时间最小、总成本最小或是总等待时间最小.如Imai等[3-4]考虑到船舶服务的优先级,建立了以船舶最小化在港时间为目标的优化模型,提出通过遗传算法求解泊位分配问题.Frank Meisel等[5]采用岸桥的装卸效率代表船舶的处理时间,研究了泊位和岸桥的联合分配问题.梁承姬等[6]将船舶处理时间用岸桥装卸的速度来表示,研究了泊位和岸桥整合分配问题.乐美龙等[7]研究了基于泊位偏好与服务优先级的泊位和岸桥分配问题.将离散泊位连续化可以最大限度的提高泊位利用率,Kim等[8]构建MIP模型研究连续泊位分配问题,并用模拟退火算法和LINDO进行求解.韩晓龙等[9]建立了泊位分配的混合整数规划模型以及桥吊调度的混合整数规划模型,讨论了连续泊位和岸桥的协同分配问题.以上研究主要是从码头利益的角度考虑问题,最小化船舶在港总时间,提高码头资源利用率,却忽略了码头对船舶服务的公平性.船舶服务的公平性最初体现在船舶的等待时间和停泊顺序上,采用先到先服务(FCFS)的分配策略是最常见的研究领域.童珊[11]考虑到实际操作中码头装卸效率同时影响着船舶在港时间和船舶的优先权,建立了船舶优先权的动态连续泊位分配模型.勾岩[12]研究港口服务的公平与效率,建立以船舶在港总时间和船舶等待时间方差最小为目标的双目标优化模型,并采用基于启发式算法的多目标遗传算法NSGA-II对模型进行求解,实现了公平与效率的统一.以上研究虽然通过对船舶延迟到达、延迟离港、偏离偏好泊位等情况的惩罚成本的分析,然而船舶服务的公平性中将等待靠泊作业的公平性和等待完成作业离开的公平、岸桥分配数量的公平等作为评估标准的研究却很少.本文通过扩展现有的连续泊位分配模型,考虑等待的公平性与岸桥分配的公平性,建立多目标的连续泊位分配模型.为验证公平性对船舶靠泊计划的影响,设计一个三阶式邻域搜索算法,该启发式算法包括邻域搜索安排船序列、停泊位置搜索和分配调整岸桥三个阶段.通过邻域生成策略和公平性的成本函数相结合来设计实验方案,检验算法的有效性,分析等待时间对公平性的影响.通常船舶抵港后,码头调度员将根据相关信息和调度策略将泊位和岸桥分配给船舶.泊位-岸桥的优化分配是指通过分配适当的泊位、选择合适的靠泊顺序并配备合理的岸桥数量,使船舶在港时间较短,以提高船舶的利用率和客户的满意度,并降低码头的运营成本.对船公司而言,希望到港的船舶被分配到理想的偏好泊位、排队等待靠泊的时间最小且处理时间延误最小;对码头管理人员而言,希望计划周期内保持码头的集装箱吞吐量能最大.当船舶靠泊时,占用泊位的长度取决于其船长,占用泊位的时间取决于岸桥装卸处理的时间.本文考虑的连续泊位-岸桥分配问题,只要船舶满足靠泊的岸线长度,船舶便可沿岸线靠泊,多只船可以同时靠泊接受服务.本文通过对预期到达时间和装卸服务需求量这两个因素核算排序,综合衡量船舶接受港口服务过程的公平性,包括顺序公平、基于服务时间公平和资源配置公平.本文考虑船舶偏好泊位的影响以及船舶到港、离港延迟惩罚的约束,并结合船舶接受服务的公平性,建立的连续泊位和岸桥的集成分配模型将基于以下合理假设:1) 每条船必须被服务且被服务一次,即不考虑移泊作业;2) 船舶到港时间不能早于预计到达时间,只能等待靠泊,不能提前到港;3) 处理时间取决于所在泊位、码头的岸桥数量,与船舶的距离、集装箱运输以及其他因素等无关;4) 泊位资源视为连续线性的,被划分为尽可能多且相等的微小停泊单元,多只船舶可以同时停靠;5) 每条船舶设有同时作业的最大岸桥数和最小岸桥数,当可用岸桥数量不小于最小岸桥数时才能开始作业,并且不能大于最大岸桥数;6) 分散的闲置岸桥不能横跨工作,岸桥只能在岸线固定的位置为靠泊的船进行装卸;7) 每条船都有一个最优停靠偏好位置,偏离偏好泊位会增加在港时长;8) 假定泊位计划在零时刻开始,船舶只有到港后才能进行靠泊作业,正常情况下靠泊后即可开展装卸作业.此外,船舶靠港作业过程中的靠泊时间和离泊时间对于不同船型差异不大,且相对整个在港时间很小,在此忽略不计.本模型的相关概念和符号如表1.连续泊位岸桥集成分配模型为1)惩罚成本f泊位与岸桥集成调度的优化目标包含两方面:一是泊位的优化,即停靠泊位应该尽可能的靠近偏好泊位,以减少集装箱从岸桥到后方堆场的移动时间,提高岸桥作业效率,降低作业;二是服务时间的优化,即船舶入港后应尽快靠泊作业,靠泊后尽可能在船公司规定的时间内作业完毕并按时离港.针对这两个目标建立了最小化总惩罚成本的多目标模型,旨在减少靠泊惩罚成本、靠泊等待时间、延迟离港时间.目标函数通过(2)~(5)定义;而约束函数通过式(6)~(30)定义.Minimizes.t :,∀v,ρ<β,,∀v,τ<γ,∀v,ρ≥2,ρ≤sps-bv:2)公平措施假设船舶是按预期到达时间进行分类,所有船舶从1到svs,则v.船舶v的服务时间是由ψv=Cv-Tv,v∈sv计算取得.根据船舶抵港的顺序,可以讨论基本的顺序公平性.在港口服务系统中船舶接受处理的顺序由π所界定.根据EAT 和 EDT分别对船舶进行πa和πd两种时间的排序,以上两种时间序列可以讨论两种标准化延迟公平性,即迟于EAT与迟于EDT.根据QC分配数量以及泊位是否为偏好泊位,讨论资源配置的公平性,包括4种类型,具体分类见表2.最后,综合讨论以上公平性.邻域搜索算法的基本思想是在搜索过程中系统地改变邻域结构集来拓展搜索范围,获得局部最优解,然后在基于此局部最优解重新系统地改变邻域结构集拓展搜索范围找到另一个局部最优解的过程.由于邻域搜索算法具有实用性、有效性、时效性及鲁棒性的属性特点,且可以在可容忍的时间内求解NP-Hard问题,因此本文将采用邻域搜索算法求解,实现局部范围内的集成分配优化.该算法具体分为3个阶段(表3):邻域搜索进行排序,生成靠泊位置,调整位置和分配岸桥.本文不考虑水深的影响,以宁波北仑港第二大港作为参考的生成测试数据集,根据以下条件随机产生100艘船的算例数据.1)码头的长度是1 200 m,分为120段的单位段10 m.因此,sps=120;2)岸边总计有16个岸桥;3)预计到达时间 EAT (ev)是均匀分布在一个星期内,即168 h.计划周期设置为180 h,分为180段的时间单位.因此,sts=180;4)船舶的长度(bv)由生成;5)预期离港时间EDT(dv)由U(ev+10,ev+15)生成;6)偏好泊位(sv)由产生;7)偏离偏好泊位的单位惩罚成本,推迟靠泊的单位惩罚成本和延迟离港的单位惩罚成本分别设为1,2和10;8)分配给船舶的最少岸桥数(lv)设为1;分配的最多岸桥数(uv)设为「bv/80.最优数量设为0.3uv.实验1:根据邻域搜素算法将上述数据代入模型进行运算.参数设置中迭代次数和邻域调整次数:;公平性措施权数值和;目标函数惩罚成本和公平的权重:;采用插入与交换混合的方式生成邻域结构;每个位置产生邻域的概率遵循;相邻两船位置采用绝对与相对定位混合的策略;调整岸桥数量的概率:;调整偏好泊位的概率:;最大回退代数为200.实验1显示(图1),随着迭代次数的不断增加,目标值不断优化.当迭代至1747次时,目标函数值降到最低为0.279,随后迭代至3 000过程中,目标函数值始终收敛于0.279.实验2在实验1的基础上,保持其他参数设置不变,修改邻域调整次数md ,取值从1、5、10直至100.实验2显示(图2),随着邻域调整次数md在[1,100]范围内呈整数倍不断增加,目标函数值整体呈现不断递减的趋势.当邻域调整次数为1时,目标函数值最大为0.35;随着邻域调整次数的增加,目标函数值不断减小,最终减少至0.272.实验3在实验1的基础上,保持其他参数设置不变,修改邻域结构生成方式为插入方式和交换方式,比较插入方式与交换方式取得的目标函数值.实验3显示(图3),插入策略收敛较快,在355次迭代后目标函数值收敛于0.277;而交换策略在迭代1 087次后目标函数值收敛于0.273,可以取得更好的最优解.实验4在实验1的基础上,保持其他参数设置不变,修改相邻两船位置的定位方式为绝对定位和相对定位方式,比较绝对定位与相对定位取得的目标函数值.实验4显示(图4),相对定位取得的最优解明显好于绝对定位方式,绝对定位方式的最优解为0.297,而相对定位的最优解为0.279.实验5在实验1的基础上,保持其他参数设置不变,修改产生邻域的范围,取值从5、10、15至100,分为普通分布和正态分布.实验5显示(图5),在选用范围为10的普通分布情况下,可以取到最优的目标函数值0.271.实验6在实验1的基础上,保持其他参数设置不变,根据上述实验选择较好的参数设置,修改邻域调整次数md为100,调整邻域结构生成方式为交换方式,修改相邻两船位置的定位方式为相对定位方式,修改普通分布产生邻域的范围为10. 实验6显示(图6),当选用较好的参数时,算法在93次迭代之后迅速收敛至最优解0.237,收敛速度与最优解都较实验1有明显改进.本文给出了基于服务公平性的连续泊位-岸桥集成分配模型,通过扩展现有的连续泊位分配模型,考虑船舶惩罚成本、船舶等待公平性与岸桥分配的公平性,建立了多目标的分配模型,并设计了三阶段的邻域搜索算法.实验结果显示,不同的邻域策略取得的最优解不同,通过优化邻域策略可以获取更优的目标函数值.实验表明,该模型与算法可以在接受的时间内取得最优解,相关成果可以为码头对船舶服务的公平性研究提供理论依据.此外,本文还存在一些不足,如惩罚系数设置的合理性、权重分配的合理性等需要进一步研究.通过细致分析客户对公平性满意度的影响,调整各个公平性的权重值,探讨公平性的权重体系设计对整个船舶靠泊服务公平性的影响是本文以后继续研究的方向.。
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第9 期
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集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度
余刘 海 庞 洪 静 ( 上海海事大学 物流工程学院, 中国 上海 2 0 1 3 0 6 )
【 摘 要】 为提 高集装箱码头运作效 率, 在计划周期 内, 将有限的泊位 和岸桥 资源合理的分配给船 舶, 并在船舶上的装卸任务间进行动 态调 度, 提 出了基 于任务的连续泊位与岸桥协调调度的模型 , 通过遗传算法对该模 型进行求解。本文通过 实 例, 验证 了该模型和算法的有效性。 【 关键词 】 泊住分配 ; 岸桥 调度 ; 联合调度 ; 遗传算法