考虑最短距离作业的港口拖轮作业调度优化

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第４６卷
第５期
西
南
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ．６Ｎｏ５１４．Ｏｃ．２ｔ０１１
２１０１年ｌ０月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＴＯＵＨＷＥＴＪＡＯＯＮＧＵＶＥＲＩＹＳＩＴＮＩＳＴ
文章编号：２８２２（０１０－８５００５－７４２１）５０７－７
８６７
西南交通大学学报
．
第４６卷
ｖｒｆｅｈｆｅｔｖｎｓｆｔｎｍｕｏｅａｉｎｄｉｔｎｅｒｌ（ｕｂａｓｅｉｓｔｅｅｆｃｉｅｅｓｏｈｅｍｉｉｍｐｒｔｏｓａｃｕｅｆｒｔｇｏｔｉ）Ｋｅｗｏｄｙｒｓ：ｔｇｏｔｐｅａｉｎｃｅｕｉｇ；ｍｉｉｕｂａｏｒｔｏｓｈｄｌｎｎｍｕｍｄｓａｃｉｔｎｅ；ｍｕｔｏｅｓｒａｋｌｉｃｓｏｔｓｓ；ｐｒ
ｆｃｏｎｅｕｅｔｉｉｇｔｍｅｏｅｓｌａｔｒａｄｒｄｃｈｅｗａｔｎｉｆｖｓｅｓ，ｔｅｍｕｐｏｅｓｒｔｓｓｓｈｄｌｎｈｏｙｗａｐｌｅｏｈｈｉｒｃｓｏａｋｃｅｕｉｇｔｅｒｓａｐｉｄｔ
ｓｒｔｇｌｏｉｈ；ｏｔｍｉａｉｎｔａｅｙａｇｒｔｍｐｉｚｔｏ
船舶进出港口时通常需要拖轮辅助完成靠泊、离泊和移泊等作业任务．作为港口服务系统中的一
特点是同一个任务需要一个以上的处理器时作业．据处理器的不同类型，处理器任务凋度问根多
题主要分为并行处理器和专用处理器两种
个蕾要组成部分，大量的船舶进出港口时，轮当拖作、度服务将直接影响船舶能否及时进、调出港口
以及在港停留时间．港口的拖轮类型和数量是有限的，并且在拖轮
ａａｙｅｔｅｕｂａｏｅａｉｎｃｅｕｉｇｐｏｌｍａｃｒｉｇｔｔｅｈｒｃｅｓｉｓｆｔｅｕｂａｎｌｚｈｔｇｏｔｐｒｔｓｈｄｌｒｂｅｏｎｃｏｄｎｏｈｃａａｔｒｔｏｈｔｇｏｔｉｃ
ＬＩＺｈｘｏｇ，，Ｕｉｉｎ
（．ｏｅｅｏｃｉｅｙａｄＡｔａｏ，Ｗｕａｎｅｓｙｏｃｅｃｎｅｈｏｇ，Ｗｕａ３０１ｈｎ；１ＣｌｇｆＭａｈｒｎｕｏｔｎｌｎｍｉｈｎＵｉｒｉｆＳｉｅａｄＴｃｎｌｙｖｔｎｏｈｎ４０８，Ｃｉａ
收稿日期：００１－６２１－２２
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０００７；７８１４）中国博士后科学基金资助项目（０９５７９；２０００６）４湖北省教育厅科研基金资助项目（２ｌｌＱＯＯ５）１１作者简介：刘志雄（９５一）男，１７，副教授，博士，研究方向为生产调度优化、系统仿真与优化等， — ａｌｌ＿ｒｄ１６ｃｍＥｍｉｚｂａ＠２．ｏ：ｘ
类型Ｊ．专用处理器类型问题中的处理器集合ｎ以进ｆ
一
步细分为固定集合和动态集合两种类型，固定集
作业过程中，拖轮与船舶的配比关系也并非一对一
合中一个任务需要处理器集合中的所有处理器州时工作；而动态集合中，理器集合包含多个处处
配的编、解码方法，并设计了三点交叉互换的重组算子和个体基因交叉互换的变异算子．例结果表明：算用演化策略算法的优化结果优于仿真结果和粒子群算法的计算结果．用实数编码时，采通过优化算法得到的最大完工时间最小值为３６ｍｎ比仿真结果减少了１７ｍｎ而采用整数编码时，大完工时间最小值为３９ｍｉ，５ｉ，１ｉ；最６ｎ比仿真结果减少了１４ｍｎ验证了最短距离作业原则的有效性．０ｉ．关键词：拖轮作业调度；最短距离；多处理器任务；演化策略算法；化优
的关系，而是根据船舶吨位或长度配备拖轮的类型和数量．例如，些船舶较小，有只需要一艘小马力拖轮就町以完成靠、离泊作业，而对于一些较大型船
Ａｂｔａｔｎｏｄｒｔｅｓｎｂｙｓｈｄｌｕｂａｐｒｔｎｅｆｃｉｅｙｉｒｖｕｂａｔｉｔｎｓｒｃ：Ｉｒｅｏｒａｏａｌｃｅｕｅｔｇｏｔｏｅａｉ，ｆｔｌｍｐｏｅｔｇｏｔｕｉｚｉｏｅｖｌａｏ
２ｏｔｃｒｅｅｒｈＣｎｅ，ｉｊｏｔ（ｒｕ）Ｃ．Ｌｄ，ｉｎｎ３０６，ｈａ．Ｅｇｎｅｎｅｅｃ．ＰｓｏｔａＲｓａｃｅｔＴａｉＰｒＧｏｐｄｏｌｒｎｎｏｔ．Ｔａｊ０４１Ｃｉ；３ｎｉｅｒｇＲｓａｈｉｎｉｒＣｎｅｏＴａｓｏａｉａｔＭｉｓｆｄｃｔｎ，ｈｎＵｉｅｉｆｅｈｏｇ，ｈｎ４０６，ｈｎ）ｅｔｒｆｒｎｐｒｔｎＳｆｙ（ｎｔｏＥｕａｉ）ＷｕａｎｖｒｔｏｃｎｌｔｏｅｉｒｙｏｓｙＴｏＷｕａ３０３Ｃｉｙａ
摘
要：了合理调度拖轮作业，为有效提高拖轮的利用率，减少船舶等待时间，针对拖轮作业特点，用多处理器
任务调度理论分析了拖轮作业调度问题．在考虑拖轮最短距离作业的前提下，以最小化最大完工时间为优化目
标建立了拖轮作业调度模型．采用演化策略算法对拖轮作业调度问题进行优化，提出了一种基于轮盘赌概率分
ｏｒｔｏｐｅａｉｎ．Ｃｏｉｅｎｔｅｍｉｉｍｐｒｔｎｄｓａｃｏｈｔｂａｓ，ａｐｉｚｔｏｍｏｅｓｎｓｄｒｇｈｎｍｕｏｅａｉｉｔｎｅｆｔｅｕｇｏｔｉｏｎｏｔｍｉａｉｎｄｌｗａｂｉｔｔｎｍｉｅｔｘｍｕｍａｅｐｎｏｌｓｉｓｕｌｏｍｉｉｚｈｅｍａｉｍｋｓａｆａｌｈｐ．Ｔｈｖｌｉｎｒｔａｅｙａｇｒｔｗａｐｌｄｅｅｏｕｔａｙｓｒｔｇｏｈｍｓａｐｉｏｌｉｅｔｐｉｚｈｕｇｏｔｏｅａｉｎｓｈｄｌｎｏｏｔｍｉｅｔｅｔｂａｐｒｔｃｅｕｉｇ，ａｄａｎｏｎｇａｄｃｄｎｔｏａｅｎｔｏｅｔｏｎｎｅｃｄｉｎｏｉｇｍｅｈｄｂｓｄｏｈｅｒｕｌｔｅｐｏａｌｔｓｉｎｎｓｐｏｏｅ．Ｔｈｅｏｉａｉｎｐｒｔｒｂｓｄｏｈｅ — ｏｎｒｓｏｅｎｒｂｂｉｙａｓｇｍｅｔｗａｒｐｓｄｉｅｒｃｍｂｎｔｏｅａｏａｅｎｔｒｅｐｉｔｃｏｓｖｒａｄｏｔｅｍｕａｉｎｏｒｔｒｂｓｄｏｈｅｇｎｒｓ — ｖｒｉｈｎｖｄａｒｅｉｎｄＴｈｅｕｔｆａｈｔｔｐｅａｏａｅｎｔｅｅｃｏｓｏｅｎｔｅｉｄｉｉｕｗｅｅｄｓｇｅ．ｏｌｅｒｓｌｓｏｃｓｔｄｈｏｔｔｔｅｏｔｍｉａｉｎｒｓｌｓａｈｉｖｄｂｈｖｌｔｏａｙｓｒｔｇｇｒｔｍｓｏｖｏｓｙａｅｓｕｙｓｗｈａｈｐｉｚｔｅｕｔｃｅｅｙｔｅｅｏｕｉｎｒｔａｅａｏｉｈｉｂｉｕｌｏｙｌｂｔｅｈｎｔｏｅｙｔｅｉｌｔｏａｄｔｅｐａｔｃｅｓｒｌｏｔｍｉａｉｎｌｏｔｍ．Ｗｈｎｓｎｇｒａｅｔｒｔａｈｓｂｈｓｍｕａｉｎｎｈｒｉｌｗａｎｐｉｚｔｏａｇｒｈｉｅｕｉｅｌｅｃｄｉｇ，ｔｅｍｉｉｎｏｎｈｎｍｕｍｆｔｅｍａｉｍｋｓａｂａｎｄｂｈｒｐｓｄｏｔｍｉａｉｎｍｅｈｄｓｏｈｘｍｕｍａｅｐｎｏｔｉｅｙｔｅｐｏｏｅｐｉｚｔｏｔｏｉ３６ｍｉ５ｎ，ｗｈｃｓｌｓｈｎｔｅｉｌｔｏｅｕｌｙ７ｍｉＷｈｎｓｎｇｉｔｇｒｅｃｄｎｉｈｉｅｓｔａｈｓｍｕａｉｎｒｓｔｂ１ｎ．ｓ１ｅｕｉｎｅｅｎｏｉｇ，ｔｈｅｍｉｉｍｆｔｅｍａｉｍｋｓａｓ３９ｎｍｕｏｈｘｍｕｍａｅｐｎｉ６ｍｉｎ，ｌｓｈｎｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｂｙ１４ｅｓｔａｈｉｌｔｏｅｕｔ０ｍｉ．Ｔｓｎｈｉ
Ｄ：０３６／．ｓ．２８２２．０１０．２ＯＩ１．９９ｊｉｎ０５－港口拖轮作业调度优化
刘志雄
（．武汉科技大学机械自动化学院，１湖北武汉４０８；．天津港（团）限公司博士后科研工作站，天津３０１２集有３０６；．武汉理工大学水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，０４１３湖北武汉４０６）３０３
中图分类号：６２３１Ｕ９．４文献标志码：Ａ
ＰｏｔＴｕｇａｐｒｔｏｈｄｕｉｐｉｉａｉｎｒｂｏｔＯｅａｉｎＳｃｅｌｎｇＯｔｍｚｔｏＣｏｉｅｉｈｅＭｉｉｕｍｐｒｔｏｓａｅｎｓｄｒｎｇｔｎｍＯｅａｉｎＤｉｔｎｃ