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集装箱码头堆场翻箱问题建模与优化研究
| 论文题名： | 集装箱码头堆场翻箱问题建模与优化研究 |
| 关键词： | 集装箱码头;堆场运营;翻箱率 |
| 摘要： | 近年来，由于我国日益完善的集装箱港口硬件设施，集装箱吞吐量快速增长，港口堆场的作业效率成为制约其发展的重要瓶颈。集装箱运输过程中，由于船舶到港、交通状况、集卡运输、天气变化等不确定性因素，会造成集装箱堆场运营中存在大量的翻箱作业。并且随着我国港口堆场轨道式龙门吊的广泛采用，堆场堆高不断增加，翻箱率也将更高。因此，研究有效减小码头翻箱率的方法变得越发迫切。 本文首先针对预约交箱机制下集装箱堆场箱位优选问题，提出了交箱次序与箱位分配的图表示法，基于图表示提出了压箱量和龙门吊大车行驶距离的期望的求解方法。在此基础上构建了基于图的集装箱堆场出口箱位优选模型，优化堆场龙门吊行车成本和压箱量。考虑图表示模型特点开发了禁忌搜索算法，利用图表示特性缩小搜索空间和优选搜索方向，提高了收敛速度。实验表明，提出的算法能够在合理的时间内获得满意解，较确定性模型减少堆场作业成本20％以上。 本文接着针对集装箱混堆模式堆场出口收箱作业调度易受干扰问题，首先提出了出口收箱序列的干扰识别与扰动度量方法;然后构建了考虑关联扰动影响的出口箱位分配干扰管理模型，利用箱位偏离目标优化干扰影响，利用压箱量和龙门吊行驶距离目标优化收箱作业成本;考虑干扰恢复求解的不均衡性特点，设计了基于局部加速的禁忌搜索算法，利用局部搜索邻域控制搜索方向和范围，提高收敛效率。实验表明:干扰管理模型较重调度节约干扰成本10％以上。 本文最后针对集装箱港口进口提箱的翻箱落位优选问题，开发了基于虚拟路径的三阶段启发式算法，首先利用启发式规则生成翻箱落位初始可行方案，然后利用阻碍箱的虚拟翻箱构建虚拟移箱路径，构建移箱路径冲突集合，在此基础上建立虚拟移箱路径的组合优化0-1规划模型，并开发了进化求解算法。实验表明，提出的启发式算法求解效果较OH算法改进20％以上。 |
| 作者： | 赵金秋 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 周鹏飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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