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原文传递集装箱港口“船舶-堆场-列车”作业资源的调度优化

论文题名：	集装箱港口“船舶-堆场-列车”作业资源的调度优化
关键词：	集装箱港口;调度优化;系统动力学;龙门吊;作业资源
摘要：	集装箱多式联运以集装箱为运输单元，将不同运输方式有机结合在一起，实现货物一体化综合运输，是货物运输的发展方向。集装箱海铁联运作为集装箱多式联运的重要组成，结合了集装箱运输、水路运输、铁路运输的多重优点，具有运输效率高、成本低、安全可靠、节能环保等优势。港口作为集装箱海铁联运关键节点，其运营效率对集装箱海铁联运系统的综合效率、服务质量均有重要影响。“船舶-堆场-列车”作业模式下的集装箱海铁联运港口中，船舶、列车等多项集装箱装卸作业共存增加了其作业资源调度的复杂性，因此，需要相应的调度模型和方法辅助支持“船舶-堆场-列车”作业资源的优化调度，以提高港口作业效率，降低运营成本。　　本文以集装箱海铁联运港口“船舶-堆场-列车”作业资源为研究对象，对作业资源的调度优化进行了深入研究。本文的主要研究内容如下: 　　(1)集装箱海铁联运港口的系统分析。考虑集装箱海铁联运港口系统的动态性、非线性和复杂性，应用系统动力学方法建立集装箱海铁联运港口系统动力学模型，直观反映集装箱海铁联运港口与多个非线性影响因素的因果反馈关系，深入分析集装箱海铁联运港口的发展。　　(2)“船舶-堆场-列车”作业资源界定。通过对集装箱海铁联运主要作业环节进行分析，确定港口作业是提高集装箱海铁联运系统作业效率的关键;分析集装箱海铁联运港口的关键作业，根据港口布局、功能、作业流程等不同将集装箱海铁联运港口作业划分为两种作业模式，分析比较各自的作业流程，对本文所研究的作业模式及作业资源进行界定，为港口作业资源的调度优化奠定基础。　　(3)“船舶-堆场-列车”作业堆场空间资源配置优化。基于进、出口箱混堆模式，建立考虑“船舶-堆场-列车”作业的混堆堆场空间资源配置两阶段优化模型。第一阶段为进场集装箱分配箱区，模型目标为堆场箱区作业量均衡，应用模拟退火算法求解;第二阶段为分配到箱区的集装箱指派箱位，模型目标为集装箱堆存产生的压箱数最小，根据模型特点设计了启发式算法求解;并通过算例验证了两阶段模型和算法的有效性。　　(4)“船舶-堆场-列车”作业龙门吊调度优化。以集装箱海铁联运港口“船舶-堆场-列车”作业堆场各箱区装卸作业溢出量最小和龙门吊作业量最均衡为目标构建了多目标龙门吊调度优化模型，提出基于目标协调优化的求解方法，通过算例实验，分别对以各箱区装卸作业溢出量最小、龙门吊作业量最均衡为优化目标的模型进行求解，获得不同的龙门吊调度方案。比较不同优化目标下的调度方案，各箱区的作业溢出量及龙门吊作业量均衡度因优化目标而异。在此基础上，对综合以上两个目标的多目标优化模型及求解方法进行验证，获得龙门吊多目标调度优化方案。　　(5)“船舶-堆场-列车”作业集卡动态调度优化。基于集卡动态调度模式，分析了集装箱海铁联运港口“船舶-堆场-列车”作业集卡的可能运输路径，以集卡行驶时间和等待装卸设备作业时间之和最小建立了集卡与岸桥、轨道吊及龙门吊的联合调度优化模型，开发了基于双层编码的改进遗传算法进行求解，获得了港口同时装卸船舶、列车时的集卡动态调度方案，实现了集卡在不同作业线之间的共享，并通过算例验证模型及算法的有效性。　　通过对“船舶-堆场-列车”作业资源调度优化研究，一方面丰富了集装箱多式联运领域的基础理论，另一方面可为集装箱海铁联运港口调度决策科学化提供理论依据。对于提高集装箱海铁联运港口堆场空间利用率、加快集装箱装卸、中转速度、降低运营成本均有一定的实践意义。
作者：	武慧荣
专业：	交通运输规划与管理
导师：	朱晓宁
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文