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集装箱码头堆场空间资源配置与场桥作业调度优化
| 论文题名： | 集装箱码头堆场空间资源配置与场桥作业调度优化 |
| 关键词： | 集装箱码头;堆场空间;资源配置;翻箱作业;优化调度 |
| 摘要： | 集装箱码头作为集装箱运输的枢纽，连接着水、陆的集装箱运输，是现代物流的重要节点，而堆场是集装箱码头的重要组成部分。集装箱码头为了提高服务水平和经济效益，就必须充分利用堆场的资源，进行合理配置和作业调度以提高码头的运营效率。 本文首先解决了堆场中最基本的集装箱堆存问题，以提高集装箱码头堆场作业效率为目标，分析影响集装箱码头堆场空间资源配置优化的主要因素，探讨集装箱堆场的主要堆存策略，进而提出混堆模式下集装箱码头堆场空间资源配置优化的两阶段优化思路。分别以平衡各箱区贝位间的作业量和最小化泊位到堆场的运输距离为两个阶段的优化目标，构建两阶段优化模型，仿真算例结果显示出优化模型的有效性及实用性。 其次，由于翻箱是影响集装箱堆场作业效率的瓶颈，本文在集装箱堆场现行堆存位置和提箱装船顺序既知的条件下，基于集装箱装船过程中堆场翻箱作业的多阶段性特征，将翻箱作业调度优化问题归结为一个动态最短路径问题，据此构建了优化模型。基于并行处理的思想，将顺序递推算法与逆序递推算法相结合进行优化求解，通过嵌入启发式规则选择落箱位置来减少动态规划的状态空间，从而达到减少二次翻箱，降低总翻箱次数的目标，实现翻箱作业调度的优化。仿真算例分析显示出本文提出的算法的有效性与实用性，可为翻箱作业调度优化提供决策支持。 第三，论文对集装箱装船作业过程中场桥的作业调度进行了优化研究。以缩短龙门吊作业时间为目标，建立其装卸调度优化模型。基于问题自身特点，将近邻搜索(NS)策略嵌入遗传算法(GA)中，开发混合遗传算法(NSGA)。算例分析显示了模型及算法的有效性与实用性，对提高船方及港方的运营绩效可起到积极的促进作用。 最后，将岸桥、集卡和场桥视为一体化系统，对集装箱卸船调度进行了优化研究。基于多阶段混合流水线调度问题建立混合整数规划模型，同时考虑集装箱码头现实作业中预定义顺序、避免岸桥交叉作业、取决于作业顺序的切换时间等现实约束，针对问题自身的特点设计了两阶段启发式算法，得出各阶段设备的指派结果及作业顺序。通过与基于现行调度规则的调度方案以及与目标函数理论下界值的对比实验，显示了所提出的集成调度模型及求解算法能够有效降低船舶在港时间并实现集卡资源的共享，为集装箱码头集疏运资源的集成调度提供了新的思路。 |
| 作者： | 毛钧 |
| 专业： | 物流工程与管理 |
| 导师： | 靳志宏 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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