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考虑缓冲区的自动化集装箱码头协同调度优化
| 论文题名： | 考虑缓冲区的自动化集装箱码头协同调度优化 |
| 关键词： | 自动化集装箱码头;协同调度;缓冲区;自动导引小车;模拟退火遗传算法 |
| 摘要： | 当今的世界处在一个全球化、经济化的高速发展进程中，世界各国之间的进出口贸易量及集装箱吞吐量每年都在大幅度增长，这不仅促使了船舶大型化的发展，也对我国的港口码头提出了很高的要求。我们亟需加强港口集装箱码头的基础设施建设以及码头的装卸、运输设备间的配合，加快集装箱码头自动化、信息化的发展进程。相比于传统集装箱码头，自动化集装箱码头具有很多优势，不仅可以提高集装箱码头生产作业的效率，还可以降低集装箱码头的运营成本，包括人工成本、碳排放成本、时间成本等，而且在降低成本的同时也保障了工人的人身安全，降低了集装箱码头的经营风险、安全风险。正因有如此显著的优势，国内外多数港口都在积极推进自身的传统集装箱码向自动化集装箱码头转型并开始大规模建设新自动化集装箱码头。 为提高自动化集装箱码头的生产作业效率，加强各装卸运输设备在作业环节中的衔接，减少设备之间的相互等待时间与作业时间，实现自动化集装箱码头的设备协同调度的整体优化。本文考虑了AGV的配置数量及缓冲区中缓冲支架容量的影响，以岸桥门架小车、AGV、海侧场桥之间的等待时间成本与AGV的运输时间成本之和最小为目标，建立了自动化集装箱码头岸桥门架小车、AGV和堆场海侧场桥三者的协同调度模型。结合本文所研究的问题，设计了改进模拟退火遗传算法进行求解。借鉴上海洋山港自动化集装箱码头的布局方式，设置一定规模的算例及参数，控制实验环境与相关变量因素相同，进行数值实验。 通过计算得到相应的最佳调度方案与最佳的AGV和缓冲支架的配置数量，对实验结果进行纵向及横向的对比以及结合自动化集装箱码头的实际情况，分析缓冲区中的缓冲支架容量及AGV的数量对调度方案的影响。之后通过对AGV的调度模式、箱区堆存模式等因素进行敏感度分析，选出更适合自动化集装箱码头的AGV调度模式与箱区堆存模式，进一步验证本文模型及算法的有效性。实验结果表明，AGV的配置数量及缓冲支架的容量、AGV调度模式、箱区堆存模式会对目标函数及调度方案造成很大的影响，缓冲支架的最佳容量值、AGV最佳数量的配置、岸桥门架小车最佳装卸效率需要根据码头具体装卸任务数量、设备资源规模等因素来确定。相比于箱区的分堆模式及AGV单船作业线调度模式，箱区混堆模式与AGV单船作业面调度模式会使各设备间的等待时间与AGV行驶时间更短，也更适用于自动化集装箱码头。 |
| 作者： | 丁博 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 贾鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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