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基于分层规划的集装箱码头生产作业优化
| 论文题名： | 基于分层规划的集装箱码头生产作业优化 |
| 关键词： | 集装箱码头;生产作业;分层规划;遗传算法;装卸设备;运营效率 |
| 摘要： | 集装箱码头是重要的交通枢纽之一，是水陆运输的连接点。提高集装箱码头生产作业运作水平，对集装箱码头现有资源进行合理地分配利用，不仅可以提高集装箱码头现有资源的作业效率，为船舶配积载提供可行性方案，还可以提升集装箱码头内部以及外部车辆、船舶以及集装箱的周转量，与此同时，合理的计划安排集装箱码头生产作业，还可以有效地降低运输成本，从而提高整个集装箱运输系统的经济效益和社会效益。 本文以集装箱码头的生产作业系统为研究对象，基于分层规划思想对集装箱码头所需的装卸设备的调度，以及对码头运营效率影响重大的相关问题进行探讨，通过对岸边装卸桥、集卡以及堆场轨道龙门吊的生产作业安排进行建模优化，并采用遗传算法对其进行求解，以期能为我国集装箱码头的运营实践提供优化方案，从而提高码头各机械设备的运营效率。 首先，论文对集装箱码头的操作流程及装卸工艺进行了分析，并对各装卸工艺优点及缺点进行对比，然后对世界上装卸工艺较为先进的集装箱码头调度运行现状进行描述，调度运营主要包括三个环节，集装箱码头前沿的岸边装卸桥作业工艺，负责水平运输的运输设备作业工艺，堆场上龙门吊的作业工艺。分析发现，对于欧美人工成本比较高的地区一般偏向于技术性较高的自动化操作，我国大部分码头采用基于智能调度系统的人工操作。 其次，论文对集装箱码头运营流程进行分析，将对于集装箱码头的调度优化主要划为三个层次，即针对岸边装卸桥工作、对集装箱卡车运行、堆场龙门吊的调度优化。分别对这三个层次进行建模优化，其中，集装箱码头上层优化为对于岸边装卸桥调度的优化，优化目标为岸边装卸桥从事的装卸作业时间最短;集装箱码头中间层优化为对于负责水平运输的集卡的调度优化，此层优化模型建立在面向“作业面”的作业模式，即集卡采用双重的作业模式，优化目标为集卡在运行期间空载行驶距离最短;对于集装箱码头下层优化为对于堆场上轨道龙门吊的调度，优化目标为轨道龙门吊移动时间最短。 最后，论文对各种优化算法进行比较，分析遗传算法的优缺点，确定采用遗传算法对于各层模型进行求解，并探讨了针对论文集装箱码头上、中、下层模型各自的求解算法。最后，通过算例对模型及算法进行验证，从而确认模型及算法的可行性。 |
| 作者： | 崔洋 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 张培林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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