集裝箱碼頭泊位岸橋優(yōu)化調度模型與策略研究.pdf

1、作為集裝箱碼頭的主要稀缺資源，泊位和岸橋的調度是影響整個碼頭生產作業(yè)最為關鍵的一個環(huán)節(jié)，其優(yōu)化問題的研究受到學術界的廣泛關注，取得的研究成果對碼頭實際調度具有十分重要的理論和實踐指導意義。本文針對集裝箱碼頭泊位岸橋調度問題進行了系統(tǒng)的國內外研究綜述，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)研究都是在確定性環(huán)境假設下進行的，對干擾環(huán)境下的優(yōu)化調度問題的研究較為缺乏。然而，在碼頭實際生產作業(yè)中，無論船舶狀態(tài)還是船公司需求亦或是碼頭狀態(tài)等都處于時刻變化中，這使得原調度計劃

2、極易受不確定性因素（如船舶推遲到港、設備故障或惡劣天氣等）的干擾而不宜甚至無法實施。本文圍繞泊位岸橋優(yōu)化調度這一問題進行研究，具體研究內容如下:
　　(1)離散泊位布局下的泊位岸橋優(yōu)化調度研究。考慮到現(xiàn)有的模型多是以最小化船舶總的在港時間為目標，這類模型雖然能夠提高碼頭通過率，但也極有可能會損害船公司一方的利益，從而降低船公司客戶的滿意度。為了提高船公司客戶對碼頭服務的滿意度，本文以船舶總的碼頭服務成本最小為目標建立模型。鑒于模型

3、約束較多，為了降低模型求解難度，基于經(jīng)典遺傳算法流程，將模型約束條件盡可能多的嵌入到種群個體編碼結構中，設計了改進遺傳算法。最后，通過數(shù)值實驗驗證了模型和算法的可行性和有效性。
　　(2)連續(xù)泊位布局下的泊位岸橋優(yōu)化調度研究。為進一步提高碼頭資源利用率，將離散泊位布局下的泊位岸橋優(yōu)化調度問題拓展至連續(xù)泊位布局下進行研究，并建立了非線性混合整數(shù)規(guī)劃調度模型。提出可拓遺傳算法對該模型求解，算法主要針對經(jīng)典遺傳算法極易陷入局部最優(yōu)的缺點

4、進行改進，分別對初始種群和迭代種群設計了多樣性維持策略。最后，設計了多個算例對模型和算法的性能進行驗證。
　　(3)基于干擾管理的泊位岸橋優(yōu)化調度研究。為了提高碼頭應對干擾的能力，對干擾環(huán)境下的泊位岸橋優(yōu)化調度問題進行研究。針對船舶推遲到港和船舶甩港兩類不確定性因素對碼頭生產作業(yè)造成的消極影響，提出了基于干擾管理理論的泊位岸橋優(yōu)化調度策略。該策略分為初始調度和干擾恢復兩部分，其中在干擾恢復階段通過多次干擾模擬來提取初始調度計劃的穩(wěn)

5、定模式，然后基于穩(wěn)定模式進行重新調度。最后，設計了4個實驗方案并將其應用于多個算例，驗證了干擾恢復策略的魯棒性和最優(yōu)性。
　　(4)具體的岸橋分配?；讷@得的泊位岸橋優(yōu)化調度結果，以最小化岸橋交叉移動次數(shù)為目標建立了整數(shù)線性規(guī)劃模型。采用CPLEX軟件對該線性規(guī)劃模型求解，從而快速高效地為即將到港的船舶分配具體岸橋。
　　(5)應用研究。將本文研究成果應用于港口實際生產調度中，以深圳港赤灣集裝箱碼頭為應用研究對象，對本文提出