集装箱船舶与堆场协调作业优化模型与算法研究

发布时间：2021-10-30 19:45

　　由于集装箱运输具有运输效率高、经济效益好、服务质量优的特点,因此,它已成为世界各国确保国际贸易的最佳运输方式。集装箱码头是集装箱进行水水换装和水陆换装的场所,是港口的重要组成部分。集装箱船舶装卸作业是集装箱运输中重要的作业环节,其装卸作业效率影响集装箱码头的运营水平。随着集装箱船舶大型化的发展,集装箱码头装卸作业量不断增长。新型港口机械的应用和装卸技术的不断进步,对集装箱装卸作业提出了更高的要求。本文考虑集装箱码头的发展现状,针对上述问题,主要做了以下工作:（1）针对集装箱船舶全航线配载问题,以最小化全航线的倒箱次数和最优化吃水差为目标,以船舶稳性、强度等为约束条件构建全航线多目标配载模型。松弛数学模型中的部分约束条件,设计启发式算法获得初始可行方案,再利用改进的遗传算法对初始可行方案进行优化。该方法提供了全航线各个港口的配载方案,为进一步研究集装箱船舶装卸作业问题打下基础。（2）针对进口箱卸船与堆存作业协调优化问题,为了衡量卸船顺序以及堆场堆存布局的优劣,提出用悲观倒箱量和期望倒箱量作为判断依据,并分别介绍了两种倒箱量的计算方法,推导出计算期望倒箱量的通项公式。然后构建以堆场期望倒箱... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：165 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 集装箱船舶与堆场协调作业问题研究综述
        1.2.1 集装箱船舶配载研究综述
        1.2.2 集装箱堆场倒箱作业研究综述
        1.2.3 目前研究存在的问题与难点
    1.3 研究内容和论文结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文结构
    1.4 本章小结
第2章 集装箱船舶与堆场协调作业分析
    2.1 集装箱码头装卸船作业流程分析
        2.1.1 集装箱码头卸船作业流程
        2.1.2 集装箱码头装船作业流程
    2.2 集装箱堆场倒箱作业
        2.2.1 出口箱装船作业形成的堆场倒箱
        2.2.2 进口箱提箱作业形成的堆场倒箱
    2.3 集装箱船舶配载计划
        2.3.1 集装箱船舶配载过程
        2.3.2 集装箱船舶配载原则
    2.4 集装箱船舶与堆场协调作业问题复杂性分析
        2.4.1 集装箱船舶与堆场协调作业问题目标分析
        2.4.2 集装箱船舶与堆场协调作业问题约束条件分析
    2.5 本章小结
第3章 集装箱船舶全航线配载计划协调优化
    3.1 集装箱船舶全航线配载问题描述
    3.2 符号定义及模型构建
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 箱位的分块表示
        3.2.3 参数及变量定义
        3.2.4 模型构建
    3.3 遗传算法设计
        3.3.1 编码方式
        3.3.2 初始种群
        3.3.3 交叉与变异方法
        3.3.4 适应度函数
        3.3.5 终止条件
    3.4 数值实验与分析
        3.4.1 输入参数
        3.4.2 结果分析
        3.4.3 挂靠港数量对配载效率的影响分析
    3.5 本章小结
第4章 基于期望倒箱量的集装箱卸船顺序与堆存位置优化
    4.1 集装箱堆场倒箱复杂性分析
        4.1.1 堆场倒箱问题描述
        4.1.2 堆场倒箱类型
        4.1.3 堆场期望倒箱量的计算方法
    4.2 集装箱船舶与堆场协调卸船作业问题描述
        4.2.1 集卡到达时间确定
        4.2.2 集卡到达时间不确定
    4.3 集装箱船舶卸船与堆场作业协调优化模型构建
        4.3.1 符号定义
        4.3.2 整数规划模型建立
    4.4 两阶段启发式算法设计
        4.4.1 顺序生成阶段的实现
        4.4.2 邻域搜索阶段的实现
    4.5 数值实验与分析
    4.6 本章小结
第5章 基于配载计划的集装箱装船顺序与倒箱策略优化
    5.1 集装箱船舶与堆场协调装船作业问题描述
    5.2 符号定义及模型构建
        5.2.1 符号定义
        5.2.2 模型构建
        5.2.3 计算过程展示
        5.2.4 小规模算例计算结果展示
    5.3 遗传算法设计
        5.3.1 堆场倒箱规则设定
        5.3.2 遗传算法关键步骤
        5.3.3 数值实验与分析
    5.4 启发式算法设计
        5.4.1 启发式算法基本原理
        5.4.2 单船舶贝位作业启发式算法设计
        5.4.3 多船舶贝位并行作业启发式算法设计
        5.4.4 数值实验与分析
    5.5 本章小结
第6章 集装箱船舶配载与堆场倒箱作业协调优化
    6.1 集装箱船舶配载与堆场倒箱作业协调优化问题描述
    6.2 符号定义及模型构建
        6.2.1 符号说明
        6.2.2 模型建立
    6.3 启发式算法设计
        6.3.1 生成初始分配方案
        6.3.2 制定具体配载计划
    6.4 数值实验与分析
    6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介



本文编号：3467317