基于集卡到达量预测的集装箱码头集港作业优化
发布时间：2020-12-24 20:16
集装箱船舶大型化趋势下,集装箱船舶一次装载量普遍提升,对集装箱码头集港环节的效率和能力方面提出了更高的要求。目前国内大部分集装箱码头都仍以公路运输为主要集疏运方式,集卡的随机到达和集中到达导致一些港口集港高峰时段交通拥堵问题严重。集卡在排队等候时一直处于怠速状态,这期间排放的尾气还造成了严重的环境污染。因此,迫切需要对集装箱码头集港作业进行优化。本文从集卡到达量预测、考虑堆场容量限制的船舶集港时间窗优化以及船舶集港时间窗与场桥调度协同优化这3个方面对集装箱码头出口箱的集港作业进行研究,并取得了以下创新性成果:(1)针对现有集装箱集疏港时间概率分布建模中需要假设参数分布的问题,基于非参数估计理论建立自适应边界核估计的集装箱码头集卡到达量预测模型。该模型相较于传统参数模型具有更高的拟合精度、稳定性和适用性,得到的概率密度曲线能更加准确地反映出口箱集港时间和进口箱疏港时间的整体分布形态。可为集装箱码头基础设施规划、集疏港通道的道路交通管理、码头资源优化配置和调度等问题的研究提供更准确的交通量和作业任务量预测。(2)针对集卡不规律到达而导致的码头闸口与堆场拥堵问题,考虑集装箱码头堆场的容量限制...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１技术路线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??
湾集装箱码??头有限公司（ＤＰＣＭ）以及大连国际集装箱码头有限公司（ＤＩＣＴ）等三家专业化集??装箱码头公司。２０１７年大连港集装箱吞吐量达到９７１万ＴＥＵ，在全国集装箱港口??中排名第９，在全世界集装箱港口中排名第１６。ＤＣＴ是大连港最早的集装箱码头，??虽然设备相对较旧，但目前仍是三个集装箱码头中最繁忙的，每年可操作船舶３５４３??艘次，因此，本文以ＤＣＴ为例对集装箱码头的集装箱集疏港时间分布规律进行研??究。ＤＣＴ堆场面积为５８．５万平米，一次性可堆存６．６万ＴＥＵ，堆场布局如图３．１??所示。目前，ＤＣＴ码头设有２个闸口，２个闸口处共有１８条进出港通道，拥有７??个专用集装箱泊位，岸线总长１８４６米。码头配备了?１６台岸桥，５０台轮胎式龙门??起重机（ＲＴＧＣ），码头最高单机效率可达８８ＴＥＵ／ｈ，单船最高效率可达２９４ＴＥＵ／ｈ。??Ｔ?中转＿?｜ｉｉＳｉｌｌ＞?ｉｉｎｉＤ?ｍＢｉｉ：＇?ｌｉｓｉｉｒ??内贸出口箱区?Ｉ???ＣＥｎ?出?口箱区?Ｉ?Ｙ／／＾／／／Ａ?Ｖ／／ｙｉＶ／／＼?Ｉ?Ｉ?Ｈ〇ｎ?Ｉ?Ｉ?Ａ０１??ｉ＇：＇．进口重箱Ｅ?／?｜ｒ十十．辆寸十ｉ?丨Ｈ￣酬￣Ｈ?［￣｝￣ｑ〇＾￣ｉ￣｜?｜ｉ－ｆＡ〇２ｒｉ??ｅｄ?进口空箱区?Ｉ?ｉｉ?１１?剌?１１１?１１１?ｉｄ（）３｜?１１１?１１?ｃ〇＾?Ｍ?ｒｒｉ〇ｍ?ｉ一￣ａ〇３一＾ｉ??＾?限箱等特种箱箱区?／?ＩＩＩ?１?Ｂ°４?Ｉ?１?ａ?丨?ＩＩ?ｌ＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｂ?Ｉ?Ｇ〇４?Ｉ?［?Ｉ?Ｉ?＿?Ｍ?Ｉ?ａ〇４?Ｉ??□缓冲区、查验区?ｙ?１１?Ｉ?Ｉ?＾?ＩＩ?ｉ?Ｉ丨?Ｉ?丨＿?丨?｜?｜?Ｉ?１００＾?Ｉ?Ｉ?ｋＶＭ
?４考虑堆场容量限制的船舶集港时间窗优化???集卡的离开量可由服务台（闸口通道／场桥）的利用率估算得到，服务台的利用率??则由平均排队长度估算得到。??ｙ７?ｙ＂?ｚ７?Ｘ??＼?（?’?／／＋ｉ?’、?（＋２?广＇??？？？?—＞?—？?—＞?—？?—？?？？？??ｄ，?４＋丨?ｄ？２??图４．?２?ＰＳＦＦＡ方法示意图??Ｆｉｇ．?４．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ＰＳＦＦＡ??４．２．２模型假设??（１）由于集装箱船舶为周班轮，因此选取集装箱码头一周内的到港船舶的集??港作业进行研究；??（２）集装箱码头各闸口通道的服务能力是相同的；??（３）同－艘船舶的出口箱以？定的比例集中堆存在几个指定箱区内：??（４）送箱集卡与取箱集卡进出闸口的通道各自独立，出口箱与进口箱分开堆??放，因此，不考虑取箱集卡对闸口和堆场的送箱集卡服务能力的影响；??（５）每个箱区配置尺台场桥，在集港过程中这Ｋ台场桥专门服务外部集卡，??不服务从事装船作业的内部集卡；??（６）码头闸口处可被视为Ｍ（ｔ）／Ｍ／／型排队系统，／为闸口通道个数，堆场处??可被视为．／个Ｍ⑴／Ｇ／／Ｃ型排队系统，为堆场内的出口箱区数；??（７）为了方便集装箱码头安排装船工作，须在船舶到港前结束其出口箱的集??港作业１８９１；??（８）考虑堆场的容量限制，当堆场集卡排队数量达到上限时，不允许闸口处??集卡进入堆常??４．３考虑堆场容量限制的船舶集港时间窗优化模型??４．３．１模型参数定义??（１）输入变量??ｚ：船舶编号，ｚ?＝?ｌ，２，…，Ｚ；??ｒ／：船舶ｚ预计到港时间；??－６３
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑实时预倒箱的出口箱堆场多场桥调度优化[J]. 郑红星,刘保利,匡海波,闫叙. 中国管理科学. 2018(09)
[2]集装箱码头装船顺序和场桥行驶路径联合优化[J]. 郭文文,计明军,祝慧灵,王清斌. 交通运输系统工程与信息. 2018(04)
[3]集装箱码头送箱集卡预约与场桥调度协同优化[J]. 马梦知,范厚明,计明军,郭振峰. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[4]基于动态平衡策划下的集装箱堆场箱位分配方案研究[J]. 倪敏敏,苌道方. 计算机应用研究. 2019(08)
[5]预约机制下送箱集卡多集装箱码头调度问题[J]. 范厚明,郭振峰,杨宇. 系统仿真学报. 2017(12)
[6]集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题[J]. 范厚明,马梦知,姚茜,郭振峰. 上海交通大学学报. 2017(11)
[7]基于双向信息传递的场桥配置与集卡预约协同优化[J]. 杨惠云,邵乾虔,耿菲,靳志宏. 大连海事大学学报. 2017(04)
[8]基于计算物流的集装箱码头集疏运虚拟机体系结构及其仿真分析[J]. 李斌. 计算机集成制造系统. 2018(01)
[9]集装箱港区集疏港货运交通随机时变特性仿真研究[J]. 郭子坚,方泽兴,王文渊,周勇. 港工技术. 2017(05)
[10]基于预约和图表示的集装箱出口箱位优选[J]. 周鹏飞,赵金秋. 控制与决策. 2017(10)
博士论文
[1]基于排队网络理论的集装箱码头设备配置优化研究[D]. 张莉.同济大学 2007
硕士论文
[1]集装箱集港效率影响因素分析及解决办法研究[D]. 于剑侠.大连海事大学 2013
本文编号：2936249
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１技术路线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??
湾集装箱码??头有限公司（ＤＰＣＭ）以及大连国际集装箱码头有限公司（ＤＩＣＴ）等三家专业化集??装箱码头公司。２０１７年大连港集装箱吞吐量达到９７１万ＴＥＵ，在全国集装箱港口??中排名第９，在全世界集装箱港口中排名第１６。ＤＣＴ是大连港最早的集装箱码头，??虽然设备相对较旧，但目前仍是三个集装箱码头中最繁忙的，每年可操作船舶３５４３??艘次，因此，本文以ＤＣＴ为例对集装箱码头的集装箱集疏港时间分布规律进行研??究。ＤＣＴ堆场面积为５８．５万平米，一次性可堆存６．６万ＴＥＵ，堆场布局如图３．１??所示。目前，ＤＣＴ码头设有２个闸口，２个闸口处共有１８条进出港通道，拥有７??个专用集装箱泊位，岸线总长１８４６米。码头配备了?１６台岸桥，５０台轮胎式龙门??起重机（ＲＴＧＣ），码头最高单机效率可达８８ＴＥＵ／ｈ，单船最高效率可达２９４ＴＥＵ／ｈ。??Ｔ?中转＿?｜ｉｉＳｉｌｌ＞?ｉｉｎｉＤ?ｍＢｉｉ：＇?ｌｉｓｉｉｒ??内贸出口箱区?Ｉ???ＣＥｎ?出?口箱区?Ｉ?Ｙ／／＾／／／Ａ?Ｖ／／ｙｉＶ／／＼?Ｉ?Ｉ?Ｈ〇ｎ?Ｉ?Ｉ?Ａ０１??ｉ＇：＇．进口重箱Ｅ?／?｜ｒ十十．辆寸十ｉ?丨Ｈ￣酬￣Ｈ?［￣｝￣ｑ〇＾￣ｉ￣｜?｜ｉ－ｆＡ〇２ｒｉ??ｅｄ?进口空箱区?Ｉ?ｉｉ?１１?剌?１１１?１１１?ｉｄ（）３｜?１１１?１１?ｃ〇＾?Ｍ?ｒｒｉ〇ｍ?ｉ一￣ａ〇３一＾ｉ??＾?限箱等特种箱箱区?／?ＩＩＩ?１?Ｂ°４?Ｉ?１?ａ?丨?ＩＩ?ｌ＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｂ?Ｉ?Ｇ〇４?Ｉ?［?Ｉ?Ｉ?＿?Ｍ?Ｉ?ａ〇４?Ｉ??□缓冲区、查验区?ｙ?１１?Ｉ?Ｉ?＾?ＩＩ?ｉ?Ｉ丨?Ｉ?丨＿?丨?｜?｜?Ｉ?１００＾?Ｉ?Ｉ?ｋＶＭ
?４考虑堆场容量限制的船舶集港时间窗优化???集卡的离开量可由服务台（闸口通道／场桥）的利用率估算得到，服务台的利用率??则由平均排队长度估算得到。??ｙ７?ｙ＂?ｚ７?Ｘ??＼?（?’?／／＋ｉ?’、?（＋２?广＇??？？？?—＞?—？?—＞?—？?—？?？？？??ｄ，?４＋丨?ｄ？２??图４．?２?ＰＳＦＦＡ方法示意图??Ｆｉｇ．?４．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ＰＳＦＦＡ??４．２．２模型假设??（１）由于集装箱船舶为周班轮，因此选取集装箱码头一周内的到港船舶的集??港作业进行研究；??（２）集装箱码头各闸口通道的服务能力是相同的；??（３）同－艘船舶的出口箱以？定的比例集中堆存在几个指定箱区内：??（４）送箱集卡与取箱集卡进出闸口的通道各自独立，出口箱与进口箱分开堆??放，因此，不考虑取箱集卡对闸口和堆场的送箱集卡服务能力的影响；??（５）每个箱区配置尺台场桥，在集港过程中这Ｋ台场桥专门服务外部集卡，??不服务从事装船作业的内部集卡；??（６）码头闸口处可被视为Ｍ（ｔ）／Ｍ／／型排队系统，／为闸口通道个数，堆场处??可被视为．／个Ｍ⑴／Ｇ／／Ｃ型排队系统，为堆场内的出口箱区数；??（７）为了方便集装箱码头安排装船工作，须在船舶到港前结束其出口箱的集??港作业１８９１；??（８）考虑堆场的容量限制，当堆场集卡排队数量达到上限时，不允许闸口处??集卡进入堆常??４．３考虑堆场容量限制的船舶集港时间窗优化模型??４．３．１模型参数定义??（１）输入变量??ｚ：船舶编号，ｚ?＝?ｌ，２，…，Ｚ；??ｒ／：船舶ｚ预计到港时间；??－６３
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑实时预倒箱的出口箱堆场多场桥调度优化[J]. 郑红星,刘保利,匡海波,闫叙. 中国管理科学. 2018(09)
[2]集装箱码头装船顺序和场桥行驶路径联合优化[J]. 郭文文,计明军,祝慧灵,王清斌. 交通运输系统工程与信息. 2018(04)
[3]集装箱码头送箱集卡预约与场桥调度协同优化[J]. 马梦知,范厚明,计明军,郭振峰. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[4]基于动态平衡策划下的集装箱堆场箱位分配方案研究[J]. 倪敏敏,苌道方. 计算机应用研究. 2019(08)
[5]预约机制下送箱集卡多集装箱码头调度问题[J]. 范厚明,郭振峰,杨宇. 系统仿真学报. 2017(12)
[6]集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题[J]. 范厚明,马梦知,姚茜,郭振峰. 上海交通大学学报. 2017(11)
[7]基于双向信息传递的场桥配置与集卡预约协同优化[J]. 杨惠云,邵乾虔,耿菲,靳志宏. 大连海事大学学报. 2017(04)
[8]基于计算物流的集装箱码头集疏运虚拟机体系结构及其仿真分析[J]. 李斌. 计算机集成制造系统. 2018(01)
[9]集装箱港区集疏港货运交通随机时变特性仿真研究[J]. 郭子坚,方泽兴,王文渊,周勇. 港工技术. 2017(05)
[10]基于预约和图表示的集装箱出口箱位优选[J]. 周鹏飞,赵金秋. 控制与决策. 2017(10)
博士论文
[1]基于排队网络理论的集装箱码头设备配置优化研究[D]. 张莉.同济大学 2007
硕士论文
[1]集装箱集港效率影响因素分析及解决办法研究[D]. 于剑侠.大连海事大学 2013
本文编号：2936249
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