基于集卡预约信息的堆场资源配置与调度优化
发布时间：2021-01-15 13:26
随着集装箱吞吐量快速增长以及船舶大型化的发展趋势,集装箱码头作为集装箱运输及转运的重要枢纽结点,对堆场资源进行合理优化配置在提高整个码头的作业效率、降低运营成本方面有重要影响。在集装箱码头堆场作业系统及集卡预约等理论背景下,对目前存在堆场闸口拥堵、翻倒箱作业频繁、资源配置不合理等高成本低效率现象进行原因分析,得出集卡到港信息不确定、场桥调度不完善、进口箱堆放位置不合理三个主要原因;在此基础上,以进口任务为例,建立基于集卡预约信息的堆场资源配置与优化调度两阶段模型,第一阶段在计划层面以箱区作业量均衡为目标进行箱区分配和场桥配置,第二阶段在调度层面以场桥最大完工时间和集卡等待时间之和最小为目标进行贝位选择和场桥调度;然后,结合问题特点设计遗传算法对模型进行求解。最后,设计算例并分析结果。针对第一阶段问题:首先,采用CPLEX和遗传算法分别求解小规模算例,验证模型和算法的有效性;其次,将考虑集卡预约信息的预约模式与传统模式的结果进行对比并设计灵敏度分析,证明考虑集卡预约信息更有利于平衡箱区和场桥的忙闲程度。针对第二阶段问题:基于第一阶段实验结果,选择单场桥调度和多场桥调度两个算例,证明科学管...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１论文研究框架图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｐｅｒ??
?基于集卡预约信息的堆场资源配置与调度优化???修车间的主要任务为检查、保养及修理集装箱及装卸设备；集装箱清洗场负责集装箱污??物的清扫和冲洗作业；办公大楼则是码头行政业务管理的大本营［２］。具体码头空间布局??如图２．１所示。??Ａ?Ｉ?Ａ?Ａ??门同同賴目）?｜?「｜目条同国春网??＝＝：｜：?＝?５?—?—?泊位??一?＿＿＿」＊?８?？?干?＿＿＿＿＿?工????＿＿＿＿＿?＿?ＴＪ?＿??—＿??｜?１?＾?Ｉ?ｌｔ＝＝３．＾Ｅ？．±?１ｊ）??…—?＿?＿?＿「■…??集装箱清Ｉ?１丨賴场?ｉ?Ｉ?中控３??丨．ｉ?ａ?货?Ｔｆ??１疆圍＿圓＾圓???１?：?＾?？?堆场??Ｉ丨ｉ隱ｍ丨丨ｐｐ，－?ｎｉ＾ｎ圍??．■■懇删＿１棚丨＿??闸口??图２．１码头总体布局图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｒｍｉｎａｌ??２．１．２?集装箱码头进口任务流程??集装箱进口业务是一项包含多个连续环节的复杂作业任务，是指码头将进口箱卸载??至堆场堆存后，托运人在规定时间内到港提箱并交付给货主的完整过程［４１］。目前，对于??集装箱的进口业务，集装箱码头己经形成一套比较规范完整的流程，根据集装箱流向将??进口任务的作业流程划分为泊位卸船作业、堆场卸箱作业以及集卡提箱作业，基于集卡??预约系统的进口作业流程如图２．２所示。??Ｉ?１?１?＾??！?集卡提箱作业?丨堆场卸箱作业丨泊位卸船作业Ｉ??Ｉ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??货主??Ｍ闸口?堆场ｈｎ?Ｊ码头前沿卜山＾?｜集装箱船?????１外集
息的堆场资源配置与调度优化???４遗传算法设计??４．１遗传算法流程??遗传算法是模拟自然界进化和遗传等机理形成的一种探索最优解的智能算法。遗传??算法的基本单位为染色体（也可称之为个体），由若干基因编码形成，每条染色体代表??一个解，若干染色体就构成一个种群，其基本流程是从一个可行的种群开始，经过选择、??交叉和变异等操作，父代好的基因片段不断遗传给下一代，进而逐步产生越来越好的近??似解?ｔ５Ｇ＿５２３。??本文两个阶段的问题模型均采用遗传算法进行求解，具体的求解流程如图４．１和图??４．２所示。基于第一阶段箱区分配和场桥配置的最优解，将其部分值作为第二阶段的输??入参数，进而求得特定时段特定箱区内的箱位选择和场桥调度最优解。??第一阶段?Ｉ?第二阶段??Ｉ??Ｉ??（开始）?！?（?）??Ｉ?！?■?ｉ?■??￣输入初始参数￣?ｊ?｜输入第一隨结果及???＾??！?相关参数??”?１?????賊躯Ｓｓａ械台￥｜?｜?｜生成箱位ｉ择和场桥??，，?｜?调度的初始解??￣＾７７￣￣?ｊ修复超过箱ｉ容量及场桥?！?Ｔ??１?ｔ?限制，可行解?！?｜修复场桥丨＾臟小于Ｕ?＿???ｉ??！?安全距离的不可行解￣＾＿＿??￣￣——｜?计算适应度函数值?｜?Ｔ??Ｉ???Ｉ?交？叉????！??ｉ?｜?消除冲突??＾?｜?计算适应度函数值?￣￣＾—??丨选丨择满足＾＞?；?Ｔ?丨交ｘ??＾条件？?＿选择??输出最优?Ｉ??箱区分配方案?｜?是???Ｔ１??Ｉ?”???????Ｉ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]集装箱码头装卸作业效率影响因素分析[J]. 卢靖雯. 珠江水运. 2019(01)
[2]基于提箱同步的进口箱堆存策略研究[J]. 周思方,张庆年. 交通运输系统工程与信息. 2018(05)
[3]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)
[4]基于遗传算法的自动化集装箱码头双轨道吊协同调度优化研究[J]. 黄继伟,韩晓龙. 计算机应用与软件. 2018(09)
[5]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)
[6]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)
[7]基于遗传算法的港口集装箱堆场场桥智能调度优化[J]. 初良勇,阮志毅,李淑娟. 中国航海. 2018(01)
[8]基于网络流的自动化集装箱码头堆场空间分配[J]. 梁承姬,贾茹,盛扬. 计算机应用与软件. 2018(01)
[9]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)
[10]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)
硕士论文
[1]集装箱港口海铁联运装卸设备配置及能力协调研究[D]. 李晓培.北京交通大学 2018
[2]考虑翻箱过程的铁路集装箱装卸—转运调度优化研究[D]. 许素瑕.西南交通大学 2018
[3]集装箱码头自动升降车调度与堆场箱位分配集成优化[D]. 吕家智.大连海事大学 2018
[4]集装箱码头泊位与岸桥联合调度优化[D]. 林琳.大连海事大学 2017
[5]同贝同步装卸下集装箱堆场堆存策略研究[D]. 李友林.集美大学 2017
[6]基于部分集卡信息的进口箱提箱顺序与翻箱策略协同优化模型[D]. 李厚源.大连海事大学 2017
[7]集装箱码头堆场箱位分配与场桥调度协同优化研究[D]. 姚茜.大连海事大学 2017
[8]考虑现场操作的集装箱码头堆场出口箱堆存优化研究[D]. 全宇晨.大连海事大学 2017
[9]XHCT集装箱码头堆场资源优化研究[D]. 谢媛媛.集美大学 2015
[10]混堆堆场多箱区场桥联合调度研究[D]. 吴岳.大连海事大学 2015
本文编号：2978949
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１论文研究框架图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｐｅｒ??
?基于集卡预约信息的堆场资源配置与调度优化???修车间的主要任务为检查、保养及修理集装箱及装卸设备；集装箱清洗场负责集装箱污??物的清扫和冲洗作业；办公大楼则是码头行政业务管理的大本营［２］。具体码头空间布局??如图２．１所示。??Ａ?Ｉ?Ａ?Ａ??门同同賴目）?｜?「｜目条同国春网??＝＝：｜：?＝?５?—?—?泊位??一?＿＿＿」＊?８?？?干?＿＿＿＿＿?工????＿＿＿＿＿?＿?ＴＪ?＿??—＿??｜?１?＾?Ｉ?ｌｔ＝＝３．＾Ｅ？．±?１ｊ）??…—?＿?＿?＿「■…??集装箱清Ｉ?１丨賴场?ｉ?Ｉ?中控３??丨．ｉ?ａ?货?Ｔｆ??１疆圍＿圓＾圓???１?：?＾?？?堆场??Ｉ丨ｉ隱ｍ丨丨ｐｐ，－?ｎｉ＾ｎ圍??．■■懇删＿１棚丨＿??闸口??图２．１码头总体布局图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｒｍｉｎａｌ??２．１．２?集装箱码头进口任务流程??集装箱进口业务是一项包含多个连续环节的复杂作业任务，是指码头将进口箱卸载??至堆场堆存后，托运人在规定时间内到港提箱并交付给货主的完整过程［４１］。目前，对于??集装箱的进口业务，集装箱码头己经形成一套比较规范完整的流程，根据集装箱流向将??进口任务的作业流程划分为泊位卸船作业、堆场卸箱作业以及集卡提箱作业，基于集卡??预约系统的进口作业流程如图２．２所示。??Ｉ?１?１?＾??！?集卡提箱作业?丨堆场卸箱作业丨泊位卸船作业Ｉ??Ｉ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??货主??Ｍ闸口?堆场ｈｎ?Ｊ码头前沿卜山＾?｜集装箱船?????１外集
息的堆场资源配置与调度优化???４遗传算法设计??４．１遗传算法流程??遗传算法是模拟自然界进化和遗传等机理形成的一种探索最优解的智能算法。遗传??算法的基本单位为染色体（也可称之为个体），由若干基因编码形成，每条染色体代表??一个解，若干染色体就构成一个种群，其基本流程是从一个可行的种群开始，经过选择、??交叉和变异等操作，父代好的基因片段不断遗传给下一代，进而逐步产生越来越好的近??似解?ｔ５Ｇ＿５２３。??本文两个阶段的问题模型均采用遗传算法进行求解，具体的求解流程如图４．１和图??４．２所示。基于第一阶段箱区分配和场桥配置的最优解，将其部分值作为第二阶段的输??入参数，进而求得特定时段特定箱区内的箱位选择和场桥调度最优解。??第一阶段?Ｉ?第二阶段??Ｉ??Ｉ??（开始）?！?（?）??Ｉ?！?■?ｉ?■??￣输入初始参数￣?ｊ?｜输入第一隨结果及???＾??！?相关参数??”?１?????賊躯Ｓｓａ械台￥｜?｜?｜生成箱位ｉ择和场桥??，，?｜?调度的初始解??￣＾７７￣￣?ｊ修复超过箱ｉ容量及场桥?！?Ｔ??１?ｔ?限制，可行解?！?｜修复场桥丨＾臟小于Ｕ?＿???ｉ??！?安全距离的不可行解￣＾＿＿??￣￣——｜?计算适应度函数值?｜?Ｔ??Ｉ???Ｉ?交？叉????！??ｉ?｜?消除冲突??＾?｜?计算适应度函数值?￣￣＾—??丨选丨择满足＾＞?；?Ｔ?丨交ｘ??＾条件？?＿选择??输出最优?Ｉ??箱区分配方案?｜?是???Ｔ１??Ｉ?”???????Ｉ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]集装箱码头装卸作业效率影响因素分析[J]. 卢靖雯. 珠江水运. 2019(01)
[2]基于提箱同步的进口箱堆存策略研究[J]. 周思方,张庆年. 交通运输系统工程与信息. 2018(05)
[3]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)
[4]基于遗传算法的自动化集装箱码头双轨道吊协同调度优化研究[J]. 黄继伟,韩晓龙. 计算机应用与软件. 2018(09)
[5]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)
[6]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)
[7]基于遗传算法的港口集装箱堆场场桥智能调度优化[J]. 初良勇,阮志毅,李淑娟. 中国航海. 2018(01)
[8]基于网络流的自动化集装箱码头堆场空间分配[J]. 梁承姬,贾茹,盛扬. 计算机应用与软件. 2018(01)
[9]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)
[10]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)
硕士论文
[1]集装箱港口海铁联运装卸设备配置及能力协调研究[D]. 李晓培.北京交通大学 2018
[2]考虑翻箱过程的铁路集装箱装卸—转运调度优化研究[D]. 许素瑕.西南交通大学 2018
[3]集装箱码头自动升降车调度与堆场箱位分配集成优化[D]. 吕家智.大连海事大学 2018
[4]集装箱码头泊位与岸桥联合调度优化[D]. 林琳.大连海事大学 2017
[5]同贝同步装卸下集装箱堆场堆存策略研究[D]. 李友林.集美大学 2017
[6]基于部分集卡信息的进口箱提箱顺序与翻箱策略协同优化模型[D]. 李厚源.大连海事大学 2017
[7]集装箱码头堆场箱位分配与场桥调度协同优化研究[D]. 姚茜.大连海事大学 2017
[8]考虑现场操作的集装箱码头堆场出口箱堆存优化研究[D]. 全宇晨.大连海事大学 2017
[9]XHCT集装箱码头堆场资源优化研究[D]. 谢媛媛.集美大学 2015
[10]混堆堆场多箱区场桥联合调度研究[D]. 吴岳.大连海事大学 2015
本文编号：2978949
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2978949.html
