集装箱堆场场桥调度优化研究

发布时间：2017-06-16 02:07

  本文关键词：集装箱堆场场桥调度优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济全球化以及信息技术的不断发展,国与国之间的经贸往来日趋频繁,运输业和物流业也因此得到了长足的发展。集装箱运输业本着其便捷换装、能够实现“门到门”运输的优点,发展迅猛,随之而来的是整个集装箱运输系统效率的亟待提高以及港口之间竞争的加剧。集装箱堆场作为连接码头前沿和后方货主的重要中转站,其运作效率的高低对整个集装箱物流系统起到至关重要的作用,更是对客户服务评价产生关键影响。场桥是集装箱堆场上的关键设备,主要负责集装箱的装卸,其操作速度不仅关系到码头前沿的装卸船,而且还关系到码头后方外集卡的提取箱,因此其运作效率是堆场运作效率和码头服务水平评价的关键指标。场桥体积庞大、行走缓慢、运作成本高,因此如何在提高场桥的运作效率、降低场桥的运作成本的同时还能提高客户的满意度,是当前的研究热点。本文以轮胎式场桥为研究对象,主要研究出口箱区外集卡进场时的等待时间以及场桥的最佳行走路径。通过大量相关的国内外文献资料的阅读以及集装箱堆场作业系统和流程的了解,发现当前大部分的集装箱堆场场桥的调度优化研究是单一的以场桥的移动成本、路径等为目标或者是单一的以外集卡的等待时间为目标,对于结合场桥的移动成本和外集卡的等待时间为目标的研究相对较少,对于大部分针对外集卡的等待时间的研究也缺乏对场桥等待时间的考虑,因此本文以场桥的移动成本和外集卡的等待时间、场桥的等待时间为目标,引入时间窗,设置集卡等待场桥和场桥等待集卡的时间罚金,以期获得场桥的最佳取箱路径,对于堆场节约成本和提高客户服务水平都具有现实意义。本文通过国内外研究成果的详细研读,分析集装箱堆场场桥调度的相关知识,比较常用于场桥调度优化的几种算法,选定模拟退火算法作为模型求解的算法。然后分单箱区单场桥和多箱区多场桥,建立以场桥移动成本以及时间窗下场桥等待集卡和集卡等待场桥的罚金最小为目标的数学模型,并利用模拟退火算法进行求解,同时根据多箱区多场桥的调度优化模型及算法设计了图形用户界面(GUI),最后利用实例数据验证了模型的有效性。本文的模型和算法有助于集装箱堆场提高运作效率和降低作业成本,能够为堆场的日常作业提供一定的理论价值和指导意义。
【关键词】：集装箱场桥 调度 优化 模拟退火算法 图形用户界面
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U691.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究目的及意义12
• 1.3 国内外文献综述12-15
• 1.3.1 关于堆场空间配置的研究13-14
• 1.3.2 关于堆场设备资源调度的研究14
• 1.3.3 文献总结及本文的创新点14-15
• 1.4 论文思路与框架15-17
• 第2章 集装箱堆场调度相关理论17-25
• 2.1 集装箱堆场介绍17-20
• 2.1.1 集装箱堆场箱区的划分17
• 2.1.2 集装箱堆场堆存策略17-18
• 2.1.3 集装箱堆场箱区的编码方式18-19
• 2.1.4 集装箱堆场主要的装卸设备19-20
• 2.2 集装箱堆场作业流程分析20-22
• 2.2.1 集装箱进场作业20
• 2.2.2 集装箱出场作业20-21
• 2.2.3 集装箱装船作业21
• 2.2.4 集装箱卸船作业21
• 2.2.5 总结分析21-22
• 2.3 集装箱堆场场桥调度概述22-23
• 2.3.1 箱区内的场桥调度22
• 2.3.2 箱区间的场桥调度22-23
• 2.4 集装箱堆场场桥调度优化的影响因素分析23-24
• 2.4.1 操作任务量23
• 2.4.2 调度顺序23
• 2.4.3 场桥配置数量23
• 2.4.4 堆场的堆存策略23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 集装箱堆场场桥调度优化算法概述25-31
• 3.1 调度优化方法介绍25-29
• 3.1.1 模拟退火算法25-26
• 3.1.2 遗传算法26-27
• 3.1.3 蚁群算法27-28
• 3.1.4 禁忌搜索算法28-29
• 3.1.5 粒子群算法29
• 3.2 算法适用性分析29-31
• 第4章 单箱区单场桥的调度优化研究31-38
• 4.1 问题的提出31
• 4.2 模型的建立31-33
• 4.2.1 模型的建设条件31
• 4.2.2 参数的设定31-32
• 4.2.3 目标函数的建立32
• 4.2.4 约束条件32-33
• 4.3 模型求解算法的设计33-35
• 4.3.1 算法相关参数的设置33-34
• 4.3.2 算法步骤及流程34-35
• 4.4 实例分析35-37
• 4.5 本章小结37-38
• 第5章 多箱区多场桥的调度优化研究38-53
• 5.1 问题的提出38
• 5.2 模型的建立38-41
• 5.2.1 模型的假设条件38-39
• 5.2.2 参数的设定39-40
• 5.2.3 目标函数的建立40
• 5.2.4 约束条件40-41
• 5.3 模型求解算法的设计41-42
• 5.4 多箱区多场桥调度优化的图形用户界面的实现42-45
• 5.4.1 Matlab中用户界面的创建42-43
• 5.4.2 多箱区多场桥调度用户界面的功能模块介绍43-45
• 5.5 实例分析45-51
• 5.6 本章小结51-53
• 第6章 结论与展望53-55
• 6.1 结论53
• 6.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 附录58-72
• 在学期间科研成果情况72

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