集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题

为提高集装箱码头堆场作业效率和降低运营成本,对堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题进行了研究.采用分区域平衡策划方法进行场地策划,考虑场桥间安全距离和场桥作业量均衡,以场桥移动成本和空闲成本之和最小为目标,建立集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化模型.为增强遗传算法的全局搜索能力,将模拟退火思想引入到遗传算法进化过程中,设计模拟退火遗传算法进行求解.通过数值实验验证了算法的有效性,并针对箱区不同规模的出口箱量进行实验分析,结果表明分区域平衡策划方法可以更好地解决箱位分配及多场桥调度协同优化问题.     

集装箱堆场出口箱箱位分配多目标优化模型

为了合理分配集装箱堆场出口箱箱位,考虑出口箱进场时间的随机性以及出口箱重量的不确定性,以取箱装船过程中尽量避免翻箱操作、最小化存储成本、使各堆栈中箱子数均衡为目标建立堆场出口箱箱位分配的多目标优化模型.应用MATLAB软件中YALMIP工具箱编程求解.针对此模型,设计3组实验,分析贝位中已占用箱位数对箱位分配的影响,以及各堆栈中箱子数均衡与存储成本之间的关系.结果表明该模型能够从总体上实现对出口箱箱位分配的优化并能尽量避免取箱装船过程出现翻箱操作.     

基于滚动计划的堆场出口箱存储位置分配两阶段模型

考虑出口箱进场时间的随机性,将集装箱堆场出口箱箱位分配问题分为两个阶段进行研究:(1)在滚动计划的基础上,以最小化场内集卡运输距离为目标建立整数规划模型,对到场出口箱进行箱区分配;(2)以取箱装船过程中贝位内翻箱数最小和平衡贝位内各堆栈箱数为目标,建立堆场出口箱具体箱位分配的多目标优化模型.应用Matlab软件中Yalmip工具箱编程求解,通过数值实验验证了模型的有效性.实验结果表明,该方法能够有效解决堆场出口箱箱位分配问题,减小堆场设备作业量,并通过减少翻箱操作提高码头作业效率.     

集装箱码头失约集卡出口箱落箱位选择优化

集卡预约系统是全球各大港口普遍采用的一种可以提高码头堆场资源利用率的方式,但由于交通、天气或者人为等原因,已预约的外集卡常常不能在预约时段内准时到达,即发生失约,导致码头工作效率降低。因此针对失约出口箱箱位的合理分配是当今港口亟需解决的问题。本文针对失约事件发生下堆场出口箱位分配问题,首先使用正态分布概率方法近似模拟出不同失约等级的集卡实际到达信息,并在此基础上建立了以最小化翻箱数和场桥移动距离为优化目标的数学模型,并用CPLEX对小规模算例进行了求解,证明了本文建立模型的可行性。针对本文模型特点设计了基于邻域搜索的启发式算法,同时设计了不同箱量、不同失约等级下的算例实验,并和传统作业算法进行了对比。算例实验表明上述方法可以在失约事件发生时合理安排出口箱的落箱位,提高码头的作业效率,且能在合理的时间内获得满意解,证明了本文建立模型的可行性和算法的有效性。     

基于模拟退火算法的场桥调度研究

集装箱码头的运作效率受场桥调度作业的影响很大,场桥调度合理与否对集装箱码头的整体运作效率具有至关重要的影响。高效的场桥调度方案不仅要满足给定配载计划下的种类和数量需求,而且要最小化场桥行走距离。为确定场桥的行走顺序和取箱方案,建立了以总完成时间最短为目标的场桥装载调度作业混合整数规划模型。分别运用启发式算法和模拟退火算法,对模型进行求解,并通过算例分析验证了算法及模型,表明模拟退火算法的结果要优于启发式算法,如当堆场数量为55个时,模拟退火算法要比启发式算法节约46 min,随着贝和集装箱类型的增加,模拟退火算法可节约更多的时间,同时还减少了龙门吊行走的路径,从而有效地提高了集装箱码头的运营效率。     

自动化码头支架式单悬臂箱区下场桥调度

为提高自动化码头的箱区作业效率,提出支架式单悬臂箱区布局方案,在此基础上进行场桥调度.考虑场桥间的安全距离及支架缓冲区数量约束,建立整数规划模型,并设计遗传算法对模型进行求解,并对两种布局下场桥调度进行对比.结果表明,在支架式单悬臂箱区布局下,场桥作业效率提高14.50%,场桥等待时间减少65.99%.支架式单悬臂箱区布局可更好地解决多场桥联合作业的优化问题,提高箱区作业效率,为自动化码头箱区规划提供了新思路.     

集装箱码头的堆场管理优化问题

考虑卡车调度以及调度方案造成交通拥堵的影响下,研究堆场内部空间的分配和场桥(YC)的调度问题.将上述问题整合成一个整数线性规划模型,模型以YC及卡车的调度费用的总和最小为优化目标.设计和声搜索算法和约束满足算法求解上述模型.通过堆场空间的合理分配以及高效的调度方案,可以提高集装箱码头的运行效率,进而降低集装箱码头的运营成本.     

集装箱场地箱位分配问题

为减少集装箱在装船时的翻倒箱次数,针对出口集装箱在堆场贝内箱位分配问题进行研究。以往的研究假设集装箱的重量概率分布在整个集港过程中保持不变,由于该假设与实际情况不相符合,该文考虑了集装箱的重量概率分布随堆存状况可变的情形,使其更加符合实际情况,并构建了一个带约束的随机动态规划模型。在求解算法方面,小规模算例可直接通过动态规划模型求得最优解。针对大规模算例,提出了两阶段的启发式算法:第一阶段基于邻域搜索的启发式算法,设计出各重量组的集装箱在不同堆垛形态下的优先堆放次序;第二阶段设计了基于翻滚策略的箱位堆放局部优化算法。数值计算结果表明:适用于小规模算例的动态规划算法和适用于大规模算例的两阶段启发式算法都能显著改善解质量,减少翻倒箱次数。     

基于班列抵港模式的海铁联运堆场箱位分配优化

基于抵港班列入场顺序和离港时间,以最小化压箱量和最小化场桥移动贝位数为目标,构建海铁联运进口箱的箱位分配优化模型,并利用Cplex对模型的正确性进行验证.针对模型和问题特点,设计启发式算法求解大规模现实问题,通过与最低栈堆存策略对比,证明了提出的箱位分配优化策略可有效降低压箱量.在此基础上,分析作业箱规模和抵港班列数量...     

考虑翻箱作业时出口箱堆场作业调度优化

基于出口箱的堆场操作实务,考虑堆场起重机取箱作业的现实约束,以作业过程中翻箱次数最少为目标,对堆场作业调度问题进行建模,提出了两阶段混合动态规划算法,将启发式规则嵌入动态规划算法中,以避免出现状态数"组合爆炸"增长的情况.通过仿真算例,并与实际调度规则及现有研究方法所得调度方案进行对比,验证了模型以及优化算法的有效性与实用性.结果表明,所提出的模型和算法可以在较短的求解时间内获得多组装船方案,且其翻箱次数显著降低.     

Integrated Quay Crane and Yard Truck Schedule Problem in Container Terminals

Quay crane and yard truck scheduling are two important subproblems in container terminal operations which have been studied separately in previous research. This paper proposes a new problem for the integrated quay crane and yard truck scheduling for inbound containers. The problem is formulated as a mixed integer programming (MIP) model. Due to the intractability, a genetic algorithm (GA) and a modified Johnson's Rule-based heuristic algorithm (MJRHA) are used for the problem solution. In addition, two closed form lower bounds are given to evaluate the solution accuracy. Computational experiments show that the solution algorithm can efficiently handle the scheduling problem and that the integrated methods are very useful.     

求解具有时空约束的板坯库天车调度问题Memetic算法

研究了钢铁企业板坯库天车调度问题,考虑了时间和空间以及热轧计划等实际限制,建立了一个板坯出库天车调度模型.针对天车调度问题具有实时性和不可交叉性的特点,设计了基于优先关系的天车分配编码方式、离散事件动态仿真解码、自适应交叉算子以及在交叉和变异后进行模拟退火局域搜索的Memetic算法.通过某钢厂板坯出库过程中天车调度的实际数据对模型和算法进行仿真测试,实验结果表明:该算法具有很高的收敛性和稳定性,满足实际生产需要.     

同船装卸协调作业模式下的集卡路径优化调度

为提高集装箱码头的装卸作业效率,合理使用集装箱码头作业机械资源,研究了基于同船同步装卸协调作业情况下集卡行驶路径问题,并综合考虑了岸桥的作业时间,使得在这种装卸调度模式下,集卡的行驶时间和岸桥装卸集装箱的总作业时间最小.并对所建模型进行了数值模拟,给出了集卡行驶的最优路径,岸桥进行装卸同步作业的次数.与传统的调度模式相比较,大大缩短了集卡的行驶时间以及降低了集卡的空载率,同时也提高了岸桥的作业效率,总体提高了机械设备的利用率.     

集装箱码头集卡作业的路径选择

为合理使用集装箱码头的集卡资源,提高集装箱码头的装卸搬运作业效率,建立在作业面作业模式下,综合考虑岸桥作业时间、场桥作业时间的基于时间最短的集卡调度模型,并进行了数值仿真,旨在解决在不同船舶装船作业和卸船作业同时进行前提下集装箱码头集卡作业路径选择问题.结果表明,该模型很好地解决了集装箱码头集卡作业路径选择问题,提高了集装箱码头的作业效率.     

作为中转物流平台的趸船作业调度优化

趸船调度作为中转物流平台作业的核心,是制约中流作业服务效率和单箱作业成本的主要瓶颈之一。依据中流作业的流程,考虑趸船堆存容量、被服务船舶的作业结束时间要求及船舶服务的优先级别3个主要实际因素,构建了以所有被服务船舶在锚地的加权总时间最短和单箱作业成本最低为目标的双目标规划模型。针对该问题解的特征设计了遗传算法对模型进行求解,最后通过算例分析验证了模型的合理性及算法的有效性。     

基于模拟退火算法的集装箱场桥调度优化

为了降低码头的运营成本,提高客户满意度,在分析集卡送箱进场作业流程的基础上,运用时间窗函数,建立以场桥与集卡相互等待时间最短以及场桥移动距离最短为目标的数学模型,根据模型特点设计模拟退火算法,实例数据代入的结果验证了该模型及算法的有效性。     

基于遗传算法的船舶分段堆场调度研究

针对船舶分段移动计划主要依靠经验以及缺乏有效调度的现状,研究建立以分段移动度最小为目标的优化模型,综合考虑了分段在堆场中的停放位置及进、出场路径.通过遗传算法选择分段在堆场中停放位置的最优方案,并构建启发式规则确定分段在堆场中的最优进、出场路径, 从而实现对模型的求解.最后以某船厂实际数据为例,对模型在堆场调度问题中的应用进行了实例验证,结果表明, 所研究方法可求解得出较优的堆场作业计划,并实现堆场资源的高效利用.     

基于拖车路径优化的集装箱船配载模型研究

在分析影响集装箱的装载效率时,考虑场内拖车在码头堆场和岸边装卸桥之间的移动距离,将配载问题看成是以码头堆场B ay位上的集装箱为供给、船舶B ay上的空箱位为需求的运输问题,以场内拖车将码头堆场集装箱送到岸边装卸桥所运行的距离最短为目标,建立配载模型并应用Hop fie ld神经网络模型进行计算机模拟.模拟结果说明,所提出的优化模型可以减少场内拖车运行的距离,提高集装箱装载效率,为合理进行集装箱船配载提供了一个参考模型.