集装箱码头集卡拥堵收费模型与算法

研究集装箱码头集卡拥堵收费问题,目的是减少集卡排队等待时间,以及由集卡排队引起的污染排放.为确定最优的拥堵费率,建立了集卡拥堵收费的双层规划模型.模型考虑了码头运营商、集卡司机和政府管理者之间的博弈关系.在上层模型中,码头运营商以总排队费用最低为目标;下层是用户均衡模型,集卡司机以广义费用最低为目标选择到达时段,通过上下层模型间的反馈决定最优的拥堵收费方案.为求解模型,设计基于文化基因启发式(MH)算法和逐点固定流体近似(PSFFA)算法的求解方法,利用MH算法搜索最优收费方案,利用PSFFA算法计算排队时间.最后,应用算例对模型和算法的有效性进行验证.结果表明,拥堵收费可以有效地减少集卡排队时间,所设计的模型考虑了集卡收费的影响因素,以及码头运营商和集卡司机等主体之间的利益关系,为缓解码头集卡拥堵提供了一种有效的方法.     

考虑碳排放和预约机制的送箱集卡多码头调度问题

考虑送箱集卡多码头调度的低碳、高效化要求,及为解决集卡不规律到达导致码头拥挤问题而提出的集卡预约集港机制,以单一外堆场调用送箱集卡数量最小及多集装箱码头调度方案碳排放总量最小为目标,构建了单堆场多码头送箱集卡调度模型.设计了改进的蚁群算法对该模型进行求解,得到按时间段划分的港外堆场多码头集卡低碳送箱方案,通过算例验证了所构建模型和算法的有效性.结果表明,考虑碳排放和预约机制的送箱集卡多码头调度方案所需集卡数量少,工作时间短,兼顾了集装箱码头集卡送箱作业低碳和高效的要求.     

基于装卸协同作业的集装箱码头集卡调度及配置优化

为研究集装箱码头集卡线路优化问题,在待装集装箱船舶与待卸集装箱船舶同时作业情况下,研究集卡的运输路径,建立集卡行驶路径最短的优化模型,并对优化模型进行数值试验,在合理时间内获得了最优结果.在此基础上以岸桥等待时间最短估算作业需要配备的最佳集卡数量.该模型和方法为码头集卡线路优化问题提供了决策支持.     

基于预约策略的港外集卡送取箱双目标优化模型

针对集疏港高峰时段，因集卡不均衡到达港口造成的闸口、堆场以及公路运输网络的拥堵，提出在有效的预约机制下，通过划分某时段的预约时间窗与预约份额，以效益最大化为原则，优化到达各进出口箱区完成送取箱任务的港外集卡调度计划.以所有港外集卡作业总时间与集卡调用数量对应的双目标成本值最小为目的，建立港外集卡送取箱预约优化模型，并用设计改进的遗传算法对模型进行求解.最后通过算例对模型和算法的有效性进行了验证.结果表明，所构建的模型能够有效降低港外集卡的调用数量以及港外集卡的在港时间，可以为港口与运输企业提高经济效益.     

基于码头闸口数据的集卡周转时间短时预测方法

为给车辆调度优化以及集卡预约系统设计提供重要参考,利用所采集的深圳市某港口的码头闸口数据,建立一种基于数据挖掘的集卡周转时间短时预测方法.首先,通过对码头闸口数据进行分析,获取车辆到达时间分布、任务类型、作业方式等集卡作业特征以及集卡在码头内的周转时间;在此基础上,利用循环神经网络并结合训练集数据,建立集卡作业特征与其周转时间之间的映射关系.其次,为减少随机波动对周转时间预测效果的影响,利用小波分解算法对循环神经网络拟合结果的残差进行高频噪声分离,并通过自回归模型拟合过滤后的低频序列.最后,将拟合后的循环神经网络与自回归模型进行结合,建立一种支持集卡周转时间短时预测的组合模型,并利用测试集数据进行有效性验证.结果 表明,相比单一的循环神经网络,该组合模型可以大幅提升预测精度.     

基于双向信息传递的场桥配置与集卡预约协同优化

基于集卡司机与码头之间信息的双向传递,提出考虑场桥资源动态配置的集卡预约新模式.在该模式下,场桥资源配置信息以及码头繁忙信息将在预约过程中作为决策辅助信息反馈给集卡司机,并设计双层遗传算法求解动态预约过程中场桥资源配置的优化问题.新预约模式与传统预约模式、等额预约模式在不同情形、规模算例下的仿真对比表明,新预约模式对于削减作业高峰、缩短集卡在港时间具有有效性与实用性.     

面向集装箱码头重载车辆排队系统的碳排放仿真研究

在我国,道路交通污染已成为大气环境污染的主要来源之一.相比于小型车辆,重载车辆的排放污染往往更加严重.以集装箱卡车为例,集卡车辆在港口、码头等处排队通过闸口的过程中会排放大量的HC、CO等污染物,这些排放的气体会严重加剧所在区域的大气污染.因此,在深入剖析集装箱码头闸口排队系统的基础上,构建M/G/S/∞/∞/FCFS排队系统模型,并结合我国集卡车辆排放标准,采用MOVES模型,对上海港集卡车辆排队过程中的碳排放进行仿真研究,解析连续速度变化下,CO_2、CO以及THC等碳排放污染的变化趋势与内在关联,研究成果可为低碳交通管理提供重要的决策依据.     

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。     

一种集装箱港口集卡的动态调度方法

在集装箱港口中,设备的配置和调度对港口的运作效率有着较大影响。为了研究集装箱港口岸桥与集卡的调度,在混合交叉作业模式下,基于集卡运输时间和集卡排队等待时间的权重系数考虑,建立了以总作业时间最小为目标的集卡动态调度模型,实现了不同船舶装船作业和卸船作业同时进行的集卡动态分配。最后,通过对集装箱港口实际作业流程的建模仿真,例证了本文模型的有效性和实用性。     

带启动—完全关闭时间的MX/G/1排队系统等待时间研究

利用球罐模型研究了带启动和完全关闭时间的批到达多级适应性休假排队系统的顾客等待时间,获得了该系统中任一顾客的平均等待时间,给出了顾客等待时间的随机分解,并推广了批到达多重休假与单重休假排队系统的几个结论.