考虑倒箱的混堆装船箱区内场桥调度优化

在混堆装船箱区中,提箱外集卡抵达时序的随机性增加了装船过程中的倒箱作业量,增大了堆场中场桥调度的难度,降低了堆场作业效率.针对该问题,重点考虑了内外集卡不同的优先级别、作业截止时刻和作业过程中倒箱量的影响,建立了以港方费用、作业过程中倒箱量两者最小为双目标的混堆装船箱区多场桥调度的数学模型.提出了一个带有滚动时域的启发式求解算法,并且为求解单个时域对应的子调度问题,设计了一个带有解空间切割功能并嵌入倒箱策略的遗传算法.通过仿真算例,验证了优化模型及算法的实用性与有效性.本文可以为实时的场桥调度提供决策支持.     

交箱序列不确定下的堆场箱位分配及多场桥调度优化

集装箱码头堆场出口箱箱位分配和场桥调度对装船效率有重要影响.为了避免翻箱,从装船和预约信息的视角提出新的堆存策略,考虑场桥实际作业中的安全距离,以装船时场桥完成提箱任务总时间最短为目标,构建堆场箱位分配及多场桥调度集成优化模型.设计文化基因算法进行求解,在遗传进化过程中加入了变邻域搜索操作,增强了算法的局部搜索能力.通过实例验证了模型和算法的有效性,并对集卡预约时段长度和准确性进行了鲁棒性分析.研究成果有利于提高装船作业效率.     

集装箱码头集卡配置优化的闭合排队网络模型

以集装箱码头同贝同步装卸作业为研究对象,以提高码头作业效率、提升服务能力为目标,研究码头内部集卡数量配置优化问题.将码头作业系统视为服务网络,构建码头同贝同步装卸作业的闭合排队网络模型,刻画集卡在各个环节的作业过程,分析不同设备配置下码头作业系统服务能力,揭示制约码头整体作业效率关键环节.以码头作业成本最小为目标,考虑集卡在各个环节的排队等待时间及设备利用率,建立了基于同贝同步装卸作业的集卡数量优化模型,并设计算法对模型进行求解.本研究从服务网络角度揭示了码头作业效率与岸桥、集卡、场桥配置的关系,为码头设备调度与服务流程设计提供了依据.     

基于堆场混合堆存的集装箱码头装船顺序优化模型

为提高集装箱码头同贝同步装卸中岸桥与场桥作业效率,降低集卡空驶,提出了一种新的码头堆场堆存方法,即进出口集装箱混合堆存策略.以最小化场桥装卸作业的移动时间及翻箱时间为目标,建立出口集装箱装船顺序优化模型,通过优化出口集装箱装船顺序,增加场桥双循环次数,提高岸桥作业效率.设计了求解模型的启发式算法,并利用算例验证了模型和算法的有效性,分析了不同堆场布局的影响.结果表明,混合堆存策略能有效提高场桥的作业效率,本文构建的模型为提高岸桥同贝同步装卸效率提供了依据.     

基于预约反馈机制的外集卡调度优化

为了缓解集装箱码头集卡排队拥堵状况,针对传统预约机制仅规定集卡抵港数量上限和长间隔预约时段等静态信息的不足,本文综合考虑集卡抵港时序和堆场堆垛作业信息匹配关系,建立了基于抵港时序的动态预约反馈机制,以外集卡进口箱提取过程与堆场翻箱为匹配对象,以外集卡平均周转时间最小为目标,构建了外集卡抵港时序的优化模型,并设计了遗传算法求解模型。模型结果表明,预约反馈机制下外集卡最佳抵港时序显著减少了集卡在码头的平均周转时间,减少了16.74%。为优化外集卡调度、缓解集卡拥堵、提高集卡作业效率提供理论支持。     

集装箱码头动态集卡配置的并行仿真优化方法

分析了动态集卡配置对集装箱码头装卸作业的影响,构建了一个包括船舶、锚地、泊位,岸桥、堆场龙门起重机、内部集卡、外部集卡和大门系统等在内的集装箱码头整体作业系统的仿真模型.运用仿真模型与优化算法相结合的基于仿真的优化方法(SBO)对集装箱码头动态集卡配置问题进行了求解,并将基于MPI消息传递标准的并行集群计算方法引入该求解过程,很好的解决了基于仿真的优化方法中存在的计算代价过大的问题.     

考虑了交箱时间不确定性的场桥堆存作业优化

客户送箱时间的不确定性直接影响出口箱的场桥堆存作业效率和其在集装箱码头堆场的堆存状态,进而增加场桥作业移动距离以及后续装船过程中的翻箱作业量,降低码头作业效率.针对该问题通过马尔可夫链预测方法将随机交箱序列转化为广义交箱序列,在此基础上,结合集装箱港口作业实际,建立了以最小化预翻箱数量和场桥堆存作业移动距离为目标的场桥调度优化两阶段数学模型,并分别针对初始决策阶段和实时调度阶段设计了静态与动态求解算法.通过仿真算例,借助于与不同堆存策略的对比,显示了优化模型及算法的实用性与有效性,为场桥调度方案的实时生成提供决策支持.     

面向干支线船舶衔接的集装箱码头泊位分配模型

针对集装箱枢纽港干支线船舶的中转作业,提出了一种新的中转作业模式,即部分中转集装箱不经过堆场堆存,直接在干线船和支线船之间中转.从平衡船舶的延误成本、集卡与场桥作业成本的角度建立基于干支线衔接的泊位分配模型,优化干支线船舶泊位分配计划以及衔接计划.设计求解模型的启发式算法,并对模型与算法的有效性进行了验证.结果表明:基于新装卸模式的泊位分配方法可以降低中转作业的总成本,提高干支线船舶的衔接效率,对提高集装箱枢纽港的竞争力具有重要意义.     

装卸同步工艺下前方堆场布局分散度仿真研究

集装箱码头作业优化的精细管理,使我们聚焦到了前方堆场布局优化的研究领域.研究提出了集装箱堆场布局分散度的概念,利用集装箱码头作业专业仿真软件Flexsim-CT,建立了装卸同步工艺下,包括泊位,桥吊,堆场,龙门吊,集卡等主要作业设备的码头装卸作业仿真模型.分析了在泊位服务强度高低不同的场景下,堆场布局分散度策略改变对集装箱码头装卸作业时间和桥吊作业效率的影响.结合洋山深水港的实际生产数据进行了案例仿真,根据仿真结果揭示了集装箱堆场布局分散度对集装箱堆场合理规划的重要意义,同时为相关码头企业提出了堆场规划改进的建议.     

一种高效的实时交通信号灯控制算法

针对交通信号灯实时控制问题,设计了一种以最小化车辆等待时间为目标的数学模型,并给出了一种能求解该模型最优解的启发式搜索算法.仿真结果显示启发式搜索算法存在求解时间长,求解效率不稳定等问题.因此在原算法基础上加入了多阶段决策优化方法,并且在各个阶段中采用了限时搜索,使得算法能在固定时间内得到结果,保证了算法的稳定性和实时性.通过实际数据仿真显示,优化后的算法对比固定周期算法减少了车辆的等待时间;对比原始的启发式搜索算法,提高了求解效率,满足了实时控制的要求.     

时空约束下连铸车间天车调度的多目标建模与求解

针对钢厂炼钢-连铸车间天车调度的时空约束下NP难问题特点,考虑重钢包和空钢包吊运任务,以所有吊运任务等待被运输时间最短、总运输时间最短、天车之间负载时间差异最小为优化目标,按作业跨中多台天车执行吊运任务的时间空间约束、天车运行安全约束条件满足等为约束方程,建立了天车调度模型.设计了天车调度规则用于抽象表达其运行特征,即按吊运任务与天车的相对位置关系确定各天车与任务的匹配度,作为选择天车的指导;按天车状态及位置更新规则描述天车运行过程;按任务种类与预计起止时间先后确定吊运任务的优先级,作为天车运行过程中利用天车被动运输进行冲突消解的依据.设计了与模型特征相适应的改进遗传算法进行求解,采用某钢厂连铸跨的生产数据进行检验,通过与禁忌搜索法进行对比,证实了改进遗传算法的可行性和有效性,能够为生产过程中的天车调度提供指导.     

集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化

为提高集装箱码头作业效率,在码头集装箱卡车作业能力充足的条件下,对集装箱码头作业装卸系统集成调度问题进行了研究.针对集装箱码头装卸作业的特点,提出了装卸作业的预定义顺序约束、作业次序依赖的设备调整时间及岸桥碰撞干涉约束等,并在此基础上建立了整数规划模型.针对这一模型设计了两阶段启发式算法对问题进行求解.通过在数值实验中将结果与低界相比较,证明该算法效果良好.特别对于规模较大的问题,算法也可以进行有效的求解.     

基于遗传算法的泊位连续化动态调度研究

针对泊位调度问题,将岸线连续化,建立了泊位的动态调度模型。考虑到岸边起重机的分配对泊位调度中船舶的集装箱装卸作业时间的影响,根据规则建立了分配岸边起重机和确定船舶集装箱装卸作业时间的算法。基于泊位连续化动态调度模型建立了分段的染色体编码,分别反映船舶靠泊服务顺序和靠泊位置信息。基于实例,通过仿真计算,与泊位离散化动态调度进行了比较和分析。     

集装箱港口装卸中的龙门吊数量配置

龙门吊是集装箱港口装卸过程中的重要机械,其配置情况关系到整个港口的作业效率.讨论集装箱港口装卸过程中的龙门吊数量配置问题,建立龙门吊的数量配置网络流模型.给出模型的最小流算法,并采用数学方法证明算法的正确性和有效性,最后通过一个算例说明模型和算法应用方法.     

集装箱港口泊位配置优化

基于泊位资源关系到整个集装箱港口的作业效率,将泊位配置问题抽象为二维装箱问题,建立了同时考虑泊位和桥吊资源的整数规划模型,模型的目标函数是广义时间最短。由于问题的NP性,给出了模型的回溯算法,并通过一个算例证明了该模型和算法的有效性。     

基于SAGA算法的双40英尺场桥作业调度优化及比较分析

基于双40 ft场桥的作业特点，建立以最小作业时间为目标的混堆箱区内传统单吊具场桥、单起升双40 ft场桥，以及双起升双40 ft场桥调度模型。通过SAGA(simulate anneal genetic algorithm)算法求解模型，达到了优化场桥设备配置和调度策略、缩短平均装卸时间、提高自动化码头作业效率的目标。对比了不同相邻箱占比、总任务量和贝位数情况下的3种场桥的作业效率。结果表明：在相邻箱占比、总任务量或贝位数不同的情况下，双40 ft场桥效率均高于单吊具场桥，验证了调度模型和算法的有效性。     

堆区混贝的堆场场吊调度模型与算法

为提高集装箱码头堆场场吊作业效率,研究了堆场单堆区混贝条件下的场吊调度问题.在单堆区内集装箱混贝堆放的前提下,提出了堆场场吊装卸作业时间窗约束、作业次序依赖的设备调整时间及堆场空间约束等,并在此基础上建立了整数规划模型.针对这一模型设计了改进禁忌搜索算法对问题进行求解.最后通过数值实验表明改进后的算法在对大规模问题求解时具有良好的效果,且算法效率较高.