考虑泊位偏好和岸桥移动的泊位岸桥联合调度

为了更高效地利用码头资源,同时考虑泊位资源和岸桥资源,建立了考虑泊位偏好和岸桥移动频数的泊位岸桥联合调度两阶段模型.第一阶段模型采用船舶到港时间可变的到港策略,建立了以船舶等待成本、泊位偏离成本、延迟离港成本之和最小为目标的混合整数规划模型.第二阶段模型考虑了岸桥的干扰约束,建立了以岸桥移动频数最小为目标的整数规划模型...     

多目标约束处理方法求解泊位岸桥联合分配问题

为了制定合理高效的泊位岸桥联合分配方案,加快船舶周转,本文针对船舶动态到港的连续泊位建立了以船舶总在港时间最短为目标的泊位岸桥联合分配混合整数非线性模型.通过多目标约束处理策略将复杂约束的违反程度转化为另一个目标,从而将原单目标优化模型转化为双目标优化模型,并用基于快速非支配排序的多目标遗传算法(NSGA-II)对其进行求解.同时,针对问题特点,分别设计了基于调整、惩罚函数、可行解优先和综合约束处理策略的单目标遗传算法对原模型进行求解.通过多组不同规模的标准算例对本文的方法进行测试,验证了基于多目标约束处理策略的方法求解效果相较于单目标约束处理策略的方法更加高效和稳定.     

改进Memetic算法求解集装箱码头泊位岸桥调度问题

针对集装箱码头泊位岸桥调度这一NP难题,提出了一种改进的Memetic算法。算法中采用三层染色体结构表示个体,通过改进顺序交叉算子和基于领域搜索的变异算子以避免个体超出可行域,在交叉和变异后采用改进的模拟退火策略进行局部搜索。试验算例表明该算法收敛速度较快,且能获得较好的满意解。     

基于作业链的泊位与岸桥协同调度研究

针对泊位与岸桥协同调度问题,引入"链式优化"思路,用作业链的方法分析集装箱装卸作业过程,首先将泊位计划作为开始链单元,采用资源节点优化策略进行分析,以最小化船舶在港总成本为目标建立模型;然后将岸桥卸船作业作为结束链单元,采用任务节点优化策略进行分析,以最小化岸桥最大完工时间为目标建立模型.考虑到作业链的整体性能,设计嵌...     

基于多目标遗传算法的集装箱码头泊位—岸桥分配问题研究

为获得合理的集装箱码头泊位—岸桥分配方案,建立了以最小化船舶在港时间和码头生产成本为目标的优化模型。提出一种多目标遗传算法用于求解该模型,算法中采用染色体组的方式表示可行解,给出了多个约束条件下的交叉算子运算规则,个体的各目标值结合岸桥分配启发式算法求得,并应用Pareto分级方法进行适应度值评价;同时给出了最终实施方案的选择策略。试验算例表明,与单目标优化相比,提出的优化方法能获得使码头综合效益较大的满意解。     

基于改进遗传算法的泊位岸桥协调调度优化

针对集装箱码头资源调度不合理造成资源浪费的问题,在考虑岸桥装卸成本的基础上,以在港集装箱船总的作业成本最小为优化目标,建立了基于非线性混合整数规划的泊位岸桥协调调度优化模型。为使模型更加接近码头操作的实际情况,模型假设船舶装卸时间依赖于为其分配的岸桥数。采用基于可拓关联函数的改进遗传算法对模型进行求解。改进算法强调了不可行解的重要性,用可拓关联度来衡量种群中不可行解的优劣程度,通过在种群迭代中始终保持一定数量的不可行解来维持种群多样性,从而克服传统算法局部搜索能力较差的缺陷。数值实验验证了模型和算法的可行性和有效性,与不考虑岸桥装卸成本的模型相比,能够有效减少港口资源的浪费。     

单船装卸作业的岸桥调度

岸桥作为港口的一种重要资源,其利用率直接影响整个码头的效率。对单船装卸作业的岸桥调度问题进行了研究分析,给出了一种改进的启发式算法NEW GRASP。最后通过实验与原始算法进行了比较。     

考虑潮汐影响的泊位分配与船舶调度集成优化

针对港口作业中大船需乘潮进出港口的现实,研究潮汐影响下的泊位分配与船舶进出港次序集成优化问题.考虑船舶偏好泊位与进出港时段等约束,以到港船舶作业时间成本、偏离偏好泊位成本和滞期成本之和最小为目标,构建混合整数线性规划模型,并设计了改进禁忌搜索算法来求解.在算法中,为修正无效与质量较劣的解设计了修复策略;为提高算法的搜索效率,给出了集中性解与多样性解的数量的变化方式与长——短禁忌表.算例分析验证了模型和算法的有效性,可为集装箱港口的作业调度提供参考.     

离散泊位布局下的泊位岸桥动态协调调度

为了制定合理的集装箱码头泊位岸桥资源调度计划,提高码头作业效率和客户满意度,基于离散泊位布局,建立了以在港集装箱船总的服务成本最小为优化目标的动态泊位岸桥协调调度模型。设计了遗传算法对模型求解,通过将部分约束条件嵌入算法结构简化了模型求解难度,并对算法迭代过程中的不可行解采用逐时刻基因调整策略进行修复。经过若干算例的数值实验,验证了模型和算法的可行性和有效性。     

时间窗下单船岸桥调度——基于数学规划和规则的启发式算法

在考虑任务属性中的任务优先顺序和不可同时执行要求,岸桥属性中的岸桥时间窗、转移时间、初始位置、安全距离和装卸速度等因素下,以单艘船舶的最短岸桥作业时间为目标函数,建立单艘船舶岸桥调度的混合整数线性模型P1。计算数据采集于宁波某集装箱港口,通过简化模型P2求解岸桥调度模型P1的下限边界值和排程数据,在此基础上,运用基于规则的启发式算法求解模型P1的岸桥调度时序表。计算结果表示本组合算法能较好地得到满意解,而且比较符合港口实际。     

桥吊迁移的港口连续泊位分配问题在线算法

集装箱码头资源的高效利用已被研究多年,而多数是在预知所有船舶作业的相关信息(到港时间、船舶尺寸等)的离线情况下建模与计算.现实中,却因一些突发因素(如恶劣天气、设备故障等)使预知信息不可靠,以至原调度方案不可行,从而降低港口作业效率及资源浪费.故在桥吊可迁移的连续泊位分配模式下,首次结合在线算法思想,提出泊位与桥吊调度的模型,并设计相应的在线调度算法.利用平滑分析方法给出算法的平滑竞争比,实验证实算法可行性.     

考虑能耗节约的集装箱码头双小车岸桥与AGV联合配置及调度优化

合理调度集装箱码头的装卸设备以减少生产过程中的能耗, 对实现其低碳绿色化发展具有重要意义. 针对集装箱码头向自动化发展过程中的双小车岸桥与AGV (Automated guided vehicle)联合配置及调度问题, 考虑AGV续航时间、双小车岸桥中转平台容量和堆场缓冲支架容量约束, 以岸桥的能耗最小为第一阶段模型的优化目标, 以AGV运输过程的能耗最小为第二阶段目标建立两阶段优化模型; 设计枚举法求解第一阶段模型, 改进遗传算法求解第二阶段优化模型. 以洋山四期自动化集装箱码头为例进行实验分析, 针对不同船舶在港总装卸时间和AGV配置原则进行实验, 验证了模型和算法的有效性, 结果表明以最小化能耗为目标的双小车岸桥与AGV联合调度可在岸桥主小车不延误的前提下, 显著减少AGV的配置数量.     

干扰约束下集装箱码头全岸线岸桥调度研究

为实现自动化码头岸桥作业方案的动态调整与优化,提升作业效率,以全岸线的岸桥为研究对象,在岸线以贝位为单位划分的基础上,考虑岸桥装卸作业过程中的安全距离、作业顺序以及贝位任务量等因素,建立了以最小化岸桥最大完工时间和等待时间为目标的混合整数规划模型,并设计了改进的遗传算法对该模型进行求解。通过不同情形的实际算例对模型和算法进行了验证。计算结果表明,该模型可以有效解决全岸线的岸桥调度问题,并得到更优的调度结果;同时改进的遗传算法计算时间随着算例规模的扩大而减少,并且解的质量更高,进而验证了在提升自动化码头作业效率上,全岸线岸桥调度的有效性。     

自动化码头双小车岸桥与AGV协调调度问题研究

为研究自动化集装箱码头中自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）与双小车岸桥（Double-Trolley Quay Crane，QC）的协调调度问题，考虑双小车岸桥中转平台及其容量限制，并以双小车岸桥门架小车时间窗为约束，建立以集装箱任务最大完工时间最小化为目标的混合整数规划模型。设计启发式算法，由中转平台的容量求得岸桥门架小车操作集装箱任务的时间窗，并采用遗传算法进行求解，给出相应的AGV调度优化方案，解决两大设备的协调调度问题。最后，以10组实验为例，比较了遗传算法与粒子群算法的优化结果。结果表明两种算法一致，且基于遗传算法的模型求解收敛速度更快，从而验证了该算法的可行性。     

单向航道下连续泊位分配与船舶调度集成优化

为改善单向航道连续泊位港口的运营效率,研究泊位分配与船舶进出港调度集成优化.考虑潮汐、进出港时段交替与偏好泊位的影响,建立0-1整数线性规划模型,以船舶偏离偏好泊位成本和滞期成本为优化目标,确定各艘船舶的靠泊位置与进出港时刻.针对问题情境和其特有的约束条件,将原数学模型通过Dantzig-Wolfe分解方法分成主问题模...     

考虑时间窗的集装箱港口场桥全局调度优化

合理高效的场桥调度计划有助于减少场桥与集卡相互等待的时间从而提高港口的运营效率,考虑到在实际操作中会出现多箱区多场桥同时工作、互相冲突等情况,建立了以场桥移动成本和延误成本最小化为目标的数学模型,利用计划时间段和时间窗的概念对场桥作业进行约束,通过遗传算法编码进行求解,并将计算结果与实际操作及其他算法的优化结果相对比,进而验证该模型和算法的有效性和稳定性。     

基于计算物流与计算智能的多码头泊位堆场联合调度

针对同一地区邻近集装箱码头往往物流功能相似、货源腹地重叠、无序竞争突出和资源利用率较低等特点, 本文重点探讨了隶属于同一组织内且位置相邻多集装箱码头的泊位-堆场一体化计划调度(multiple container terminal tactical berth and yard incorporate integrative scheduling, MCT-TBY-IIS)问题. 基于计算物流, 利用多重多背包问题将MCT-TBY-IIS抽象和分解为考虑泊位水深约束和出口集装箱可转港作业的多码头动态连续泊位分配和多码头周期滚动堆场分配两个中度耦合子问题, 进而在计算物流面向问题探索的思想下, 提出了面向层次嵌套结构的二阶段改进帝国竞争算法(hierarchical nesting oriented two-stage improved imperialist competitive algorithm, HNO-TSI-ICA)对MCT-TBY-IIS进行求解优化. 最后, 面向我国东南沿海的典型多码头联合作业实例, 遴选出面向帝国兴替的双同化帝国竞争改进算法和面向0-1背包问题的二进制帝国竞争算法组合应用于HNO-TSI-ICA, 其在求解MCT-TBY-IIS时效果较好, 且堆场作业子系统目标成本的结构较稳定, 其不受计划期内港口负荷和计划周期长度的影响, 其中, 出口箱区集装箱水平运输成本的贡献度在堆场作业子目标成本的比重最大, 稳定在83%左右. 通过对MCT-TBY-IIS的建模与优化, 可以发现多码头联合作业模式有较好的潜力帮助同一组织内邻近的多码头降本增效和提高核心资源的利用率.     

集装箱码头设备配置与作业调度集成优化研究

合理配置与调度自动化集装箱码头岸桥、场桥和AGV(automated guided vehicle)等设备对提高码头作业效率,减少能耗具有重要意义.在集装箱码头缓冲区容量有限的条件下,结合AGV路径无冲突约束,建立了以最小化船舶在港时间和最小化总能耗为目标的多目标混合整数规划模型,并设计了双层遗传算法求解方法.以某市自...