集装箱码头集卡提箱与堆场翻箱协同优化研究

作     者：姚诗 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾庆成;孙祥君

授予年度：2015年

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：集装箱码头 提箱顺序 堆场翻箱 启发式算法 

摘      要：随着集装箱码头的快速发展和信息化时代程度的加深,我国集装箱码头智能化进程加快。在经济全球化背景下,航运对国民经济的积极作用,促进了港口的进一步发展,同时也对码头基础设施、系统作业效率以及运营管理水平提出了新的挑战。为提高生产效率,各港口纷纷从码头内部作业系统、信息管理方法进行优化改革,便捷起重小车、同贝同步装卸、场外集卡预约等新型技术应运而生,然而目前仍然存在着集装箱堆场翻箱量居高不下、闸口场外集卡排队等候进场等不合理现象。基于港口发展现状,本文以进口箱提箱作业过程为研究对象,提出在码头获得场外集卡到达信息的基础上,对提箱顺序和堆场翻箱进行协同优化,以期达到降低堆场翻箱量,减少码头作业成本的目标。首先,本文对集装箱码头进口箱提箱作业现状进行深入分析,指出其运营操作系统中存在的不足,并有针对性地提出关键优化问题,进而确定优化方法。其次,以确定型集卡到达信息的单贝位进口箱翻箱问题为基础,构建以翻箱量最小为目标的翻箱优化模型,并进行精确求解。再次,提出提箱顺序匹配堆存状态启发式算法以及落箱位优选启发式算法,并将二者结合构建提箱顺序与堆场翻箱协同优化启发式算法,其中提箱顺序匹配堆存状态启发式算法是针对降低堆场首次翻箱量,落箱位优选启发式算法是用于降低堆场二次翻箱量。最后,用集装箱堆场翻箱量、场外集卡平均提箱时间等指标进行模型评估。研究结果表明,通过将集卡提箱顺序考虑到堆场翻箱优化问题中,在集卡最大提箱时间约束下,能够有效地降低堆场翻箱量,提高作业效率,减少码头营运成本,增强集装箱码头的综合服务水平。