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基于泊位偏好与服务优先级的泊位和岸桥分配

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2013年第5期32卷 709-712页

作者：乐美龙刘秀玲上海海事大学物流研究中心上海201306

针对泊位计划的泊位和岸桥联合分配问题,考虑在泊效率、船舶岸桥的平均作业速度,服务岸桥数量,船舶服务优先级,泊位偏好,准备时间和最迟必须离开时间共七个因素,以24 h内所有船舶的在港时间最短为目标函数,建立整数非线性规划模型(INLP)... 详细信息

针对泊位计划的泊位和岸桥联合分配问题,考虑在泊效率、船舶岸桥的平均作业速度,服务岸桥数量,船舶服务优先级,泊位偏好,准备时间和最迟必须离开时间共七个因素,以24 h内所有船舶的在港时间最短为目标函数,建立整数非线性规划模型(INLP).运用Gurobi软件和遗传算法进行求解,得出泊位计划的工作目标:昼夜计划表.并对实验结果进行岸桥平均作业台数分析.

关键词：泊位偏好服务优先级在泊效率泊位分配岸桥分配集装箱港口优化昼夜计划表岸桥利用率

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基于泊位偏好与岸桥干扰的泊位和岸桥分配

运筹与管理 2014年第1期23卷 90-100页

作者：乐美龙刘秀玲上海海事大学物流研究中心上海201306

泊位和岸桥是集装箱港口资源中最紧缺的资源,合理的泊位分配和岸桥调度可以提高集装箱港口的资源利用率和港口的运作效率和效益。针对泊位偏离和岸桥工作损失两个因素,文章建立了集装箱港口泊位和岸桥的混合整数线性规划模型;运用采集... 详细信息

泊位和岸桥是集装箱港口资源中最紧缺的资源,合理的泊位分配和岸桥调度可以提高集装箱港口的资源利用率和港口的运作效率和效益。针对泊位偏离和岸桥工作损失两个因素,文章建立了集装箱港口泊位和岸桥的混合整数线性规划模型;运用采集自宁波某典型集装箱港口的数据,用Gurobi优化软件和两阶段启发式算法对模型进行了求解;对计算结果进行了经济性分析。计算结果表明:该港口的岸线资源利用率为46%时,1000m^1600m基本没被利用;18台岸桥要比16台岸桥的目标值更优,求解时间更短,而且18台岸桥的平均利用率为80%,为此,建议该港口再增加两台岸桥。同时发现:随着船舶规模的增加,Gurobi优化求解的时间增长较快,而两阶段启发式算法仍能在很短时间内求得准优解。

关键词：泊位分配岸桥分配集装箱港口优化两阶段启发式算法集装箱港口经济性分析

考虑潮汐影响的连续型泊位指派与岸桥分配联合优化研究

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考虑潮汐影响的连续型泊位指派与岸桥分配联合优化研究

作者：王洪岩大连海事大学

学位级别：硕士

全球经济的快速发展、运输业需求的不断增长,带来了港口吞吐量迅速增加,带来了集装箱的数量也迅速增加。快速增长的进出口货物吞吐量不仅带来了巨大的经济效益,并且对集装箱码头的软硬性条件提出了更高的要求。能否充分利用集装箱码头... 详细信息

全球经济的快速发展、运输业需求的不断增长,带来了港口吞吐量迅速增加,带来了集装箱的数量也迅速增加。快速增长的进出口货物吞吐量不仅带来了巨大的经济效益,并且对集装箱码头的软硬性条件提出了更高的要求。能否充分利用集装箱码头的资源,协调各种作业,生产资源相互配合,是能否更有效、更完整地进行作业,是确保集装箱码头在作业时能够顺利进行并且充分利用的关键条件。泊位和岸桥是集装箱码头的重要资源。合理的分配并使用泊位与岸桥是提高集装箱码头运营效率的重要途径。在港口业务的实践中,船舶会受到泊位水深的影响,泊位的水深必须满足船舶的吃水要求。文中考虑了具有不同吃水要求的多种船型的集装箱船舶,并约束船舶在其任意靠泊作业期间的港口水深均满足船舶的吃水要求,以计划期内所有集装箱船舶总在港时间最小为目标,构建了考虑潮汐影响的连续型泊位指派与岸桥分配联合优化模型.考虑到问题的复杂性,针对问题的特点,设计了自适应邻域搜索算法进行求解。算例实验结果表明:算法具有较好的收敛性,且能在合理时间内对较大规模的算例进行求解,验证了算法的有效性;此外,结果表明若应用到实际码头运营中,文中的泊位与岸桥分配方案相比于不考虑船舶吃水要求时的泊位与岸桥分配方案所对应的船舶总在港时间大幅度降低,验证了本文的研究意义。本文能够为集装箱码头实际运营过程中的泊位指派与岸桥分配提供有益借鉴,具有较强的理论与应用价值。

关键词：连续泊位泊位指派岸桥分配潮汐

不确定环境下低碳导向的泊位与岸桥分配集成优化研究

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不确定环境下低碳导向的泊位与岸桥分配集成优化研究

作者：孙堑上海大学

学位级别：硕士

集装箱码头在全球集装箱运输网络中扮演着至关重要的角色。码头高效可靠的集装箱装卸服务是海上物流的主要动力之一。集装箱码头的性能很大程度上取决于码头资源的使用效率。与岸线相关的规划问题面临着各种参数的不确定性,这使得港口... 详细信息

集装箱码头在全球集装箱运输网络中扮演着至关重要的角色。码头高效可靠的集装箱装卸服务是海上物流的主要动力之一。集装箱码头的性能很大程度上取决于码头资源的使用效率。与岸线相关的规划问题面临着各种参数的不确定性,这使得港口作业的有效规划更加复杂。在泊位分配(Berth Allocation Planning,BAP)中,尤其船舶到港时间的不确定性和因装卸集装箱而产生的工作量的不确定性对计划的实施都有着至关重要的影响,处理不当对整个港口作业都会产生严重的资源浪费。同时港口的环境污染问题一直受到政府的高度关注,绿色港口已成为我国海运业可持续发展的重点。国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)提出,从长远来看,对港口征收碳排放税可作为一项港口减少碳排放的可行方案。为此,本文通过查阅学习近些年国内外研究学者在解决不确定环境下的BAP以及考虑“绿色”因素的BAP的研究基础上,分析这两个研究点对传统BAP问题的影响,制定出绿色稳健,低碳导向的泊位-岸桥分配计划(Berth Allocation and Quay Crane Assignment Planning)。其中不确定因素同时考虑了船舶的预计到港时间和因装卸集装箱而产生的工作量。本文通过考虑单一税率和分段税率两种不同的港口碳排放税率政策,致力于减少因岸桥作业而产生的碳排放。针对不确定环境下的低碳导向的泊位-岸桥分配计划建立了基于一系列场景的两阶段随机整数规划模型。考虑到船舶到达的不确定性和所需的工作量的波动,第一阶段为基线计划,包括所有船舶的停泊位置、进出泊位的时间和岸桥(Quay Crane,QC)分配。第二阶段是基于第一阶段的调整计划,包括船舶的实际停泊位置、进出泊位的时间和岸桥分配。为求解提出的两阶段随机整数规划模型,本文设计了基于列生成算法(Column Generation,CG)的启发式方法。并进行了大量的数值实验来验证模型和算法的有效性和效率。算法的创新点主要体现在将传统的CG应用在算法求解的两个阶段中,在第二阶段中是用来为每个场景产生多个可行的调整方案,再根据第二阶段的结果将模型转换;而后是用来解决转换后的模型。并且算法中在多个地方使用分解技术来提高算法的求解效率。本文将该方法进一步总结归纳,用来作为处理相似结构-两阶段模型的另一种选择,其中第二阶段被推广到整数规划。

关键词：泊位分配岸桥分配两阶段随机整数规划列生成算法

基于遗传算法的集装箱码头泊位和岸桥分配问题的研究

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基于遗传算法的集装箱码头泊位和岸桥分配问题的研究

作者：任洁内蒙古大学

学位级别：硕士

集装箱运输业的发展是与社会经济紧密联系的,经济发展必定会促进集装箱运输业的发展,反之,该运输业的发展同时也会不断提升我国的综合国力.为了有效地利用集装箱码头上的泊位和岸桥这两种资源,本文从离散性泊位和岸桥分配问题,以及连续... 详细信息

集装箱运输业的发展是与社会经济紧密联系的,经济发展必定会促进集装箱运输业的发展,反之,该运输业的发展同时也会不断提升我国的综合国力.为了有效地利用集装箱码头上的泊位和岸桥这两种资源,本文从离散性泊位和岸桥分配问题,以及连续性泊位和岸桥分配问题两个方面进行研究.离散性泊位和岸桥分配问题中考虑不同船舶每个集装箱的成本均衡问题,从而达到船公司和码头之间的利益均衡.而在连续性泊位和岸桥分配问题中定义广义时间损失,将时间和空间同时考虑,更符合实际要求.离散性泊位和岸桥分配问题最小化总的服务成本,包括工作成本,等待成本,以及码头岸桥的运作成本.连续性泊位和岸桥分配问题中最小化广义时间损失,包括实际时间损失和由于船舶靠泊偏离最佳位置所产生的时间损失.由于精确计算的复杂度很高,本文设计遗传算法来实现一个接近最优解的解决方案.通过采用CPLEX以及遗传算法进行求解,结果表明,所提出的遗传算法可以求得所建模型的最优解,为解决大规模算例提供了有效的算法.在模型中将泊位和岸桥同时考虑,对于节约码头资源、缩短船舶在港时间以及降低集装箱码头的运营成本都具有重要的作用.

关键词：离散性泊位分配问题连续性泊位分配问题岸桥分配成本均衡广义时间损失线性规划模型遗传算法

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靠泊位置受限的连续泊位-岸桥同步分配模型

中国航海 2013年第3期36卷 116-119,146页

作者：秦天保沙梅邵文国上海海事大学交通运输学院上海201306

提出了一个连续泊位-岸桥同步分配的混合整数线性规划(MILP)模型,可以限制不同类型船舶的靠泊位置。同时,模型还考虑了岸桥干扰和靠泊位置偏离导致装卸效率损失的因素,发现可对船舶装卸时分配的岸桥数进行动态调整。利用现有文献的基准... 详细信息

提出了一个连续泊位-岸桥同步分配的混合整数线性规划(MILP)模型,可以限制不同类型船舶的靠泊位置。同时,模型还考虑了岸桥干扰和靠泊位置偏离导致装卸效率损失的因素,发现可对船舶装卸时分配的岸桥数进行动态调整。利用现有文献的基准测试实例对模型进行测试,比较靠泊位置受限和不受限情况下对服务成本的影响。此外,还通过实验测试了岸桥干扰和靠泊位置偏离对总服务成本的影响,发现服务成本对这两个因素的变化非常敏感,且岸桥干扰因素的影响更大。

关键词：交通运输经济学集装箱码头泊位分配岸桥分配混合整数线性规划

不规则型泊位与岸桥集成分配问题的优化建模和算法研究

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四川大学学报（自然科学版） 2022年第4期59卷 37-45页

作者：赵姣胡卉袁华智长安大学运输工程学院西安710064 兰州理工大学土木工程学院兰州730050

泊位和岸桥作为港口的有限资源,对其进行优化分配有利于提高港口的作业效率,加快船舶的离港时间.由于地理条件的限制,一些港口的泊位线不呈一条直线型,而是呈“L”或“F”等形状,岸桥无法在这些不连续的泊位线上自由移动,该类泊位无法... 详细信息

泊位和岸桥作为港口的有限资源,对其进行优化分配有利于提高港口的作业效率,加快船舶的离港时间.由于地理条件的限制,一些港口的泊位线不呈一条直线型,而是呈“L”或“F”等形状,岸桥无法在这些不连续的泊位线上自由移动,该类泊位无法按照连续型泊位分配问题进行优化,而按照离散泊位进行优化会极大浪费泊位线的空间.本文针对不规则型泊位和岸桥集成分配问题,根据船舶停靠的相对位置和时间建立了线性规划数学模型,结合问题特性和变量关系,提炼出三个有效不等式,并采用CPLEX软件对加入不等式前后的模型分别进行求解.针对问题规模增加后,CPLEX求解时间较长的问题,本文采用了粒子群算法进行求解,并提出具有随机搜索策略的速度更新方式,避免算法陷入局部最优.实验结果表明,加入有效不等式后,模型的求解时间降低了83.39%;改进的粒子群算法比标准粒子群算法获得的优化解降低了25.21%.

关键词：不规则型泊位泊位分配岸桥分配集成优化线性规划 PSO算法

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考虑潮汐因素的连续泊位和岸桥集成分配研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2018年第4期37卷 116-120页

作者：史立管明静郭金鑫上海海事大学科学研究院物流研究中心上海201306

泊位和岸桥是集装箱码头非常重要的资源,合理的分配及使用是提高集装箱码头作业效率的重要途径。在港口业务的实践中,泊位水深会限制船舶停泊,因为泊位水深必须匹配船舶的吃水。考虑船舶停泊位置的水深随时间而变化的潮汐码头,以最小化... 详细信息

泊位和岸桥是集装箱码头非常重要的资源,合理的分配及使用是提高集装箱码头作业效率的重要途径。在港口业务的实践中,泊位水深会限制船舶停泊,因为泊位水深必须匹配船舶的吃水。考虑船舶停泊位置的水深随时间而变化的潮汐码头,以最小化时间延迟成本及岸桥使用成本为目标,建立考虑潮汐影响的连续泊位和岸桥集成分配的混合整数规划模型。通过CPLEX求解得到船舶的靠泊计划及岸桥分配计划。数值结果表明:文中模型在解决实际港口中泊位和岸桥分配问题上的有效性。

关键词：交通运输工程连续泊位泊位分配岸桥分配潮汐

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集装箱码头泊位岸桥协同分配干扰恢复研究

集装箱码头泊位岸桥协同分配干扰恢复研究

作者：李孟泽上海交通大学

学位级别：硕士

泊位和岸桥资源是集装箱港口的重要稀缺资源,其调度计划的安排直接影响着码头的服务质量和后方系统的调度和运输计划。高效的泊位和岸桥调度计划是集装箱码头服务质量和竞争力的核心保障。在集装箱码头的日常调度中,外部环境中的不确定... 详细信息

泊位和岸桥资源是集装箱港口的重要稀缺资源,其调度计划的安排直接影响着码头的服务质量和后方系统的调度和运输计划。高效的泊位和岸桥调度计划是集装箱码头服务质量和竞争力的核心保障。在集装箱码头的日常调度中,外部环境中的不确定性使泊位和岸桥计划受到各种干扰的冲击。如何快速应对日常干扰,迅速做出反应,保持码头日常生产的正常和高效进行,已成为集装箱码头资源调度的一个重要研究课题。针对此问题,本文基于干扰管理理论和集装箱码头泊位和岸桥调度理论提出了集装箱码头日常干扰恢复的方法。首先,基于干扰管理理论,本文采取适应性调度方法进行干扰恢复,即当干扰事件发生后进行动态调度。本文的恢复调整策略主要通过对于泊位和岸桥资源在限定范围内的重新分配实现。同时在重新分配资源的时候,考虑到恢复成本的限制,将新分配的靠泊位置和岸桥数量以一定的概率分布限定在船舶原始最佳靠泊位置以及船舶可用岸桥数量的范围之内;在分配岸桥资源时,为提升计划调整的灵活性,提出岸桥数量可变的动态分配形式,同时为减少频繁岸桥调动带来的成本,本文限定了相邻调度时间区间岸桥的变动数量。另外本文也考虑了抢工船舶速遣带来的正面效益,作为对于成本的一种补偿加入模型中。模型采用双目标规划的形式,同时考虑原始计划目标的维护和恢复成本的最小化,即第一个目标为最小化船舶在港时间和离港时间偏离,第二个目标为最小化恢复成本,包括水平运输成本、操作成本正增加量以及速遣船舶收益。针对以上模型和泊位岸桥调度问题的特性,本文采用了基于吱呀轮优化的启发式算法。利用吱呀轮优化算法解决资源配置问题的高效性,通过调整问题元素的解决顺序,使“瓶颈”问题元素首先得到解决,从而从整体上提高效率和运算效果。最后,本文通过和采取先到先服务准则的调度计划相比较,利用具体的算例验证了算法的有效性,并通过情景模拟,探索延迟船舶数量、损坏岸桥数量、速遣船舶数量等因素对于结果的影响。最后,针对重要的泊位偏离系数和岸桥效率折算系数进行了敏感性分析。本文提出的模型和调度恢复策略可以为码头实际干扰恢复调度提供参考,具有理论和实际意义。

关键词：集装箱码头泊位分配岸桥分配干扰恢复吱呀轮优化