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基于部分集卡到达信息的码头进口箱翻箱优化

交通运输系统工程与信息 2017年第1期17卷 191-198页

作者：曾庆成李厚源吴萍大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026

集装箱码头进口箱提箱作业过程中,由于外集卡到达时间的不确定性,存在外集卡提箱顺序与目标箱的堆存位置不一致,从而产生大量翻箱.为了解决这一问题,本文以期望翻箱量最小为落箱位置的选择原则,提出最小化二次翻箱启发式算法,利用算例... 详细信息

集装箱码头进口箱提箱作业过程中,由于外集卡到达时间的不确定性,存在外集卡提箱顺序与目标箱的堆存位置不一致,从而产生大量翻箱.为了解决这一问题,本文以期望翻箱量最小为落箱位置的选择原则,提出最小化二次翻箱启发式算法,利用算例验证算法的有效性,分析集卡到达的信息质量对进口箱提箱翻箱的影响,根据集卡到达信息质量的不同选择最佳翻箱规则.结果表明:提出的翻箱策略可以在获得部分集卡到达信息下有效地减少翻箱,针对不同的集卡到达信息质量,采取相应翻箱规则进行翻箱作业能有效减少翻箱,提高码头堆场的作业效率.

关键词：水路运输最小二次翻箱启发式算法进口箱集装箱码头部分集卡到达信息

考虑实时调整提箱顺序的码头进口箱翻箱作业调度优化

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工业工程与管理 2021年第6期26卷 138-145页

作者：陈苏敏曾庆成大连海事大学航运经济与管理学院辽宁大连116026

进口箱提箱作业过程中,大量的翻箱严重制约了码头堆场的作业效率。针对提箱翻箱问题,结合外集卡到达信息动态更新的特点,提出了考虑实时调整提箱顺序的新思路。基于外集卡实时到达时间,构建了翻箱落位与提箱顺序在线同步优化模型,并设... 详细信息

进口箱提箱作业过程中,大量的翻箱严重制约了码头堆场的作业效率。针对提箱翻箱问题,结合外集卡到达信息动态更新的特点,提出了考虑实时调整提箱顺序的新思路。基于外集卡实时到达时间,构建了翻箱落位与提箱顺序在线同步优化模型,并设计基于决策树搜索和分支定界的混合求解算法。利用算例对模型与算法的有效性进行验证。结果表明:在线同步优化翻箱落位与提箱顺序能够在减少翻箱量的同时,控制每辆外集卡的等待时间,进而提升码头对外集卡服务水平的稳定性。

关键词：翻箱问题进口箱外集卡实时到达时间提箱顺序在线优化

基于部分集卡信息的进口箱提箱顺序与翻箱策略协同优化模型

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基于部分集卡信息的进口箱提箱顺序与翻箱策略协同优化模型

作者：李厚源大连海事大学

学位级别：硕士

进口箱提箱作业是码头堆场作业的重要环节,影响码头的生产成本和效率。然而进口箱提箱作业过程中,由于外集卡到港时间的不确定性,使得外集卡的提箱顺序与目标箱在堆场的堆存位置不匹配,导致大量翻箱,增加了码头的翻箱成本、作业时间,降... 详细信息

进口箱提箱作业是码头堆场作业的重要环节,影响码头的生产成本和效率。然而进口箱提箱作业过程中,由于外集卡到港时间的不确定性,使得外集卡的提箱顺序与目标箱在堆场的堆存位置不匹配,导致大量翻箱,增加了码头的翻箱成本、作业时间,降低了资源利用率和服务质量。现阶段,码头可以利用集卡预约和GPS定位等技术,获得集卡到达信息,为优化提箱提供了条件。因此,本文针对进口箱提箱问题,基于部分集卡到达信息,以码头的作业成本和外集卡的延误成本之和最小为目标,建立提箱顺序与翻箱策略协同优化模型,优化外集卡的提箱顺序、龙门吊的任务分配以及翻箱方案。设计了一种翻箱策略和基于两阶段混合动态规划的启发式算法求解模型,并利用算例验证模型与算法的有效性。同时,分析不同质量的集卡到达信息和贝位规模对进口箱提箱作业的影响。结果表明:与码头普遍采用的提箱方式相比,通过调整外集卡提箱顺序并同时优化翻箱方案以及龙门吊的任务分配可以降低堆场翻箱率,减少龙门吊的移动成本,节省提箱作业的总成本。另外,集卡到达信息的质量会影响提箱作业的成本,集卡到达信息质量越高,优化效果越好,但不需要获取集卡到达的完全信息,已知部分集卡到达信息可以达到同样的优化效果。而且,翻箱策略和提箱顺序的优化也受贝位规模、贝位堆存密度、堆存分散程度的影响。

关键词：进口箱部分集卡到达信息提箱顺序优化翻箱策略

考虑外集卡提箱等待时间的进口箱翻箱问题研究

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考虑外集卡提箱等待时间的进口箱翻箱问题研究

作者：盖国宁大连海事大学

学位级别：硕士

进口箱的提箱翻箱作业是码头堆场作业的重要环节,由于外集卡的提箱顺序与集装箱堆存状态不匹配,在提箱过程中产生大量的非生产性作业,严重影响码头堆场的作业效率。集卡等待时间是衡量集装箱码头堆场作业效率的重要指标,同时也是影响外... 详细信息

进口箱的提箱翻箱作业是码头堆场作业的重要环节,由于外集卡的提箱顺序与集装箱堆存状态不匹配,在提箱过程中产生大量的非生产性作业,严重影响码头堆场的作业效率。集卡等待时间是衡量集装箱码头堆场作业效率的重要指标,同时也是影响外集卡在码头停留时间以及码头服务水平的重要因素。集卡等待时间过长一方面影响码头集疏运效率和集卡车队效益,另一方面也会降低客户满意度和码头的综合竞争力。因此,制定合理的提箱翻箱方案,减少码头堆场的非生产性作业与外集卡等待时间,不仅可以提升码头作业效率,减少码头内部的拥挤程度,降低码头的环境污染,而且可以更好的为外集卡提供服务,鼓励运输公司与码头加强合作,提升码头的服务水平,增加码头的竞争力。码头闸口采用“先到先服务”的模式为外集卡提供服务,同时根据“就近安全堆放的原则”将集装箱移动到高度最低的栈,虽然这种提箱翻箱策略易于操作,但同时也意味着放弃了其他优化的可能。本文基于部分集卡到达信息,以龙门吊工作时间以及外集卡在堆场等待时间为切入点,研究进口箱的提箱翻箱问题,旨在提升码头堆场作业效率,降低外集卡的等待时间,缓解码头内部的拥堵。本文以龙门吊工作时间为优化目标,建立了考虑外集卡提箱等待时间的进口箱翻箱问题混合整数规划模型,通过同时调整外集卡的提箱顺序以及集装箱的翻箱落位来减少龙门吊工作时间以及外集卡在堆场的等待时间。随着问题规模的增大,求解器很难在要求的时间内得到最优解甚至是可行解,为此设计了贪婪随机自适应搜索算法(GRASP)求解大规模问题,并利用算例验证模型与算法的有效性,同时分析不同优化目标以及不同的提箱翻箱策略对龙门吊工作时间以及外集卡在堆场等待时间的影响。结果表明,以龙门吊工作时间为优化目标,采取同步优化外集卡提箱顺序和集装箱翻箱落位的策略,不仅能降低龙门吊工作时间,而且能同时减少集装箱的翻箱量以及外集卡等待时间,有效提高码头堆场的作业效率,提升集装箱码头整体的服务水平。

关键词：翻箱问题进口箱龙门吊工作时间外集卡等待时间

基于仿真优化的自动化集装箱码头进口箱预倒箱问题研究

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基于仿真优化的自动化集装箱码头进口箱预倒箱问题研究

作者：李国昕深圳大学

学位级别：硕士

为了积极应对世界经济增长引起的对海上集装箱运输运力的挑战,集装箱码头运营商需要致力于提升码头运营效率,规范作业流程,坚持推进单证无纸化和设备自动化。因此,研究自动化集装箱码头与传统集装箱码头在布局和优化方向上的差异,有利... 详细信息

为了积极应对世界经济增长引起的对海上集装箱运输运力的挑战,集装箱码头运营商需要致力于提升码头运营效率,规范作业流程,坚持推进单证无纸化和设备自动化。因此,研究自动化集装箱码头与传统集装箱码头在布局和优化方向上的差异,有利于帮助码头经营方全方面的审视自动化会给集装箱航运业带来的好处,以及在转型升级过程中需要注意的地方。但目前无论是对于自动化集装箱码头新的布局还是进口集装箱预倒箱问题的研究都很少,随着集装箱码头自动化的普及率增长,使用集装箱航运服务的客户对服务质量的要求提高,该问题的研究价值会渐渐体现出来。本文从集装箱码头运营方的角度出发,针对经历过白天的集装箱卸船进堆场和客户提箱出堆场的进口集装箱堆场布局的再次优化问题,有前瞻性地考虑到下一个工作日可能的客户提箱顺序,创新性地将基于仿真的优化方法应用在自动化集装箱码头进口集装箱预倒箱问题中,运用运筹学优化建模方法,提出了针对自动化集装箱堆场单个进口集装箱箱区的运筹优化模型,该模型综合考虑了自动化集装箱堆场的作业特点和优化布局涉及到的各项时间成本,涉及到集装箱堆放的空间约束条件,考虑了各项时间成本的对码头运营效率的不同重要性,加入了几个符合实际运营情况的参数,使得模型更加具有实际意义。研究采用了禁忌搜索算法使得寻找更优的进口集装箱布局的过程更加智能化。除此之外,通过几组灵敏度分析验证了基于仿真优化的禁忌搜索算法的合理性。本文的研究成果将对自动化集装箱码头不同于传统码头的布局特点带来更多的关注,以及对于进口集装箱预倒箱问题的研究指出更多的可能性,有助于基于仿真的优化方法在更多的领域发挥作用。对自动化集装箱码头的发展研究具有积极的现实意义。

关键词：自动化集装箱码头预倒箱仿真优化进口箱

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预约提箱机制下的进口箱堆存优化研究

预约提箱机制下的进口箱堆存优化研究

作者：张莹大连海事大学

学位级别：硕士

伴随着经济全球化的发展,国家之间的贸易愈发频繁,集装箱港口作为往来货物运输的重要节点,在货物交易的过程中发挥了重要的作用。同时伴随着船舶大型化发展,集装箱码头的吞吐量不断增大,其运营管理的难度也不断增加。如何提高现有空间... 详细信息

伴随着经济全球化的发展,国家之间的贸易愈发频繁,集装箱港口作为往来货物运输的重要节点,在货物交易的过程中发挥了重要的作用。同时伴随着船舶大型化发展,集装箱码头的吞吐量不断增大,其运营管理的难度也不断增加。如何提高现有空间资源和机械设备的作业效率已成为目前集装箱码头的研究热点。面对不断增大的集装箱量和有限的空间资源,有效的堆存策略和翻箱策略能充分利用堆场空间资源。实际操作中,货主集卡到港时间具有不确定性,导致集卡的提箱顺序与进口箱在堆场内的堆存位置不对应,造成大量翻箱。预约的方式可以约束集卡的到港时间,有助于更好地完成堆场计划,降低翻箱量,并提高提箱作业效率及货主满意度,对码头方和货主都有积极的影响。本文对造成进口箱在堆场中产生翻箱的影响因素进行整理和分析,发现合理的堆场计划能够从源头减少进口箱的翻箱量,所以引入预约提箱机制和激励惩罚机制,以实现进口箱在堆场堆存位置的合理分配,并约束货主车辆在预约时间窗内到达,在此基础上设计翻箱落位优选策略从而减少提箱过程中产生的二次翻箱。构建预约提箱机制下的进口箱箱位分配模型,利用包含启发式规则的遗传算法对模型进行求解,得到集卡按时到达和失约后到达情况下的进口箱堆存方案。本文通过改变待堆存的进口箱数量进行不同的数值实验来验证模型及求解算法的有效性与合理性。实验结果表明:本文所给出的预约提箱机制下的进口箱堆存方案可以有效地控制提箱过程中的翻箱操作的产生,降低码头作业成本,提高货主满意度。

关键词：进口箱预约提箱堆存优化翻箱策略

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基于集卡到达信息的进口箱翻箱策略研究

基于集卡到达信息的进口箱翻箱策略研究

作者：吴萍大连海事大学

学位级别：硕士

集装箱码头作为现代物流综合运输体系的重要节点,是综合物流供应链中最大的货物集结点。近年来随着集装箱运输网络的完善,集装箱化不断形成,集装箱运输已经成为各国现代运输水平的一个重要标志,集装箱码头也成为连接各国贸易的重要枢纽... 详细信息

集装箱码头作为现代物流综合运输体系的重要节点,是综合物流供应链中最大的货物集结点。近年来随着集装箱运输网络的完善,集装箱化不断形成,集装箱运输已经成为各国现代运输水平的一个重要标志,集装箱码头也成为连接各国贸易的重要枢纽站。然而,随着集装箱吞吐量的增加,堆场资源变得紧张,翻箱问题已成为影响码头堆场作业效率的主要因素。.降低堆场的翻箱量,既可以降低码头的作业成本,又可以加快集卡的快速周转,提高客户的服务满意度。集装箱码头翻箱策略优化问题对集装箱码头生产管理和集装箱码头堆场作业效率的提高有着现实而深远的意义。本文根据进口集装箱预约提箱时间和堆场的堆存状态,考虑集卡以组的形式到达,分析获得集卡到达完全信息和集卡到达不完全信息对堆场翻箱的影响,并建立数学模型。针对集卡到达信息设计了三种翻箱策略,并利用计算机仿真分析,实现不同集卡到达信息下的提箱翻箱策略优化。研究结果表明：本文给出的三种翻箱策略可以在获得集卡到达的部分信息下有效的减少翻箱,按照仿真分析的结论,针对获得不同质量的集卡到达信息,采取对应的翻箱策略进行翻箱操作能有效减少翻箱,可以提高码头堆场的作业效率和客户满意度,增强码头的竞争力。

关键词：进口箱集装箱堆场翻箱策略集卡到达信息

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集装箱码头进口箱堆存优化问题研究

集装箱码头进口箱堆存优化问题研究

作者：赵成大连海事大学

学位级别：硕士

集装箱码头作为集装箱运输的重要环节,其运营效率直接影响到港口的核心竞争力,如何提高集装箱码头的作业效率已成为当前集装箱码头研究所关注的焦点。吞吐量增长的同时也带来了码头管理的难度和复杂程度的增加,面对不断增加的箱量,考虑... 详细信息

集装箱码头作为集装箱运输的重要环节,其运营效率直接影响到港口的核心竞争力,如何提高集装箱码头的作业效率已成为当前集装箱码头研究所关注的焦点。吞吐量增长的同时也带来了码头管理的难度和复杂程度的增加,面对不断增加的箱量,考虑到有限的堆场空间资源,有效的堆存策略能提高码头的作业效率,不合理的堆存策略将会增加堆场的翻倒箱作业,降低码头的作业效率。合理安排堆场计划,不仅能降低翻箱量,提高码头运转效率,而且还能最大限度地提高空间使用率以及货主服务满意度,对码头方以及货主都有很大的意义。本文结合集装箱码头实际作业情况,研究船舶卸载过程的集装箱堆存计划。文中根据进口箱预约提箱时间以及卸船计划,考虑到当前的箱位分配方案影响着后续提箱时的翻箱量,以提箱过程中总的翻箱量最小为目标制定了一个最优的进口箱箱位分配方案;同时为了减少二次翻箱,给出了一定的堆场翻箱策略来指导翻箱。以此为基础,在满足集装箱最大堆存时间、码头机械作业能力以及堆场面积等约束条件下,建立堆场进口箱堆存优化模型。利用遗传算法设计求解该堆存优化模型,最后通过分析不同规模算例的优化结果来验证模型及求解算法的合理性和有效性。研究结果表明：本文给出的堆场堆存方案可以在兼顾卸船计划以及提箱时间的基础上有效减少翻箱,按照给出的翻箱方案进行翻箱操作能够减少二次翻箱,而且可以快速地为操作人员制定出理想的操作方案,提高空间利用率,增强港口竞争力。

关键词：进口箱卸船计划箱位分配遗传算法

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堆场进口箱翻箱落位优选干扰管理模型与算法

堆场进口箱翻箱落位优选干扰管理模型与算法

作者：李丕安大连理工大学

学位级别：硕士

集装箱码头堆场运作优化的重要目标之一是降低堆场翻箱率,其中进口箱提箱过程中的翻箱落位优选是降低码头翻箱率的重要途径,降低翻箱率可以直接降低集装箱堆场的作业成本,从而提高港口的竞争力。随着集装箱吞吐量的急剧增加,许多港口由... 详细信息

集装箱码头堆场运作优化的重要目标之一是降低堆场翻箱率,其中进口箱提箱过程中的翻箱落位优选是降低码头翻箱率的重要途径,降低翻箱率可以直接降低集装箱堆场的作业成本,从而提高港口的竞争力。随着集装箱吞吐量的急剧增加,许多港口由于受到陆域面积和堆场运营要求的限制,采取了多层堆垛以适应上述条件限制,但这也会产生许多无效的翻箱和极其复杂的操作问题。另外还受到许多外部不确定因素的影响,比如客户到港提箱时间的不确定,也会产生大量翻箱,给堆场作业计划带来较大影响,增加了堆场作业成本。因此,进行集装箱翻箱落位优选的研究,优化堆场翻箱率对提升集装箱运输效率、堆存效益、以及港口的利润、服务水平、现代化管理都有着极其重要的意义。本文针对堆场进口箱翻箱落位优选问题,首先分析了影响翻箱落位的相关因素,根据客户提箱时间特点,建立了客户提箱时间不确定条件下的广义提箱次序,并针对广义提箱次序模型较难求解的特点,开发了快速启发式求解算法,对算法性能进行了测试,实验表明该启发式算法能满足求解的精度及实时性要求。接着在广义提箱次序的基础上探讨了集装箱预期翻箱量的估计求解;在此基础上,提出了基于二次翻箱量增加最小的集装箱堆场翻箱落位优选启发式算法。最后利用仿真实验对所提出的算法与OH算法和IH算法进行了比较分析,实验结果表明在求解较大规模问题时算法精度可优于上述两种算法15%以上。本文接着针对干扰事件对堆场提箱作业计划的影响,首先分析了影响翻箱落位优选问题的干扰因素,并分别对干扰因素进行了扰动度量,在此基础上建立了翻箱落位优选问题的干扰管理模型,来对原作业计划作出调整,尽量减少对原计划的扰动。最后利用仿真实验对提出的算法与重调度算法进行了比较分析,实验结果表明干扰管理模型计算得到的翻箱量虽比重调度算法略高,但对原作业计划的扰动较小,且在可接受时间内能够得到满意解。

关键词：进口箱广义提箱次序翻箱落位优选二次翻箱量估计干扰管理