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集装箱码头箱区间场桥调度研究

作　者: 贾志刚
导　师: 郑红星
学　校: 大连海事大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 集装箱码头场桥调度滚动计划启发式算法遗传算法
分类号: U691.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 37次
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内容摘要

场桥作为集装箱码头堆场的装卸机械,其调度的合理程度会直接影响整个集装箱码头装卸作业的效率,还影响到港口的声誉,并且体现着码头的管理水平和在同行之间的综合竞争力。在集装箱堆场的场桥调度过程中,码头负责调度的人员通常会根据经验为各个任务箱区分配一定数量的场桥以便尽快完成相应的装卸工作,使得船舶的船期能够得到充分的保证,提升客户的满意度。然而,在装卸船效率提高的同时,场桥资源的配置并未考虑是否合理且各箱区间场桥的协同调度问题一般被忽略。这些调度上的不足会使得码头堆场装卸设备资源浪费,堆场内的交通堵塞加剧。这些情况增加了码头的生成成本,降低堆场作业的安全系数,进而导致码头的效益降低。因此,对于堆场箱区内各个箱区之间场桥的联合调度十分有必要。本文为解决堆场内场桥的分配及调度不合理所带来的一系列负面影响,提出一种基于滚动计划的场桥调度策略。给出了滚动计划的定义,并结合调度问题详细阐述了滚动计划策略的应用方法。考虑诸多现实约束并把场桥的配置量作为变量进行优化,建立了一个以延迟任务量,场桥的转场总时间与空闲总时间三者最小化为目标函数的调度模型。结合模型特点及问题规模,本文采用启发式算法和遗传算法相结合进行问题的优化求解。其中启发式算法用于保证产生的初始解均为可行解,进而缩小遗传算法的搜索空间。遗传算法则用于深层寻优,经过多次迭代得出合理的初始场桥分配及箱区间场桥调度方案。最终,通过算例验证了构建的模型和算法的有效性,当然也总结了研究的不足和未来努力的方向,但是整体上本文研究还是能为码头的箱区间场桥调度工作提供参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 选题背景及研究意义  9-10
    1.1.1 选题背景  9-10
    1.1.2 研究意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 堆场空间分配问题综述  11
    1.2.2 堆场集卡调度问题研究综述  11-13
    1.2.3 场桥配置或调度问题研究综述  13-14
  1.3 研究内容与方法  14-16
    1.3.1 本文主要研究内容  14
    1.3.2 研究方法  14-16
  1.4 本章小结  16-17
第2章箱区间场桥调度优化方法  17-24
  2.1 场桥调度介绍  17-20
    2.1.1 集装箱码头概述  17-18
    2.1.2 场桥作业工艺  18-20
  2.2 场桥调度的滚动计划法  20-23
    2.2.1 滚动计划理念  20-21
    2.2.2 滚动计划的实施办法  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章箱区间场桥调度优化模型的建立  24-29
  3.1 问题描述  24
  3.2 模型的建立  24-28
    3.2.1 模型假设  24-25
    3.2.2 符号说明  25-26
    3.2.3 目标函数  26
    3.2.4 约束条件  26-28
  3.3 本章小结  28-29
第4章箱区间场桥调度优化模型的求解  29-46
  4.1 备选算法介绍  29-38
  4.2 启发式算法和遗传算法结合使用  38-45
    4.2.1 启发式算法  39-42
    4.2.2 遗传算法  42-45
  4.3 本章小结  45-46
第5章数值实验  46-52
  5.1 初始算例及参量  46-48
  5.2 算例求解  48-51
    5.2.1 算法参数确定  48-49
    5.2.2 实验结果及分析  49-51
  5.3 本章小结  51-52
第6章结论及展望  52-53
  6.1 结论  52
  6.2 展望  52-53
参考文献  53-57
附录：场桥调度的GA代码  57-67
致谢  67

集装箱码头箱区间场桥调度研究

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