集装箱码头堆场箱位动态分配优化策略分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文模型；1999年北京水运科学研究所的邓晓云采用AUDITION软件建立了集装箱码头装卸系统动画模拟模型。大连海事大学的肖青、刘翠莲对港口通过能力进行了专门的研究(国家自然科学基金资助项目)，应用GPSS系统模拟语言，建立了港口通过能力系统的动态模拟，试图为实现对港口生产的组织、指挥、控制与调整提供决策依据和方法例。北京水运科学研究所的彭传圣等利用加拿大Halifax港Haltcrm集装箱装卸有限公司的码头操作管理规则开发了一个集装箱码头模拟模型，此外还研究了天津港集装箱公司码头模拟模型、加拿大Vanterm集

2、装箱码头模拟模型、天津港改扩建集装箱码头工程计算机模拟模型等。研究的主要内容有：在吞吐量一定的情况下，岸边集装箱起重机数量配备的研究；堆场作业设备和拖挂车配备的研究；要达到一定的吞吐量港口码头的。瓶颈”位置。河海大学的鲁子爱教授把港口生产视为随机服务系统例，建立了模拟港口营运状况的计算机仿真系统。仿真的输出为港口吞吐量、船舶的平均等待时间、平均服务时间和平均排队长度等港口营运参数。仿真模型中，船舶占用泊位时间根据船舶装卸量、码头泊位装卸效率、气候影响等条件计算确定；天津大学的别设安教授，提出了利用循环网络模拟方法将排队论、网络计划技

3、术、计算机模拟技术结合起来，对港口的营运过程进行模拟，从而得到港口泊位、仓库等的利用情况；对具体的装卸工艺进行模拟，可以得出合理的调度方案。2001年上海海运学院为上海国际航运中心某新建集装箱码头的装卸工艺系统进行了计算机仿真研究，应用离散随机系统思想，以排队系统建立了仿真模型。该离散系统仿真模型的建立，是在分析港口装卸工艺、港口的生产的基础上，主要根据随机发生的离散事件、代表系统中所描述主要对象的实体流以及仿真时问的推进机制，按照港口的生产和管理系统地运行来建立模型例。2002年，一航院完成了集装箱码头模拟模型的开发，该模型可划分

4、为码头前沿装卸船作业、堆场堆取箱作业、大门接收箱作业三个系统。另外有部分文献表明，国内对码头三维虚拟现实的图像表现也进行了一定的研究闭。从以上的研究文献可以看出，人们对集装箱码头这样一个复杂的离散事件动态系统的认识和研究有一个深化的过程。过去，由于理论和方法手段的制约，人们主要是针对码头内某些局部问题单独抽取出来做研究和分析，比如，船舶靠泊分析、岸边机械配置与调度、水平运输机械配置与调度、闸口的排队问题、装卸船路径优化等，另外由于集装箱堆场问题复杂，人们往往简化或避开它。6武汉理工大学硕士学位论文所以，尽管以前的研究和分析成果对集装

5、箱码头的规划设计和管理起到了一定的促进作用，但是这些研究成果缺乏对整个集装箱码头装卸系统全面、深入、系统的描述，各部分研究内容缺乏有机的联系，研究缺乏清晰的层次构架，很少考虑并发、异步和不确定性等复杂系统的特征。总之，不是以一个随机、动态的系统处理方式来研究整个集装箱码头装卸系统的运作过程。随着离散事件动态系统理论的日趋完善和计算机软件的高速发展，尤其是面向对象编程方法的出现，为人们解决复杂的离散事件动态系统研究问题提供了新手段。1．3本课题研究的内容本课题集中于集装箱码头堆场的分配策略研究，根据集装箱码头堆场作业的特点，对集装箱码

6、头堆场的倍内箱位分配和箱区分配过程进行深入分析，建立理论模型，并通过优化算法对分配策略进行优化，最后提出新的动态箱位分配策略。本论文的主要研究内容如下：(1)集装箱堆存过程研究及倍内具体箱位分配优化策略。根据堆场进箱的具体过程，建立堆存过程的数学模型，并给出生成取，倒箱决策的算法，并以减少倒箱量为目标，利用优化算法对堆存策略进行优化；(2)箱区动态分配策略。根据集装箱流在堆场上箱区何的分配过程，分析各项约束条件，建立箱区动态分配的优化模型，并通过启发式算法给出较优策略；(3)动态箱位分配仿真模型的开发。利用WITNESS仿真平台，根

7、据码头作业的特点，划分集装箱码头的功能模块，据此设计仿真模型的结构和单元，并将仿真模型细化到具体箱位的分配，最后以具体码头为对象，将现行策略与本论文提出的策略分别应用于仿真模型，通过仿真结果的对比来考察策略的优劣。7武汉理工大学硕士学位论文第2章集装箱码头堆存过程研究2．1集装箱码头堆存过程概述集装箱码头(ContainerTerminal)是专供停靠集装箱船舶并对其进行装卸作业的场所，它一般由泊位、集装箱堆场、控制室、闸口、集装箱专用机械设备等组成。一个典型的集装箱码头布局如图2-1所示。图2-1某集装箱码头布局示意图集装箱码头的

8、作业是以集装箱装卸与搬运为中心，调度全码头的人力、设备和管理资源以完成集装箱交接的过程。总体上可以分成集港作业、卸船作业、装船作业和疏运作业四个部分，各部分作业流程如下：糖集港作业：外部集装箱卡车把将要出口的集装箱运送到码头，经过闸1