集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化

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1、万方数据第30卷第3期2010年3月系统工程理论与实践SystemsEngineering·Theory&PracticeV01．30，No．3Mar一2010文章编号：1000-6788(2010)03-0476．08中图分类号：TP29；U691文献标志码：A集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化梁亮，陆志强(上海交通大学工业工程与物流工程系，上海200240)摘要为提高集装箱码头作业效率，在码头集装箱卡车作业能力充足的条件下，对集装箱码头作业装卸系统集成调度问题进行了研究．针对集装箱码头装卸作业的特点，提出了装卸作业的预

2、定义顺序约束、作业次序依赖的设备调整时间及岸桥碰撞干涉约束等，并在此基础上建立了整数规划模型．针对这一模型设计了两阶段启发式算法对问题进行求解．通过在数值实验中将结果与低界相比较，证明该算法效果良好．特别对于规模较大的问题，算法也可以进行有效的求解．关键词物流工程；集装箱装卸系统；集成调度；启发式算法ModelingandoptimizationoftheintegratedschedulingproblemofcontainerhandlingsystemLIANGLiang，LUZhi—qiang(Departmentof

3、IndustrialEngineering＆LogisticsManagement，ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240，China)AbstractOntheassumptionthatthecapacityofinnertruckswassufficient，theintegratedschedulingproblemofthecontainerhandlingsystemwasstudiedtoimprovetheoperationefficiencyofcontainert

4、erminals．Basedonthecharacteristicsofcontainerterminaloperations，pre-definedoperationconstraints，sequence-dependedsetuptimeandinterferenceconstraintsforquaycranesweredefinedandanintegerprogrammingmodelWasproposedfortheproblem．Atwo-stageheuristicalgorithmWasdevelopedt

5、osolvetheproblem．Thenumericalexperimentsshowthealgorithmeffectiveandefficientcomparingtothelowerbound．particularlyforCaseswithlargescales．Keywordslogisticengineering，containerhandlingsystem；integratedscheduling；heuristicalgorithm1引言随着国际间贸易日益活跃，集装箱化运输逐渐成为世界范围内主要的物流运输

6、手段．与之相适应，集装箱港口也迫切需要提高其集装箱作业能力，以形成流畅的集装箱进出港运输链．从世界范围来看，码头的运作效率很大程度上取决于码头装卸系统的作业效率[1】’对集装箱码头装卸设备调度进行优化，从而缩短对船作业时间，一方面可以减少集装箱船舶的滞港时间，提高码头的作业效率和竞争力；另一方面可以提高集装箱船舶的周转率，有助于船公司降低运营成本．因而良好的调度计划对集装箱码头而言至关重要．集装箱码头作为连接不同运输模式的枢纽节点，是通过码头装卸系统的搬运作业来完成集装箱的转运功能的，集装箱码头装卸通常由岸边吊桥(Quaycr

7、anes)、集装箱卡车(Internalcontainertrucks)和场地吊车(Yardcranes)等主要作业设备，以及码头泊位和集装箱堆场等硬件设施构成，如图1所示．收稿日期：2008-12—01资助项目：国家自然科学基金(70771065)；。h海市浦江人才计划(07PJl4052)作者简介：粱亮(1985-)，硕上研究生，主要研究方向为集装箱码头作业系统调度优化；陆志强，男，工学博士，副教授，E-mail：zhiqianglu@sjtu．edu．cn．万方数据第3期梁亮，等：集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化4

8、77圈l集装箱码头布局示意图通常可以认为：码头装卸系统调度问题是多阶段平行设备Flowshop生产调度基本问题(又称混合Flowshop问题)的延伸和扩展．考虑到集装箱码头装卸系统调度问题所涉及到的研究领域，本文就如下两个方面分别进行综述：1)关于集装箱码头装卸设备调度的研究