基于混合流水作业组织的集装箱码头装卸作业集成调度优化

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1、第22卷第1O期中国管理科学Vo1．22．No．102014年1O月ChineseJournalofManagementScienceOct．，2014文章编号：1003—207(2014)10—0097—09基于混合流水作业组织的集装箱码头装卸作业集成调度优化邢曦文，毛钧。，张睿，靳志宏(1大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连116026；2．大连中铁联合国际集装箱有限公司，辽宁大连116004)摘要：集装箱码头集疏运资源调度的对象是由岸桥、集卡、场桥所构成的多阶段一体化的集装箱装、卸、运操作系统，将该系统的调度优化基于多阶段混合流水线调度问题建立混合整数

2、规划模型，同时考虑集装箱码头现实作业中预定义顺序、避免岸桥交叉作业、以及取决于作业顺序的切换时间等现实约束，针对问题自身的特点设计了两阶段启发式算法，得出各阶段设备的指派结果及作业顺序。通过与基于现行调度规则的调度方案以及与目标函数理论下界值的对比实验，显示了所提出的集成调度模型及求解算法能够有效降低船舶在港时间并实现集卡资源的共享，为集装箱码头集疏运资源的集成调度提供了新的思路。关键词：集装箱码头；作业调度；混合流水线；约翰逊规则；动态指派中图分类号：TP273文献标识码：A率的主要瓶颈，是决定集装箱码头吞吐能力的主要1引言因素之一。因此，通常要根据岸桥作业

3、顺序分配、调集装箱码头运作效率很大程度上取决于码头装度集卡与场桥。目的是减少岸桥的等待时间，提高卸系统的作业效率，对码头现有装卸资源进行合理装卸作业效率。调度和优化，可以有效提高码头作业效率。但由于目前，国内外对集装箱码头装卸系统的优化调集装箱码头作业线调度问题的复杂性，难以用单一度已经有了一定研究，但由于该调度问题的复杂性，的解析模型进行整体优化，如何有效处理各种约束较常见的优化方法是针对作业系统中某一阶段进行条件和复杂的相互关系，如何实现作业系统各个环优化。岸桥调度研究方面，Kiml1建立了岸桥调度节之间的协同调度等问题是码头作业调度中遇到的优化数学模型，

4、并分别用分枝定界法、贪婪随机适应难题。性搜索算法进行求解。董良才等提出了带时间窗集装箱码头船舶装卸作业大致可分为3个阶的岸桥调度MIP模型，设计遗传算法求解，但对岸段。以进口集装箱为例，第1阶段为当集装箱船舶桥作业的现实约束考虑不全面。靳志宏等]对集装到达码头后，岸边装卸桥(岸桥)开始从船上卸进口箱码头岸桥调度问题构建了非线性整数规划模型，集装箱；第2阶段为集装箱卡车(集卡)在码头前沿并设计了基于任务排序的遗传算法求解。在集卡调与集装箱堆场之间运送集装箱；第3阶段为在集装度及路径优化方面，Nishi—mura等对比了集卡静箱堆场内，由堆场龙门吊(场桥)完成从集

5、卡上卸箱态调度与动态调度法，建立了集卡动态路径优化模以及堆码。通常认为岸桥是制约集装箱码头装卸效型。曾庆成与杨忠振¨5]建立了集卡调度动态模型，收稿日期：2012—04—06；修订日期：2013—05—12并设计了基于Q学习算法的求解方法，获得在不同基金项目：国家自然科学基金项目(71172108)；教育部高等学校状态下的集卡调度策略。在集装箱堆场箱位优化方博士学科点专项科研基金(博导类)面，韩晓龙研究了在装卸作业中场桥最优路径问(20122125110009)；大连市科技计划项目(2012A17GX125)；中央高校基本科研业务费专项资题。郭媚[7建立场桥和

6、堆存空间之间的相关成本模金资助(3132013320)型，提出为场桥编制集装箱装卸运输计划的SAM作者简介：邢曦文(1988一)，女(汉族)，山东人，大连海事大学交模型。王展等_8研究了堆场单堆区混贝条件下的场通运输管理学院，在读硕士，研究方向：集装箱码头集疏运调度同步化研究．桥调度问题，基于时间窗等约束建立了整数规划模·98·中国管理科学型，并设计了改进禁忌搜索算法进行求解。决于作业顺序的切换时间等现实约束，建立了集装相对于上述对单一作业环节的调度优化，一些箱码头作业系统3阶段的混合整数规划模型，并将研究将作业系统多阶段集成起来。比较常见的方法集装箱码头作业

7、看作混合流水线，设计两阶段算法是用建立模型或系统仿真的手段对码头装卸设备进对模型求解。算法第一阶段是在集卡数量充足的假行配置和调度。在国外，Garabardella等]对码头设下将3阶段问题转化为2阶段问题，以基于贝位各种设备的调度进行了建模，以减少设备冲突和等和作业类型划分的集装箱作业块为研究对象，并考待集卡时间最小为优化目标，通过模拟仿真，最终得虑了甲板上和船舱内两种位置的卸载作业，用约翰到设备的最佳配置。Canonaco。采用排队论对集逊启发式算法求解，解决岸桥和场桥的作业指派和装箱码头的作业线调度问题进行了研究，但没有考作业排序问题。算法第二阶段是对集

8、卡进行动态指虑集装箱岸桥之间的交叉干扰