基于异贝的集装箱翻箱优化模型及启发式算法

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1、第２１卷第６期运筹与管理Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６２０１２年１２月ＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＳＣＩＥＮＣＥＤｅｃ．２０１２基于异贝的集装箱翻箱优化模型及启发式算法董小妹，潘郁，徐骁勇，丁燕艳（南京工业大学经济与管理学院，江苏南京２１１８１６）摘要：本文研究集装箱异贝之间的翻箱优化调度问题。建立集装箱堆场异贝之间翻箱问题的数学模型，优化设计推理规则库，选择采用杂合启发式算法构造算法求解流程，寻求满意解。通过算例测试与其他模型算法比较分析，验证了在接近满贝的情况下，采用多贝位之间翻箱调度的合理性及其启发式优化算法的可行性和有效性，以更

2、好地平衡集装箱堆场利用率以及翻箱率之间的问题。关键词：运筹学；翻箱调度；杂合启发式算法；集装箱物流；异贝中图分类号：ＴＰ３０１．６文章标识码：Ａ文章编号：１００７-３２２１（２０１２）０６-０１１２-０７MathematicalModelandHybridHeuristicOptimizationAlgorithmofContainerRehandlingAmongDifferentBayLocationsＤＯＮＧＸｉａｏ-ｍｅｉ，ＰＡＮＹｕ，ＸＵＸｉａｏ-ｙｏｎｇ，ＤＩＮＧＹａｎ-ｙａｎ（EconomicsandManagement，NanjingUniver

3、sityofTechnology，Nanjing２１１８１６，China）Abstract：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｙａｒｄｒｅｈａｎｄｌｉｎｇａｍｏｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｂａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｔｂｕｉｌｄｓａｐｒｏｃｅｓｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｂａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｎａｃｏｎｔａｉｎｅｒｙａｒｄ，ｈｅｌｐｓｄｅｖｅｌｏｐａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｒｕｌｅｂａｓｅ，ｓｅｌｅｃｔｓａｎｄｕｓｅｔｈｅｈｙｂｒｉｄｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｇｏｒｉ

4、ｔｈｍ，ａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓａｓｏｌｕｔｉｏｎ-ｓｅｅｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｅｎｓｕｒｅａｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｉｔｍａｋｅｓａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｏｔｈｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｔａｉｎｅｒｙａｒｄｒｅｈａｎｄｌｉｎｇａｍｏｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｂａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｈｅｕｒｉｓｔｉｃｏｐｔ

5、ｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｈｅｎｂａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓａｒｅｃｌｏｓｅｔｏｂｅｉｎｇｆｕｌｌ．Keywords：ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｒｅｓｅａｒｃｈ；ｒｅｈａｎｄｌｉｎｇｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ；ｈｙｂｒｉｄｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｃｏｎｔａｉｎｅｒｌｏｇｉｓｔｉｃｓ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓ０引言随着港口货物吞吐量的日益增长，集装箱作业效率的高低直接关系到整个运输过程的效率和成本，而目前大多数集装箱场站都面临堆场空间有限、集装箱吞吐量飞速增长、管理方式落后等问题，这些现存的问题大大降低了堆场的运营效率。很多学者已经致力

6、于集装箱堆场管理的研究并提出了一些管理方案，这些研究主要集中在运营环节及装卸工艺系统方面的研究。研究者们多利用计算机模拟技术和优化算法对集装箱物流系统进行研究，研究了多种数学算法和数据模型以寻找不同标准的堆放和存取策略。翻箱优化研究是相关学者的研究重点之一。［１］ＷｅｎｊｕａｎＺｈａｏ和ＡｎｎｅＶ．Ｇｏｏｄｃｈｉｌｄ通过仿真评估了集卡在集装箱堆场中对于减少进口箱翻箱的影响，模拟了不同场景不同贝位下各类集卡信息对堆场效益的影响，提出了集卡信息的及时性和实时性对收稿日期：２０１１-０９-２６基金项目：国家自然科学基金资助项目（７０８０１０３６）作者简介：董小妹（１９

7、８８-），女，江苏盐城人，硕士在读，研究方向：计算管理与物联网工程；潘郁（１９５５-），男，江苏南通人，教授，研究方向：计算管理与商务智能。第６期董小妹，等：基于异贝的集装箱翻箱优化模型及启发式算法１１３［２］于降低翻箱量的显著作用。ＭｏｈａｍｍａｄＢａｚｚａｚｉｂ，ＮｉｍａＳａｆａｅｉ和ＮｉｋｂａｋｈｓｈＪａｖａｄｉａｎ在文献中以集装箱存取时间最小化为目标，建立数学模型并运用遗传算法求解该模型，主要解决拓展性的集装箱储存空间分配［３］问题，更接近现实集装箱堆场中的集装箱类型多样化状况。Ｌｅｅ和Ｈｓｕ以最小化预翻箱过程中的翻箱［４］量为目标，建立整数规划模型和并

8、运用启发式算法求解该模型