基于状态节点网络的龙门吊路径优化问题研究

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1、第25卷第5期2016年10月运筹与管理OPERATIONSRESEARCHANDMANAGEMENTSCIENCEV01．25，No．5Oct．2016基于状态节点网络的龙门吊路径优化问题研究陈雷雷L2，乐美龙1，黄有方1(1．上海海事大学物流研究中心，上海201306；2．上海海洋大学工程学院，上海201306)摘要：为提升集装箱堆场的作业效率和服务水平，研究了集装箱堆场龙门吊的作业路径问题。将龙门吊的作业任务划分为阶段任务和阶段内子任务后，通过定义状态、状态值以及状态间距，提出了基于状态节点网络的龙门吊路径优化模型。并针对模型的特点，设计求解算法，算法由递归算法

2、生成状态节点空间，用整数编码的遗传算法进行状态组合寻优。最后，以某集装箱码头实际作业数据为基础，进行了模型和算法的验证计算，结果显示基于状态节点网络的路径优化方法有效地减少了龙门吊的作业移动距离。关键词：交通运输；作业路径优化；状态节点网络；龙门吊中图分类号：U691．3文章标识码：A文章编号：1007—3221(2016)05-0082—06doi：10．12005／orms．2016．0165ResearchonContainerYardCraneRoutingProblemBasedonState—NodeNetworkOptimizationCHENLei．1

3、eil一，LEMei—lon91，HUANGYou．fan91(1．LogisticsResearchCenter，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306，China；2．CollegeofEngineer-ingScienceandTechnology，ShanghaiOceanUniversity，Shanghai201306，China)Abstract：Inordertoimprovetheoperationefficiencyandservicelevelofcontaineryard，theyardcranero

4、utingproblemisstudied．Thetasksofyardcraneareclassifiedasphasetasksandcontainergroupsubtasks．Then，astate—nodenetworkoptimizationmodelispresentedforyardcraneroutingproblem，underthedefinitionofthestate，statevalueandstatedistance．Andfurther，asolvingalgorithmincludingtwostagesisdesignedforth

5、emodel．Thefirststageisarecursivealgorithmforgeneratingthestate-nodespace，andthesecondstageisanintegercodedgeneticalgorithmforfindingtheoptimalsolution．Finally，themodelandalgorithmaretestedtobevalidbyadatacasefromarealco／／tainerterminal，whichshowsthattheycaneffectivelyreducethemovedistan

6、ceofyardcrane．Keywords：transportation；routingoptimization；state-nodebasednetwork；yardcrane0引言集装箱运输是当前货物长途运输的主要方式。集装箱港口作为各种运输方式的衔接点，是各类货品运输的物流枢纽，其管理的水平、装卸作业的效率不仅影响港口本身的效益，也对整体社会物流的高效运作有着深远的影响。集装箱码头的装卸作业效率取决于码头设备的合理调度与利用，以我们国家大型集装箱码头所采用的“桥吊——集卡——龙门吊”集装箱装卸工艺而言，作为堆场内主要的装卸设备，堆场龙门吊的运行效率和成本，对集

7、装箱装卸作业链的整体效率有关键性的影响。如果龙门吊的效率低下，不仅使得船舶的在泊时间增加，还会增加内集卡和外集卡的等待时间¨’21。龙门吊路径的优化能最大限度地减少龙门吊的不必要移动"1，进而能够提升龙门吊的作业效率和降低龙门吊的作业成本，是龙门吊作业优化的重要途径之一。最早对龙门吊路径问题的关注始于1997年，Kim等人H1研究了在作业任务确定，集装箱堆存位置确定情况下的单一龙门吊路径优化问题，并提出收稿日期：2015．02—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(71471110)作者简介：陈雷雷(1981-)，男，浙江人，博士研究生，讲师，研究