集装箱装船顺序问题的启发式算法研究

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1、中国机械工程第21卷第9期2010年5月上半月集装箱装船顺序问题的启发式算法研究朱明华范秀敏程奂种何其昌1．上海交通大学，上海，20003O2．上海市网络化制造与企业信息化重点实验室，上海，200030摘要：针对集装箱堆场快速、高效装船作业的实际需求，结合集装箱码头作业状况深入分析了倒箱产生的原因。基于给定的堆场集装箱堆存状态和集装箱装船配载图，研究堆场集装箱装船顺序确定问题，提出了一种以最小化倒箱量为目标的集装箱装船顺序的启发式算法，建立了基于规则的改进策略。最后用实例证明了算法的准确性和实用性，能够为集装箱码头装船作业提供决策依据，从而提高其作业效率和服务质量。关键词：启发式

2、算法；集装箱堆场；倒箱；装船顺序中图分类号：TP391．9文章编号：1()()4—132X(2010)09—1066—05HeuristicsforExportContainetLoadingSequenceProblemZhuMinghuaFanXiumin’ChengHuanchong’HeQichang’1．ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai，2000302．ShanghaiKeyLabofAdvancedManufacturingEnvironment，Shanghai，200030Abstract：Inayardwhereexport

3、containersarepiledup，onlythoseonthetoparedirectlyaccessibletothestackingequipment．Asaresult，extrarelocationsmayoccurwhenliftingthemupforloadingontoships．Onewaytoimproveoperationalefficiencyistogetanoptimizedcontainerloadingsequenceinadvance．Thecausationofrelocationwasanalysedinconsiderationof

4、containeryardreality．Basedongiveninformationofthecontainerstorageinthecontaineryardandcontainershipstowageplan，thispaperproposedamodelforcontainerloadingsequenceproblemandaimedtOgetleastrelocations．Theproposedheuristicanditsim—provementofrule—basedstrategieswerepresented．Severa1setsoftestingr

5、esultsdemonstratetheperform—anceoftheheuristicalgorithmaccuracyandpracticality．Thismethodcanprovidethedecisionmakingbasisforcontainerloadingoperation．Keywords：heuristicalgorithm；containeryard；relocation；1oadingsequence0引言划和决策树方法研究了到来的集装箱在堆场中的集装箱码头堆场是集装箱陆路运输与海上运位置问题；郝聚民等_3提出了一种基于图搜索和模输的中转站，是集装

6、箱运输过程的重要环节之一。式识别技术的启发式方法；杨淑芹等提出了一种随着我国集装箱码头吞吐量的快速增长，码头对其在集装箱到来顺序已知前提下的启发式方法。在内部堆场的作业效率提出了更高的要求，主要体现倒箱发生过程中，很多研究侧重于落箱位置的优在装船质量和装船速度两个方面。装船质量主要化。文献[5]主要研究在给定装船顺序条件下如何是相对于船方提供的配载图，反映集装箱装船后的确定最佳倒箱落箱位置，以减少或者避免二次倒状态和与配载图匹配的准确程度；装船速度表征的箱；Kim等利用分支定界和启发式方法研究了提是集装箱装船的快慢程度。装船质量与装船速度箱过程中翻倒集装箱落箱位置的确定问题；为提

7、高是集装箱码头装卸综合能力的重要组成部分。确装船效率，有些码头在装船前需要对出口箱进行预定集装箱装船作业顺序时，应尽量使堆放在上层的倒作业，Lee等以最小化预倒过程中的倒箱量为集装箱先于堆放在其下的集装箱被提走_1]。但是，目标，提出了相应的整数规划模型和启发式方法，出口集装箱到达堆场的顺序是随机的，在收箱时尚对倒箱路径进行了优化；Lee等构建了包含整数不能确定其被提走的顺序，因此不可避免地会出现规划模型在内的邻域搜索启发式方法对预倒箱问一定数量的倒箱。倒箱问题对堆场运作效率的影