集装箱码头堆场箱位动态分配优化策略研究

摘要

随着集装箱运输量的增加，集装箱船舶日益大型化，使得集装箱码头的作业效率成为集装箱运输的瓶颈。如何提高集装箱码头作业效率以应对新的形势已经成为国内外相关学者的重要研究课题。许多现有的码头承担着超负荷的作业量，尤其是堆场空间显得相对紧缺，堆场成了码头的作业瓶颈，因此，研究堆场的作业策略有着重要的意义。堆场的作业策略主要包括箱区分配策略和具体箱位分配策略两个层次。本文分别对这两个层次的策略进行了研究。 首先，针对集装箱进入堆场的具体过程，建立堆存过程的数学模型，利用图论，给出生成取/倒箱决策的启发式算法，并以减少倒箱量为目标，给出了堆存策略的表达形式，利用模拟退火算法与仿真结合，对堆存策略进行优化。 第二，根据集装箱流在堆场上箱区间的分配过程，将箱区分配策略的优化分成两个阶段：箱区间作业量平衡模型和箱区泊位距离最小化模型，分析了两个阶段的约束条件，并通过启发式算法给出较优策略。 第三，利用Witness仿真平台，根据码头作业的特点，划分集装箱码头的功能模块，据此设计仿真模型的结构和单元，并将仿真模型细化到具体箱位的分配。 最后，以具体码头为对象，将现行策略与本论文提出的策略分别应用于仿真模型，通过仿真结果的对比来考察策略的优劣。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题概述

1.1.1课题的来源

1.1.2课题研究的背景

1.1.3课题研究的目的及意义

1.2课题研究现状

1.3本课题研究的内容

第2章集装箱码头堆存过程研究

2.1集装箱码头堆存过程概述

2.2集装箱存取过程

2.2.1集装箱存取过程描述

2.2.2集装箱存取过程模型

2.2.3集装箱取/倒箱策略

2.2.4集装箱堆存策略

2.2.5堆存策略算例

2.3本章小结

第3章堆场箱区动态分配研究

3.1堆场箱区动态分配概述

3.2堆场箱区动态分配模型

3.2.1问题表述和基本假设

3.2.2阶段(1)—堆场箱区间的作业量平衡优化模型

3.2.3阶段(2)—箱区内分配优化模型

3.2.4分配模型的近似启发式算法

3.3本章小节

第4章基于Witness的堆场动态箱位分配仿真模型

4.1仿真概述

4.2仿真平台

4.2.1 WITNESS提供的建模单元

4.2.2 WITNESS的主要特点

4.3仿真目标

4.4仿真模型结构与仿真流程

4.4.1仿真模型结构

4.4.2集港流程

4.4.3卸船流程

4.4.4装船流程

4.4.5疏运流程

4.5仿真模型输入参数

4.6仿真模型统计输出

4.7五洲国际集装箱码头的动态箱位分配仿真模型

4.7.1五洲国际集装箱码头概述

4.7.2五洲国际集装箱码头仿真模型

4.7.3仿真结果及分析

4.8本章小结

第5章研究总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

致 谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目

附录