堆场进口箱翻箱落位优选干扰管理模型与算法

摘要

集装箱码头堆场运作优化的重要目标之一是降低堆场翻箱率，其中进口箱提箱过程中的翻箱落位优选是降低码头翻箱率的重要途径，降低翻箱率可以直接降低集装箱堆场的作业成本，从而提高港口的竞争力。随着集装箱吞吐量的急剧增加，许多港口由于受到陆域面积和堆场运营要求的限制，采取了多层堆垛以适应上述条件限制，但这也会产生许多无效的翻箱和极其复杂的操作问题。另外还受到许多外部不确定因素的影响，比如客户到港提箱时间的不确定，也会产生大量翻箱，给堆场作业计划带来较大影响，增加了堆场作业成本。因此，进行集装箱翻箱落位优选的研究，优化堆场翻箱率对提升集装箱运输效率、堆存效益、以及港口的利润、服务水平、现代化管理都有着极其重要的意义。
　　本文针对堆场进口箱翻箱落位优选问题，首先分析了影响翻箱落位的相关因素，根据客户提箱时间特点，建立了客户提箱时间不确定条件下的广义提箱次序，并针对广义提箱次序模型较难求解的特点，开发了快速启发式求解算法，对算法性能进行了测试，实验表明该启发式算法能满足求解的精度及实时性要求。接着在广义提箱次序的基础上探讨了集装箱预期翻箱量的估计求解;在此基础上，提出了基于二次翻箱量增加最小的集装箱堆场翻箱落位优选启发式算法。最后利用仿真实验对所提出的算法与OH算法和IH算法进行了比较分析，实验结果表明在求解较大规模问题时算法精度可优于上述两种算法15％以上。
　　本文接着针对干扰事件对堆场提箱作业计划的影响，首先分析了影响翻箱落位优选问题的干扰因素，并分别对干扰因素进行了扰动度量，在此基础上建立了翻箱落位优选问题的干扰管理模型，来对原作业计划作出调整，尽量减少对原计划的扰动。最后利用仿真实验对提出的算法与重调度算法进行了比较分析，实验结果表明干扰管理模型计算得到的翻箱量虽比重调度算法略高，但对原作业计划的扰动较小，且在可接受时间内能够得到满意解。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 提箱次序问题的研究

1．3．2 翻箱率问题的研究

1．3．3 翻倒箱落箱位置优选问题的研究

1．3．4 堆场翻箱干扰管理研究

1．4 研究目标和解决的关键问题

1．4．1 研究目标

1．4．2 解决的关键问题

1．5 论文结构

2 集装箱堆场进口箱翻箱问题分析

2．1 翻箱分类

2．2 进口箱翻箱原因分析

2．3 进口箱提箱翻箱对策

3 广义提箱次序模型构建

3．1 广义提箱次序分析

3．2 广义提箱次序模型建立

3．3 本章小结

4 广义提箱次序模型的启发式快速求解算法

4．1 模型中目标的计算

4．2 算法性能测试

4．3 本章小结

5 基于广义提箱次序的翻箱落位优选初始模型

5．1 翻箱落位优选问题描述

5．2 预期翻箱量估计

5．3 翻箱落位优选模型

5．4 仿真实验及分析

5．4．1 仿真实验设计

5．4．2 算法性能分析

5．5 本章小结

6 翻箱落位优选问题干扰管理的扰动辨识及度量

6．1 广义提箱次序的扰动偏差度量

6．2 翻倒箱落箱堆栈的扰动偏差度量

6．3 本章小结

7 翻箱落位优选干扰管理模型

7．1 模型符号及定义

7．2 干扰管理模型

7．3 仿真实验及分析

7．3．1 仿真实验设计

7．3．2 算法性能分析

7．4 本章小结

8 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

参考文献

附录A 广义提箱次序快速求解公式推导及证明

两种分布的情况

多种分布的情况

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢