不确定性条件下集装箱码头泊位与岸桥集成调度计划建模与优化

摘要

泊位和岸桥是集装箱码头岸边侧两种相互关联的重要稀缺资源,合理的调度计划能够提高资源的利用率,提升顾客满意度,同时准确地应对不可避免的扰动,对码头生产力和服务水平起着至关重要的作用。本论文结合国内外已有研究成果,对不确定性条件下的连续型泊位与岸桥集成调度问题进行研究。
　　首先,基于文献综述和运营实践,确定了问题的边界和特点,建立了确定性条件下的初始调度计划模型和不确定性条件下的基础调度计划模型。前者以最小化船舶总在港时间为目标,后者进一步引入缓冲时间决策变量,并提出含有期望总离港时间和总缓冲时间的代理目标函数,以优化基础调度计划的质量鲁棒性及解鲁棒性。
　　针对以上模型,设计了前摄-反应两阶段调度决策框架。在前摄调度阶段,通过拆分决策变量,设计了双层循环迭代算法对模型进行求解:上层采用自适应遗传算法决策船舶优先级、岸桥数量和缓冲时间量;下层采用局部搜索启发式,基于上层信息决策船舶和岸桥的集成调度方案。在反应调度阶段,设计了右移和启发式调整两套反应策略,以应对调度执行中的不确定性扰动。
　　最后,通过数值仿真实验证明了算法的有效性和优越性,以及所得基础调度计划的鲁棒性,并设计了参数实验分析了不确定性程度、缓冲时间上限、启发式调整策略中的阈值参数对调度决策的影响。

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1 绪论

1.1 集装箱码头相关概念和背景

1.2 不确定性调度相关概念和背景

1.3 课题的研究意义

1.4 课题的研究内容与方法

2 文献综述

2.1 确定性条件集装箱码头泊位岸桥调度研究现状

2.2 不确定性条件下泊位和岸桥调度问题的研究现状

2.3 本章小结

3 问题描述和模型建立

3.1 问题描述

3.2 模型建立

3.3 本章小结

4 鲁棒性调度算法设计

4.1 前摄调度算法设计

4.2 反应调度算法设计

4.3 本章小结

5 数值实验与分析

5.1 算例生成和参数选择

5.2 初始调度计划的数值实验

5.3 基础调度计划的数值实验

5.4 参数分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文