考虑减载移泊的散货港口船舶调度优化

摘要

为提高散货港口的服务水平,充分利用现有泊位资源,研究了采用减载移泊策略的散货港口船舶调度优化问题;考虑大型船舶减载移泊对散货港口船舶调度的影响,以船舶进出港次序、移泊次序和移泊位置为决策变量,以进出港船舶总等待时间最小为目标函数,构建了混合整数线性规划模型;基于模型特点设计了混合算法,给出了生成初始种群的启发式规则,提出了新种群的邻域构造策略,并在模拟退火算法中引入有效的改进措施;为验证方案及其算法的有效性,对比了基于实际调研资料设计的方案与采用模型和算法优化的方案,并分析了船舶乘潮比和进出港时段长度对方案优化结果的影响。研究结果表明:与采用先到先服务思想和贪婪策略的2种现行船舶调度方案相比,所得方案的平均优化率分别为11.07%和9.84%;船队规模从20艘增加到50艘时,混合算法的求解耗时均在2min以内,且所得目标函数值与下界的平均相对偏差为6.92%;随着船舶乘潮比的增加,方案优化率和目标函数值先呈指数趋势增长,而后趋于平稳,乘潮比为50%左右时出现拐点;随着进出港时段长度的增加,方案优化率和目标函数值呈"M"形趋势变化,且在进出港时段长度为130min左右时方案优化效果最为显著,表明船舶调度优化模型与混合算法可行。