【摘要】：為解決集裝箱港口岸橋和集卡資源緊張的現(xiàn)狀,針對(duì)岸橋和集卡協(xié)調(diào)調(diào)度問(wèn)題,綜合考慮集裝箱順序及岸橋干涉、集卡作業(yè)面調(diào)度等約束,建立了一個(gè)以最大完工時(shí)間最小化為目標(biāo)的混合整數(shù)規(guī)劃模型。在使用遺傳算法求解模型時(shí)采用了一種較為新穎的編碼方式,同時(shí)提出了相應(yīng)的交叉與變異方法。最后針對(duì)不同規(guī)模問(wèn)題,比較了遺傳算法(GA)與粒子群算法(PSO)求解,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于該問(wèn)題,模型遺傳算法在解的優(yōu)劣性及運(yùn)行時(shí)間上優(yōu)于粒子群算法。
【圖文】：

1問(wèn)題描述在傳統(tǒng)集裝箱碼頭，集卡通常采用作業(yè)線調(diào)度方法，即一個(gè)岸橋與一組固定集卡聯(lián)合工作。可能導(dǎo)致岸橋或集卡等待，造成資源浪費(fèi)。以卸載過(guò)程為例，當(dāng)岸橋卸載完一個(gè)集裝箱時(shí)，所分配的集卡都在工作，則岸橋需要等待集卡到達(dá)。相反，若集卡到達(dá)時(shí)，岸橋還未完成卸載，則集卡需要等待岸橋完成工作。這樣的等待會(huì)影響集裝箱碼頭生產(chǎn)效率。為此，本文采用作業(yè)面調(diào)度方法:集卡屬于公共資源，不再固定于一個(gè)岸橋。如圖1所示，集卡完成岸橋1的運(yùn)輸任務(wù)后直接服務(wù)岸橋4，避免岸橋4等待。多數(shù)文獻(xiàn)中岸橋處理任務(wù)為:a)集裝箱組;b)完整的貝位;c)貝位區(qū)域，這些任務(wù)通常包含多個(gè)集裝箱。多少文獻(xiàn)并沒(méi)有考慮集裝箱處理順序。不同處理順序?qū)ψ罱K結(jié)果有較大影響。例如同一貝位中有三個(gè)集裝箱1、2、3，因目標(biāo)堆場(chǎng)不同運(yùn)輸時(shí)間分別為6、5、8min，岸橋卸載時(shí)間為1min。假設(shè)有一臺(tái)岸橋、兩輛集卡，當(dāng)卸載順序?yàn)?、2、3時(shí)，最大完工時(shí)間為15min;當(dāng)卸載順序?yàn)?、1、2時(shí)，最大完工時(shí)間為13min;當(dāng)卸載順序?yàn)?、3、2時(shí)，最大完工時(shí)間為12min，如圖2所示。圖1作業(yè)面調(diào)度圖2不同處理順序?qū)Ρ葓D綜上所述，在實(shí)際操作中，不同集裝箱卸載順序?qū)ο到y(tǒng)作業(yè)時(shí)間有較大影響。實(shí)際操作中某些集裝箱需遵循一定卸載順序，例如:考慮船舶安全問(wèn)題不能先卸載完船舶一側(cè)的集裝箱;位于下層的集裝箱必須等待上層集裝箱卸載后才能卸載;集裝箱與集裝箱之間有優(yōu)先級(jí)關(guān)系。考慮以上因素，本文將岸橋處理任務(wù)設(shè)為單個(gè)集裝箱。岸橋調(diào)度問(wèn)題考慮集裝箱裝卸順序，確定岸橋處理任務(wù)以及處理順序。集卡調(diào)度問(wèn)題確定集卡處理任務(wù)以及處理順序。本文考慮以下因素:a)岸橋必須完成當(dāng)前貝位所有任務(wù)后才能去下一個(gè)貝位服務(wù);b)集裝箱之間有優(yōu)先級(jí)，例如必須先卸載上層的集裝箱再卸載下層

橋。如圖1所示，集卡完成岸橋1的運(yùn)輸任務(wù)后直接服務(wù)岸橋4，避免岸橋4等待。多數(shù)文獻(xiàn)中岸橋處理任務(wù)為:a)集裝箱組;b)完整的貝位;c)貝位區(qū)域，這些任務(wù)通常包含多個(gè)集裝箱。多少文獻(xiàn)并沒(méi)有考慮集裝箱處理順序。不同處理順序?qū)ψ罱K結(jié)果有較大影響。例如同一貝位中有三個(gè)集裝箱1、2、3，因目標(biāo)堆場(chǎng)不同運(yùn)輸時(shí)間分別為6、5、8min，岸橋卸載時(shí)間為1min。假設(shè)有一臺(tái)岸橋、兩輛集卡，當(dāng)卸載順序?yàn)?、2、3時(shí)，最大完工時(shí)間為15min;當(dāng)卸載順序?yàn)?、1、2時(shí)，最大完工時(shí)間為13min;當(dāng)卸載順序?yàn)?、3、2時(shí)，最大完工時(shí)間為12min，如圖2所示。圖1作業(yè)面調(diào)度圖2不同處理順序?qū)Ρ葓D綜上所述，在實(shí)際操作中，不同集裝箱卸載順序?qū)ο到y(tǒng)作業(yè)時(shí)間有較大影響。實(shí)際操作中某些集裝箱需遵循一定卸載順序，例如:考慮船舶安全問(wèn)題不能先卸載完船舶一側(cè)的集裝箱;位于下層的集裝箱必須等待上層集裝箱卸載后才能卸載;集裝箱與集裝箱之間有優(yōu)先級(jí)關(guān)系�？紤]以上因素，本文將岸橋處理任務(wù)設(shè)為單個(gè)集裝箱。岸橋調(diào)度問(wèn)題考慮集裝箱裝卸順序，確定岸橋處理任務(wù)以及處理順序。集卡調(diào)度問(wèn)題確定集卡處理任務(wù)以及處理順序。本文考慮以下因素:a)岸橋必須完成當(dāng)前貝位所有任務(wù)后才能去下一個(gè)貝位服務(wù);b)集裝箱之間有優(yōu)先級(jí)，例如必須先卸載上層的集裝箱再卸載下層的集裝箱;c)岸橋在同一軌道移動(dòng)，岸橋不能沖突。2問(wèn)題模型在本章中，將建立一個(gè)岸橋與集卡協(xié)調(diào)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。作出如下假設(shè):a)場(chǎng)橋有足夠的能力，集卡在堆場(chǎng)無(wú)須等待;b)已知進(jìn)口箱在堆場(chǎng)存放位置，，因此集卡運(yùn)輸時(shí)間是已知的。Q:岸橋集合Q={1，2，…，|Q|}，沿碼頭方向，岸橋按順序從一端到另一端編號(hào)Ui1:岸橋卸載集裝箱i需要的時(shí)間Ui2:一輛集卡運(yùn)輸集裝箱i從岸邊到堆場(chǎng)，再回到岸邊的時(shí)間


本文編號(hào)：2681938