國際貿(mào)易量的快速增長和集裝箱船舶的大型化趨勢,對集裝箱碼頭的集港效率和服務(wù)能力提出了更高的要求。一方面,大型集裝箱船掛靠的碼頭作業(yè)量和作業(yè)強度增大,另一方面,大量送箱集卡高峰時間集中在集裝箱碼頭閘口及堆場排隊等待作業(yè),消耗了大量的能源,排放了大量的CO2及污染氣體,迫切需要應(yīng)對和解決。因此,本文圍繞考慮能耗的集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化問題展開研究。首先,針對集卡不規(guī)律到達而導(dǎo)致的碼頭閘口與堆場擁擠問題,提出按船舶預(yù)約的集港模式,以外部送箱集卡在閘口和堆場排隊等待時怠速行駛能耗和場橋空轉(zhuǎn)時能耗最小為目標(biāo),建立集卡送箱預(yù)約優(yōu)化模型。該模型利用兩級排隊網(wǎng)絡(luò)描述集卡在閘口和堆場的排隊過程,在考慮集卡車隊和碼頭雙方利益的情況下,確定每艘到港船舶的集港時間窗和預(yù)約份額。設(shè)計模擬退火-遺傳算法求解優(yōu)化模型,并以大連集裝箱碼頭為例,對模型和算法的有效性進行了驗證。結(jié)果表明:集卡送箱預(yù)約優(yōu)化模型可以大幅減少集卡在閘口和堆場的排隊等待時間,降低場橋空轉(zhuǎn)期間的能耗。其次,針對送箱集卡多碼頭調(diào)度的低能耗、高效化要求,及為解決集卡不規(guī)律到達導(dǎo)致碼頭擁擠問題而提出的集卡預(yù)約集港機制,以最小化送箱集卡怠速等待能耗...

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究綜述
        1.2.1 集裝箱碼頭預(yù)約集港的相關(guān)研究
        1.2.2 集裝箱碼頭集卡調(diào)度的相關(guān)研究
        1.2.3 集裝箱碼頭箱位分配與場橋調(diào)度的相關(guān)研究
        1.2.4 集裝箱碼頭岸橋和水平運輸工具調(diào)度的相關(guān)研究
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)流程
        2.1.1 集裝箱碼頭布局
        2.1.2 集港-裝船作業(yè)流程
        2.1.3 卸船-疏港作業(yè)流程
    2.2 集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)分析
        2.2.1 集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成分析
        2.2.2 集裝箱碼頭預(yù)約集港
        2.2.3 集裝箱碼頭出口箱進港裝船作業(yè)
    2.3 集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化問題及優(yōu)化方法分析
        2.3.1 影響集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)運作效率的因素
        2.3.2 集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化問題
        2.3.3 求解集裝箱碼頭出口箱作業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化問題的方法
    2.4 本章小結(jié)
3 考慮能耗和船舶集港時間窗的集卡送箱預(yù)約優(yōu)化
    3.1 問題分析
    3.2 模型建立
        3.2.1 前提假設(shè)
        3.2.2 符號說明
        3.2.3 數(shù)學(xué)模型
    3.3 算法設(shè)計
        3.3.1 初始種群編碼及適應(yīng)度
        3.3.2 遺傳操作
        3.3.3 模擬退火操作
        3.3.4 不滿足約束個體的處理及算法終止條件
    3.4 算例分析
        3.4.1 算例描述
        3.4.2 算法對比
        3.4.3 集卡送箱預(yù)約優(yōu)化模型結(jié)果分析
        3.4.4 模型參數(shù)分析
    3.5 本章小結(jié)
4 考慮能耗和預(yù)約機制的送箱集卡多碼頭調(diào)度優(yōu)化
    4.1 問題分析
    4.2 模型建立
        4.2.1 前提假設(shè)
        4.2.2 符號說明
        4.2.3 數(shù)學(xué)模型
    4.3 算法設(shè)計
        4.3.1 解的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.3.2 信息素更新規(guī)則
        4.3.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則
        4.3.4 算法步驟
    4.4 算例分析
        4.4.1 算例描述
        4.4.2 算例求解
        4.4.3 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 考慮能耗的出口箱箱位分配與多場橋調(diào)度協(xié)同優(yōu)化
    5.1 問題分析
    5.2 模型建立
        5.2.1 前提假設(shè)
        5.2.2 符號說明
        5.2.3 數(shù)學(xué)模型
    5.3 算法設(shè)計
        5.3.1 染色體編碼
        5.3.2 生成初始種群
        5.3.3 適應(yīng)度函數(shù)
        5.3.4 遺傳操作
        5.3.5 模擬退火操作
        5.3.6 終止規(guī)則
    5.4 算例分析
        5.4.1 算例描述
        5.4.2 算例求解
        5.4.3 不同場地策劃方法比較分析
    5.5 本章小結(jié)
6 考慮能耗的雙小車岸橋與AGV聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化
    6.1 問題分析
    6.2 模型建立
        6.2.1 前提假設(shè)
        6.2.2 第一階段——岸橋的調(diào)度優(yōu)化模型
        6.2.3 第二階段——AGV的調(diào)度優(yōu)化模型
    6.3 第一階段模型求解算法設(shè)計
    6.4 第二階段模型求解算法設(shè)計
        6.4.1 染色體編碼
        6.4.2 生成初始種群
        6.4.3 評價與選擇
        6.4.4 交叉與變異
        6.4.5 不滿足約束個體的處理及算法終止條件
    6.5 算例分析
        6.5.1 算例描述
        6.5.2 算例求解
        6.5.3 結(jié)果分析
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號：3909404