集裝箱港口“船舶-堆場-列車”作業(yè)資源的調度優(yōu)化.pdf

1、集裝箱多式聯(lián)運以集裝箱為運輸單元，將不同運輸方式有機結合在一起，實現(xiàn)貨物一體化綜合運輸，是貨物運輸?shù)陌l(fā)展方向。集裝箱海鐵聯(lián)運作為集裝箱多式聯(lián)運的重要組成，結合了集裝箱運輸、水路運輸、鐵路運輸?shù)亩嘀貎?yōu)點，具有運輸效率高、成本低、安全可靠、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。港口作為集裝箱海鐵聯(lián)運關鍵節(jié)點，其運營效率對集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)的綜合效率、服務質量均有重要影響?！按?堆場-列車”作業(yè)模式下的集裝箱海鐵聯(lián)運港口中，船舶、列車等多項集裝箱裝卸作業(yè)共存增加

2、了其作業(yè)資源調度的復雜性，因此，需要相應的調度模型和方法輔助支持“船舶-堆場-列車”作業(yè)資源的優(yōu)化調度，以提高港口作業(yè)效率，降低運營成本。
　　本文以集裝箱海鐵聯(lián)運港口“船舶-堆場-列車”作業(yè)資源為研究對象，對作業(yè)資源的調度優(yōu)化進行了深入研究。本文的主要研究內容如下:
　　(1)集裝箱海鐵聯(lián)運港口的系統(tǒng)分析?？紤]集裝箱海鐵聯(lián)運港口系統(tǒng)的動態(tài)性、非線性和復雜性，應用系統(tǒng)動力學方法建立集裝箱海鐵聯(lián)運港口系統(tǒng)動力學模型，直觀反映集

3、裝箱海鐵聯(lián)運港口與多個非線性影響因素的因果反饋關系，深入分析集裝箱海鐵聯(lián)運港口的發(fā)展。
　　(2)“船舶-堆場-列車”作業(yè)資源界定。通過對集裝箱海鐵聯(lián)運主要作業(yè)環(huán)節(jié)進行分析，確定港口作業(yè)是提高集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)作業(yè)效率的關鍵;分析集裝箱海鐵聯(lián)運港口的關鍵作業(yè)，根據(jù)港口布局、功能、作業(yè)流程等不同將集裝箱海鐵聯(lián)運港口作業(yè)劃分為兩種作業(yè)模式，分析比較各自的作業(yè)流程，對本文所研究的作業(yè)模式及作業(yè)資源進行界定，為港口作業(yè)資源的調度優(yōu)化奠定基

4、礎。
　　(3)“船舶-堆場-列車”作業(yè)堆場空間資源配置優(yōu)化?；谶M、出口箱混堆模式，建立考慮“船舶-堆場-列車”作業(yè)的混堆堆場空間資源配置兩階段優(yōu)化模型。第一階段為進場集裝箱分配箱區(qū)，模型目標為堆場箱區(qū)作業(yè)量均衡，應用模擬退火算法求解;第二階段為分配到箱區(qū)的集裝箱指派箱位，模型目標為集裝箱堆存產生的壓箱數(shù)最小，根據(jù)模型特點設計了啟發(fā)式算法求解;并通過算例驗證了兩階段模型和算法的有效性。
　　(4)“船舶-堆場-列車”作業(yè)龍

5、門吊調度優(yōu)化。以集裝箱海鐵聯(lián)運港口“船舶-堆場-列車”作業(yè)堆場各箱區(qū)裝卸作業(yè)溢出量最小和龍門吊作業(yè)量最均衡為目標構建了多目標龍門吊調度優(yōu)化模型，提出基于目標協(xié)調優(yōu)化的求解方法，通過算例實驗，分別對以各箱區(qū)裝卸作業(yè)溢出量最小、龍門吊作業(yè)量最均衡為優(yōu)化目標的模型進行求解，獲得不同的龍門吊調度方案。比較不同優(yōu)化目標下的調度方案，各箱區(qū)的作業(yè)溢出量及龍門吊作業(yè)量均衡度因優(yōu)化目標而異。在此基礎上，對綜合以上兩個目標的多目標優(yōu)化模型及求解方法進行驗

6、證，獲得龍門吊多目標調度優(yōu)化方案。
　　(5)“船舶-堆場-列車”作業(yè)集卡動態(tài)調度優(yōu)化?；诩▌討B(tài)調度模式，分析了集裝箱海鐵聯(lián)運港口“船舶-堆場-列車”作業(yè)集卡的可能運輸路徑，以集卡行駛時間和等待裝卸設備作業(yè)時間之和最小建立了集卡與岸橋、軌道吊及龍門吊的聯(lián)合調度優(yōu)化模型，開發(fā)了基于雙層編碼的改進遺傳算法進行求解，獲得了港口同時裝卸船舶、列車時的集卡動態(tài)調度方案，實現(xiàn)了集卡在不同作業(yè)線之間的共享，并通過算例驗證模型及算法的有效性。