中文摘要 摘要 集裝箱碼頭的生產(chǎn)運作主要指泊位船舶的裝卸作業(yè)，包括設(shè)備的使用，人員 的組織安排，泊位生產(chǎn)過程的有序高效管理對碼頭整體運作有著至關(guān)重要的影響。 本文研究了集裝箱碼頭泊位的生產(chǎn)運作管理問題，主要重點是在龍門吊裝卸 工藝系統(tǒng)下的集卡的路徑優(yōu)化和設(shè)備優(yōu)化配置問題。泊位資源是碼頭作業(yè)效率的 關(guān)鍵，如何利用已成為當(dāng)今研究的重點，船舶靠泊以后由集裝箱裝卸橋進行碼頭 前沿的裝卸工作，裝卸橋的效率成為了泊位充分利用的關(guān)鍵，而為了使裝卸橋的 效率充分發(fā)揮，需要配備足夠的集裝箱卡來承接裝卸橋的裝卸工作，集卡從岸橋 運行到碼頭的各個裝卸堆場以及從各個堆場回到泊位岸橋處，這中間的路徑行走 并非隨意，需要有科學(xué)的路徑管理進行指導(dǎo)，使得集卡利用經(jīng)濟而有序，使得碼 頭的管理工作富有組織性，對于同時存在一裝一卸的兩泊位生產(chǎn)運作問題，路徑 優(yōu)化的研究就更加復(fù)雜化，需要將兩泊位上的開頭岸橋和進出口堆場同時考慮到 一個系統(tǒng)中來進行優(yōu)化。 另外，由路徑優(yōu)化得來的各時段路徑必會長短不一，配置集卡數(shù)量同樣需要 科學(xué)的分析和管理，同樣場橋和集卡之間的作業(yè)要求也是如此。而三種設(shè)備中間 的關(guān)鍵是銜接效率問題，那么如何配置就需要從它們之間的相互聯(lián)系點來研究。 本文提出了將集卡獨立作業(yè)與聯(lián)合作業(yè)同時考慮的集卡路徑優(yōu)化模型，以集 卡總行駛距離最短為目標(biāo)，找出晝夜計劃的集卡最優(yōu)工作路徑，然后以岸橋、集 卡和場橋的作業(yè)效率為基礎(chǔ)，以設(shè)備單位總運行費用最低的確定設(shè)備配置數(shù)量的 解決思路。 通過泊位生產(chǎn)的流程分析以及理論建模的數(shù)學(xué)分析方法構(gòu)建了描述集裝箱碼 頭泊位生產(chǎn)運作的整數(shù)線性優(yōu)化模型。并應(yīng)用該模型，給出一個虛擬碼頭的數(shù)字 實驗案例，得出了碼頭晝夜2 4 小時的生產(chǎn)作業(yè)計劃，結(jié)果比較客觀合理，同時將 集卡的總行駛距離同傳統(tǒng)的僅獨立作業(yè)使用方式進行了比較，得出集卡的效率可 以提高2 0 以上，證明了該模型對于管理集裝箱碼頭泊位的實際生產(chǎn)運作情況具 有很好的理論支持和現(xiàn)實指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞：泊位生產(chǎn)運作；獨立作業(yè)；聯(lián)合作業(yè)；最短路徑；設(shè)備配置 英文摘要 a b s t r a c t t h eb e r t hp r o d u c t i o no p e r a t i o n ( b p o ) o fc o n t a i n e rt e r m i n a lm a i n l ym e a n st h e p r o c e s so p e r a t i o no fl o a d i n g d i s c h a r g i n go fe o n t a i n e r s h i p s ，w h i c hc o n t a i n su s eo f e q u l p m e ma n do r g n i z a t i o no fw o r k e r s h i g he f f i c i e n tm a n a g e m e n to fb p op l a y sa l l i m p o r t a n tr o l ei nt h ew h o l eo p e r a t i o no fc o n t a i n e rt e r m i n a l t h i sp a p e ra d d r e s s e st h eb p om a n a g e m e n tp r o b l e m ，a i m i n gt os o l v ei s s u e so f t h er o u t eo p t i m i z a t i o no fc o n t a i n e rt r u c k sa n d d e p l o y m e n to p t i m i z a t i o no fe q u i p m e n to n t h eb a s i so fg a n t r yc r a n e s ( g c s ) h a n d l i n gs y s t e m t h eb e r t hr e s o u r c e sh a v eb e c o m et h e k e yi s s u e so nat e r m i n a lo p e r a t i o n ，a n dh o wt om a k ef u l lu s eo ft h e mh a sa l r e a d y b e c o m et h em a i np o i mi nt o d a y sr e s e a r c h a f t e rb e r t h i n gas h i p ，q u a yc r a n e s ( q c s ) t a k e c h a r g ef o rl o a d i n ga n du n l o a d i n gw o r k , s ot h ee f f i c i e n c yo fq u a yc r a n e sc a nm e a s u r e t h a tw h e t h e rt h eb e r t h sh a v e b e e nm a d ef u l lu s eo f , i nt h em e a n t i m e ，i no r d e rt og i v ef u l l p l a yt ot h ee f f i c i e n c yo fq c s ，e n o u g hc o n t a i n e rt r u c k sa r en e e d e d t h ec o n t a i n e rt r u c k s m o v ef r o mq c sa r e a st oc o n t a i n e ry a r d s ( c y s ) o rf r o mc y sb a c kt oq c s ，t h er o u t i n g a r r a n g e m e n ts h o u l db ed i r e c t e db ys c i e n t i f i cr o u t i n gm a n a g e m e n tt h e o r i e s ，i n s t e a do f b e i n gd e c i d e da tr a n d o m , w h i c hm a k e su s eo fc o n t a i n e rt r u c k se c o n o m i ca n d m a n a g e m e n to ft e r m i n a lo r g a n i z e d a sf o rt w ob e r t h s ，i fc i r c u m s t a n c eo fo n eb e r t h l o a d i n gw h i l ea n o t h e ru n l o a d i n ge x i s t s ，t h er e s e a c ho nr o u t i n go p t i m i z a t i o np r o b l e m w i l lb em o r ec o m p l i c a t e d ，w h i c hs h o u l dt a k eq c sa n dc y so fb o t hb e r t h si n t o c o n s i d e r a t i o na n dp u ta l lt h er e l e t i v ef a c t o r si n t oas y s t e m f u r t h e r m o r e ，t h es h o r t e s tr o u t e so fe a c hp e r i o do ft i m ef r o mr o u t i n go p t i m i z a t i o n m o d e la r ed i f f e r e n t ，t h en u m b e ro fc o n t a i n e rt m c k sf o re a c hr o u t em u s tb ed i f f e r e n t , s o h o wt od e p l o yc o n t a i n e rt r u c k sa l s on e e d ss c i e n t i f i ca n a l y s i sa n dm a n a g e m e n t ，a n dt h e w o r kr e q u i r e m e n tb e t w e e ng c sa n dc o n t a i n e rt r u c k si si nt h es a m ew a y t h ek e yi s s u e a m o n gt h e s et h r e ee q u i p m e n ti sc o n n e c t i o ne f f i c i e n c y , s ow en e e df o c u st h er e s e a r c ho n t h ec o n n e c t e dp o i l l tb e t w e e nt w ol i n k so ft h eo p e r a t i o np r o c e s s t h i sp a p e rp r o p o s e sar o u t i n g o p t i m i z a t i o nm o d e lt a k i n g b o t hi n d e p e n d e n t 英文摘要 t r a n s p o r ta n dc o n b i n e dt r a n s p o r to fc o n t a i n e rt r u c k s i n t oc o n s i d e r a t i o n 、析廿lt h e o b j e c t i v eo fs h o r t e s to ft o t a lm o v i n gd i s t a n c e r o u t i n go p t i m i z a t i o nm o d e lc a nf r e dt h e o p t i m a lw o r kr o u t e so fc o n t a i n e rt r u c k su n d e rd a ya n dn i g h ts c h e d u l eo fac o n t a i n e r t e r m i n a l ，a f t e rt h a t , t h ep a p e ra l s op r o p o s e sab e r t he q u i p m e n td e p l o y m e n tm o d e l ， w h i c hh e l p st od e c i d et h eo p t i m a ld e p l o y e dn u m b e ro fc o n t a i n e rt r u c k sa n dg c so nt h e b a s i so fw o r ke f f i c i e n c yo fv a r i o u so fe q u i p m e n ta n dt h eo b j e c t i v eo fl o w e s to ft o t a l o p e r a t i o nc o s t t r o u g ht h em a t h e m a t i ca n a l y s i sm o t h e do fp r o d u c t i o np r o c e s sa n a l y s i sa n d m a t h e m a t i ct h e o r ym o d e l i n g ，t h ea u t h o rg i v e sai n t e g e rl i n e rp r o g r a m m i n gm o d e l d i s c r i b i n gt h eb e r t hp r o d u c t i o no p e r a t i o n , a n da l s op u t st h i sm o d e li n t op r a c t i c e t h e n u m e r i ce x p e r i m e n ti sa b o u taf i c t i t i o u sc o n t a i n e rt e r m i n a l ，a f t e ru s i n gt h em o d e l ，w e c a ng e tap r o d u c t i o no p e r a t i o ns c h e d u l eo ft h ew h o l ed a y , t h er e s u l ti sr a t h e ro b je c t i v e a n dr e a s o n a b l e ，i nt h em e a n t i m e ，t h ea u t h o rc o m p a r e st h eo p t i m a lg r o s sm o v i n g d i s t a n c et ot h a to ft r a d i t i o n a li n d e p e n d e n tt r a n s p o r ts t y l e ，t h e nf i n d st h a tt h ec o n t a i n e r t r u c k se f f i c i e n c yh a p p e n sm o r et h a n2 0 i n c r e a s i n g ，w h i c hc a np r o v et h em o d e l p o s s e s s e sp r e t t yg o o da c a d e m i cs u p p o r ta n dp r a c t i c a ld i r e c t e de 毹c to nt h ea c t u a lw o r k o fb e r t hp r o d u c t i o no p e r a t i o n k e yw o r d s ：b e r t hp r o d u c t i o no p e r a t i o n ；i n d e p e n d e n tt r a n s p o r t ；c o m b i n e d t r a n s p o r t ；s h o r t e s tr o u t e ；e q u i p m e n td e p l o y m e n t 大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果， 撰寫成博碩士學(xué)位論文= = 篡蕉箍強迭泊僮生主運佳選絲研究：。除論文中已經(jīng) 注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明 確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表 或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué) 位論文的規(guī)定，即：大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論 文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本 學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可采用影印、縮印或掃 描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到中國優(yōu)秀博碩士 學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫( 中國學(xué)術(shù)期刊( 光盤版) 電子雜志社) 、中國學(xué)位論文全 文數(shù)據(jù)庫( 中國科學(xué)技術(shù)信息研究所) 等數(shù)據(jù)庫中，并以電子出版物形式出版發(fā) 行和提供信息服務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。 本學(xué)位論文屬于：保密口在年解密后適用本授權(quán)書。 不保密日( 請在以上方框內(nèi)打“4 ) 論文作者簽名j 濺導(dǎo)師簽名論文作者簽名：l 煅導(dǎo)師簽名 日期： l , o l o 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 1 1 研究背景及意義 1 1 1 泊位生產(chǎn)問題的提出 第1 章緒論 貿(mào)易全球化趨勢，產(chǎn)品生產(chǎn)地與市場交易地的跨國分離，極大地推動了集裝 箱運輸?shù)陌l(fā)展。由于集裝箱運輸量的增長以及集裝箱運輸方式的特點，集裝箱碼 頭成為船轉(zhuǎn)船或船轉(zhuǎn)其它種運輸方式( 諸如鐵路、公路等) 的中轉(zhuǎn)服務(wù)中心，從 而，集裝箱碼頭已經(jīng)成為物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中非常重要的一環(huán)。 海運和其他運輸方式一樣，效率也是非常重要的。隨著貿(mào)易的增長，許多集 裝箱碼頭正致力于或者即將重點放在碼頭的工作性能上。除了這種趨勢之外還有 一個趨勢就是集裝箱船舶的日益大型化( 1 0 0 0 0 t e u 以上的集裝箱船舶已經(jīng)開始運 營) ，所以碼頭的運營的高效化就顯得更加重要了。高效的碼頭能使集裝箱快速裝 上或卸下船舶。這不僅使承運人滿意，因為它提供了高效的運營效率，而且也符 合碼頭的利益，因為這樣碼頭每天裝箱量增加，從而使得利潤增大。因此，來自 商業(yè)環(huán)節(jié)利益的巨大壓力，要求必須提高碼頭服務(wù)能力，而泊位的生產(chǎn)能力是整 個碼頭服務(wù)能力的關(guān)鍵，泊位生產(chǎn)效率的高低關(guān)系到整個碼頭系統(tǒng)地運行效率高 低，進而影響整個港口的生產(chǎn)效率。 國內(nèi)碼頭的泊位裝卸系統(tǒng)一般為“裝卸橋集卡車龍門吊 裝卸工藝系統(tǒng)，裝 卸橋?qū)嵤┎次坏那把匮b卸，集卡車進行泊位和堆場間的水平搬運工作，龍門吊在 堆場作業(yè)集裝箱的堆碼擺放，各盡其職。本文的泊位生產(chǎn)就是基于這樣一個泊位 生產(chǎn)裝卸系統(tǒng)進行討論。 對于集卡的水平運輸來說，現(xiàn)今出現(xiàn)了一種新型行走方式，在這里我們將傳 統(tǒng)集卡固定于岸橋的作業(yè)線行走方式表示為獨立作業(yè)，而將在兩個泊位一裝一卸 情況下集卡由進口堆場并不直接返回岸橋而是到出口堆場運箱到另一泊位岸橋的 運輸方式表示為聯(lián)合作業(yè)，如圖1 1 和圖1 2 所示。 第1 章緒論 i a 泊位卸貨岸橋 圖1 1 集卡獨立作業(yè)模式 f i g i 1i n d e p e n d e n to p e r a t i o nm o d e la 泊位卸貨岸橋b 泊倥裝貨岸橋 圖1 2 集卡聯(lián)合作業(yè)模式 f i g 1 2c o m b i n e do p e r a t i o nm o d e 泊位生產(chǎn)主要是利用特定的裝卸設(shè)備將集裝箱從泊位有序裝卸到堆場或從堆 場將集裝箱裝卸到泊位的作業(yè)活動，是在泊位后方堆場前方堆場幾個區(qū)域的生產(chǎn) 活動，在我國的大部分港口中，銜接這幾個區(qū)域的設(shè)備主要是集裝箱裝卸橋、集 裝箱卡車和堆場龍門吊，根據(jù)各個船舶的在泊時聞要求需要足夠的開頭數(shù)1 ，為方 便貨主提箱或還箱以及港口管理等情況，使得碼頭箱子的擺放情況各堆場分散不 一，靠泊船舶的進口箱和出口箱分散在堆場的各個堆區(qū)，麗并不是將所有待卸進 口箱或待裝出口箱統(tǒng)一放在一個堆區(qū)內(nèi)，這會導(dǎo)致集卡從碼頭前沿岸橋到各堆區(qū) 的路徑長短不一，那么碼頭在做晝夜生產(chǎn)計劃時。橋吊如何安排? 集卡路徑如何? 各路徑上需要怎樣配置集卡和場橋? 才能使設(shè)備效率充分發(fā)揮，碼頭成本盡量節(jié) 約。泊位安排生產(chǎn)的重點，就是將這些問題的綜合解決。 另外，集裝箱的裝卸生產(chǎn)不同于散貸，對于時間的把握要比散貨更加精確， 1 船舶開頭數(shù)：指集裝箱船舶靠泊以后，泊位上裝卸船舶同時使用的集裝箱岸橋數(shù)。 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 這有利于控制集裝箱的擺放安排，從更加微觀的層面來看，集裝箱的管理卻要難 于散貨，首先集裝箱船舶上的箱子隸屬于不同的船東或貨運站，貨物也是諸多貨 主的貨物集合，為了便于管理箱子和貨物，這就需要在泊位裝卸過程中將箱子有 序擺放，以利于貨主提還箱，盡可能避免倒箱、短裝短卸等問題，所以在船舶到 達碼頭之前1 到2 天，碼頭根據(jù)船舶配積載和船舶裝貨清單應(yīng)該已經(jīng)預(yù)先將待卸 和待裝箱子的堆場安排妥當(dāng)，堆場的每個堆區(qū)裝卸箱數(shù)量合理分配，對于這些前 期的計劃管理非常重要，因為這涉及到后續(xù)的捌還箱工作，所以這些計劃的有效 實施非常重要，泊位生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格按照計劃裝箱卸箱。 由此看來，泊位的生產(chǎn)運作的實際任務(wù)也是一個值得研究的理論問題。因為 生產(chǎn)過程是一個動態(tài)的過程，它同樣由岸橋作業(yè)環(huán)節(jié)、集卡作業(yè)環(huán)節(jié)和場橋作業(yè) 環(huán)節(jié)組成，聯(lián)系著泊位和堆場，每個過程的系統(tǒng)輸入量不同輸出也就不會相同， 這需要在碼頭區(qū)域內(nèi)發(fā)展一個復(fù)雜的決策支持系統(tǒng)來指導(dǎo)各個作業(yè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配 合。每個決策也都需要理論充分研究論證，因為參數(shù)較多，數(shù)據(jù)量較大，經(jīng)驗已 經(jīng)不足以解決問題。本文就是基于集裝箱化運輸日益增加的重要性以及優(yōu)化技術(shù) 理論的發(fā)展開展研究的。 1 1 2 選題的目的和意義 由上文可知碼頭的堆場分散著許多卸箱堆區(qū)和裝箱堆區(qū)，以前的很多研究都 是基于一條船舶上的所有進口和出口箱都統(tǒng)一擺放在一個堆區(qū)，這樣泊位和堆區(qū) 的距離一致，確定路徑簡單明了，但是卻不符合實際情況，因為一般卸箱堆區(qū)在 后方堆場，裝箱堆區(qū)在前方堆場，各個堆區(qū)計劃擺放著一定數(shù)量的集裝箱，由于 擺放方便和便于管理等原因，將一條船舶進口箱和出口箱分散于這些堆區(qū)里，將 一個貨主或貨運站箱子集中在堆區(qū)內(nèi)的某一塊，泊位生產(chǎn)的結(jié)果是將各個裝箱堆 區(qū)的集裝箱裝上船舶，將船舶上的集裝箱卸到各個卸箱堆區(qū)，每個岸橋距離這些 堆區(qū)路徑距離不一，確定出集卡在這些堆區(qū)間的運行路徑最短非常重要，這關(guān)系 著總路徑最短來提高設(shè)備使用效率的現(xiàn)實問題。 目前水平運輸機械設(shè)備一集裝箱卡車的調(diào)度方式是根據(jù)碼頭的實際操作業(yè)務(wù) 量和船舶的在港時間要求配置橋吊，對每臺岸橋橋吊配備3 _ 4 輛集卡、2 _ 3 臺場 第1 章緒論 橋，配備集卡和場橋始終為該岸橋服務(wù)直至船舶離開，整個作業(yè)過程中岸橋橋吊、 集卡、龍門吊形成一條固定作業(yè)路線，集卡沿作業(yè)路線依次運輸，司機操作簡單， 不易出錯，但在運輸過程中造成運輸距離增加，作業(yè)成本上升，集卡在集裝箱運 輸過程中不能被充分調(diào)度與利用，集卡空運載率高，在橋吊或輪胎吊下等待時間 過長，不利于提高集裝箱碼頭機械設(shè)備利用率等問題。設(shè)想如果有兩個泊位在某 個時間段內(nèi)同時進行一裝一卸，就可以考慮集卡的聯(lián)合作業(yè)，就是在集卡將所卸 箱子運到卸箱堆區(qū)以后再運行至裝箱堆區(qū)裝箱前往裝船泊位，這樣的聯(lián)合作業(yè)提 高了集卡的重載利用率，節(jié)約資源。當(dāng)然這種運輸會出現(xiàn)時段不完全重合且任務(wù) 量不平衡情況，那么如果兩船裝卸時段不完全重合，可以找出重合時段作為一裝 一卸聯(lián)合作業(yè)時段，在聯(lián)合作業(yè)時段任務(wù)量不平衡情況下，任務(wù)量大的泊位就會 同時存在聯(lián)合作業(yè)和獨立作業(yè)情況，這也并不復(fù)雜，在得到聯(lián)合作業(yè)和獨立作業(yè) 任務(wù)量之后集卡就可以分別按任務(wù)量計劃進行運輸了。 本文主要考慮集卡優(yōu)化調(diào)度算法最短路徑法在集卡調(diào)度中的應(yīng)用，以時 間段為考慮，首先判斷在時間段內(nèi)的獨立作業(yè)和聯(lián)合作業(yè)，本文為獨立作業(yè)和聯(lián) 合作業(yè)都建立了一個路徑優(yōu)化模型。本文所論述的集卡優(yōu)化調(diào)度算法打破了集卡 的傳統(tǒng)調(diào)度方式，根據(jù)路徑優(yōu)化模型，確定出集卡的運行路徑以及優(yōu)化路徑次數(shù)， 在聯(lián)合作業(yè)階段，可保證集卡減少空載率，提高集卡利用率，達到重進重出；同時 根據(jù)橋吊的裝卸效率對橋吊進行簡單和聯(lián)合作業(yè)的調(diào)度分配，而不局限在分配的 3 _ 4 輛集卡，2 3 個場橋，這個模型不僅僅基于總運行距離最短，同時將獨立作業(yè) 和聯(lián)合作業(yè)分情況考慮更提高了集卡的運行效率。 一艘船舶到達碼頭，集裝箱裝卸橋?qū)⒓b箱從船上卸到水平運輸工具上，搬 運工具再將箱子運到指定堆場或者火車汽車直接運出碼頭。在堆場，場內(nèi)門吊將 集裝箱從搬運車上卸下儲存。同樣地，對于裝船來說，場內(nèi)門吊將集裝箱放到搬 運車上，車子再從堆場將箱子運輸?shù)酱?，裝卸橋再將箱子裝到船上，一般地， 裝卸岸橋相對于堆場門吊來說，工作地點是固定的，而堆場門吊在堆場區(qū)域可以 服務(wù)很大一片區(qū)域。集卡也要基于岸橋進行配置，確定出恰當(dāng)?shù)呐渲昧?，保證不 耽誤岸橋作業(yè)的同時不至于集卡配置過量。 毫無疑問，建立一個優(yōu)化系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，一下子要解決港口系統(tǒng)中的所 有決策問題是不可能的，泊位子系統(tǒng)是集裝箱碼頭的主要工作系統(tǒng)，若單從泊位 - 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 生產(chǎn)運作操作層面上來說，我們可以預(yù)知一些情況，例如未來幾天到達的船舶動 態(tài)是已知的，港口可用泊位數(shù)和可用岸橋數(shù)目也是固定不變的，每條將要到達船 舶裝卸箱量裝卸堆場位置可以作為是已知的，港口工人的工作效率也是大致確定 的，那么為了使得港口利潤最大化，所需解決的問題就比較清楚：船舶到達后泊 位如何分配使用，船舶靠泊后，需要幾臺裝卸橋，每臺岸橋裝卸哪些貝位，每臺 岸橋需要幾輛集卡，堆場門吊服務(wù)哪些集卡，集卡車在船邊和堆場間如何行使， 車速多少才能盡量避免擁擠現(xiàn)象? 這些設(shè)備的操作工人如何進行組織分配? 很明 顯上述等等與泊位生產(chǎn)相關(guān)的關(guān)鍵問題之間是相互聯(lián)系的，這些問題整合統(tǒng)一就 屬于泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化問題。 本文以泊位一天的生產(chǎn)計劃為前提，將每個時間段的機械設(shè)備利用率達到最 優(yōu)，合理調(diào)度各種機械設(shè)備，才能給集裝箱碼頭的發(fā)展帶來巨大節(jié)約，獲得更大 的利潤。本文通過計算機編程計算最優(yōu)路徑和最優(yōu)設(shè)備配備方案，使集裝箱碼頭 的集卡達到預(yù)期的最優(yōu)調(diào)度，集裝箱岸橋、集卡、場橋間的無縫銜接，有效并高 效地滿足集裝箱碼頭運輸要求。 1 2 國內(nèi)外研究綜述 目前集裝箱碼頭的生產(chǎn)操作自動化程度還不高，針對集裝箱碼頭的物流優(yōu)化 研究方興未艾，學(xué)術(shù)界與企業(yè)界已經(jīng)對集裝箱碼頭物流相關(guān)研究工作投入了廣泛 關(guān)注。雖然集裝箱碼頭物流在學(xué)術(shù)界領(lǐng)域僅僅占據(jù)一個很小的席位，但它在歐洲、 美洲、亞洲等許多國家和地區(qū)已經(jīng)受到越來越多的重視。本節(jié)，總結(jié)國內(nèi)外的集 裝箱碼頭物流作業(yè)的相關(guān)研究文獻，對集裝箱碼頭物流作業(yè)系統(tǒng)的相關(guān)模型等研 究工作進行分析整理與歸類總結(jié)。把現(xiàn)有相關(guān)研究工作的不足與集裝箱碼物流作 業(yè)實際相結(jié)合，給出論文的研究方向與框架結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的研究工作提供主線。 關(guān)于泊位生產(chǎn)運作的研究現(xiàn)今主要是分塊研究，包括泊位分配研究，岸橋泊位協(xié) 調(diào)分配研究，集卡路徑優(yōu)化研究，堆場分配研究等等，將整個優(yōu)化系統(tǒng)綜合研究 的著述還處于淺嘗階段。 第1 章緒論 1 2 1 國內(nèi)外研究狀況 由于集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)問題的復(fù)雜性，一次難以用單一的解析模型進行整 體優(yōu)化，日前較常見的優(yōu)化方法是將作業(yè)系統(tǒng)分為若干子系統(tǒng)環(huán)節(jié)、分層次分階 段進行優(yōu)化。具體地可以分為泊位調(diào)度分配、裝卸岸橋調(diào)度、水平搬運設(shè)備例如 集卡等的調(diào)度配置、堆場內(nèi)場橋等設(shè)備的資源優(yōu)化等。或者有許多學(xué)者根據(jù)動態(tài) 過程采用仿真模擬方法。而對于泊位生產(chǎn)運作來說，主要由岸橋配備計劃、集卡 路徑安排 ( 1 ) 關(guān)于集裝箱碼頭的整體作業(yè)優(yōu)化設(shè)想，吳岷( 1 9 9 9 ) n 3 從宏觀上闡述了 集裝箱碼頭作業(yè)整體優(yōu)化的組成部分、優(yōu)化步驟以及各步驟相關(guān)注意點，并對未 來計算機技術(shù)的使用提出設(shè)想。張莉，霍佳震( 2 0 0 7 ) 瞳3 系統(tǒng)定性介紹了集裝箱碼 頭運營優(yōu)化的組成與概念，分析總結(jié)國內(nèi)外各領(lǐng)域碼頭運營優(yōu)化的研究概況，并 說明仿真系統(tǒng)在我國部分部分運營優(yōu)化中的融入使用。韓要穩(wěn)、朱曉寧、閏振英 ( 2 0 0 7 ) 1 對集裝箱碼頭的各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)特性進行了定性地宏觀論述，運用物流理念， 提高碼頭運作的整體經(jīng)濟型和效率。 船舶到港口首先獲得泊位以便進行裝卸作業(yè)，泊位的分配對集裝箱碼頭的效 率影響巨大。另外，泊位的分配又影響裝卸橋調(diào)度、集卡的行駛距離，從而影響 集裝箱碼頭的整體作業(yè)效率。 將碼頭作業(yè)的整體環(huán)節(jié)拆分階段分別進行研究的著述較多，包括泊位調(diào)度、 裝卸橋調(diào)度，集卡路徑及調(diào)度和堆場設(shè)備調(diào)度等方面。 ( 2 ) 在泊位分配方面：一些學(xué)者先后創(chuàng)建了泊位分配優(yōu)化模型。目前泊位分 配模型主要有兩類：一類是離散泊位分配模型，即根據(jù)船舶到港情況為其分配特定 泊位。在這類一研究中，i m a i 等( 2 0 0 1 ) 【4 】創(chuàng)建的離散泊位分配動態(tài)模型，采用拉 格朗日松弛算法進行了求解，l - n a i ( 2 0 0 3 ) 5 】在模型中又考慮不同船舶營運人不同停 泊優(yōu)先權(quán)，設(shè)計基于遺傳算法的現(xiàn)代啟發(fā)式算法。另外，k i m 等( 2 0 0 3 ) t 6 】運用模擬 退火算法求解離散泊位分配問題，并將模擬退火算法與最優(yōu)化求解方法進行了對 比。另一類是連續(xù)泊位分配模型，它不考慮泊位概念，將碼頭岸線看作連續(xù)的整 體，根據(jù)船舶的長度依次進行停泊。i m a i 等( 2 0 0 5 ，2 0 0 7 ) 7 吲建立的連續(xù)泊位分配模 型，結(jié)合離散泊位分配模型求解過程，開發(fā)了求解模型的啟發(fā)式算法，目標(biāo)是總 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 服務(wù)時間最小，后來又進一步研究了交錯式布局碼頭的泊位分配問題，并設(shè)計了基 于遺傳算法啟發(fā)式算法。w a n g 等( 2 0 0 7 ) 【9 】將泊位分配問題看為多階段任務(wù)決策問 題，設(shè)計了基于隨機搜索算法的求解辦法。離散泊位分配模型求解起來比連續(xù)分 配模型簡單，但連續(xù)分配方法可以提高碼頭的泊位利用效率，而且隨著集裝箱船 舶大型化的發(fā)展趨勢，集裝箱碼頭泊位的分配需要更加靈活的方法，因此其連續(xù) 分配模型得到了較快的發(fā)展。 ( 3 ) 在裝卸橋作業(yè)優(yōu)化方面，船舶靠泊后，由裝卸橋完成進口集裝箱卸船與 出口集裝箱裝船作業(yè)。裝卸橋調(diào)度是集裝箱碼頭作業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在集裝箱 碼頭裝卸設(shè)備中，裝卸橋是制約集裝箱碼頭效率的主要瓶頸，是決定集裝箱碼頭 吞吐能力的主要因素。集裝箱碼頭通常是根據(jù)裝卸橋調(diào)度分配集卡與堆場龍門吊， 因此，裝卸橋的作業(yè)順序在很大程度上決定了碼頭內(nèi)其他設(shè)備的作業(yè)流程，是其 他優(yōu)化問題的基礎(chǔ)及約束條件。 d a g a n z ( 1 9 8 0 ，1 9 9 0 ) t l o 】建立了集裝箱裝卸橋調(diào)度的混合整數(shù)規(guī)劃模型，他分 別采用精確和近似算法對模型進行求解，模型的目標(biāo)是優(yōu)化分配給每個貝位的裝 卸橋數(shù)量與服務(wù)順序，從而使所有船舶總延誤成本最低，后又進一步發(fā)展了這一模 型，針對多艘船舶運作情況，以總延誤懲罰最小為目標(biāo)，采取分支定解法求解整 數(shù)解。k i m ( 2 0 0 4 ) 】研究了針對單條船舶作業(yè)的裝卸橋調(diào)度問題，分別采用分枝定 界法、貪婪隨機適應(yīng)性搜索算法對模型進行了求解。e b mk b i s h ( 2 0 0 1 ) t 1 2 】提出了泊 位有限個裝卸橋限制條件下的裝卸橋調(diào)度問題，建立了多目標(biāo)規(guī)劃模型。 ( 4 ) 上述研究沒有一考慮泊位分配與裝卸橋調(diào)度之間的相互約束關(guān)系，具有 一定的局限性，為此，i m a i ( 2 0 0 7 ) 1 3 】建立了泊位分配與裝卸橋調(diào)度模型，設(shè)計了基 于遺傳算法的求解方法。韓曉龍( 2 0 0 5 ) 1 4 】同時考慮裝卸橋調(diào)度與泊位分配問題，并 設(shè)計了啟發(fā)式回溯算法。韓俊、孫曉娜、靳志宏( 2 0 0 8 ) 1 1 5 】提出以船舶在港時間 最小為目標(biāo)的泊位與岸橋協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化方法對泊位調(diào)度與岸橋分配這兩個相互關(guān) 聯(lián)的問題進行系統(tǒng)分析與集成 ( 5 ) 在集裝箱碼頭裝卸作業(yè)中，岸邊與堆場之間的集裝箱運輸是由水平運輸 設(shè)備完成的。目前有關(guān)水平搬運設(shè)備調(diào)度的研究主要涉及集卡或a g v ( a u t o m a t e d g u i d e dv e h i c l e s ) 的數(shù)量配置、路徑優(yōu)化等問題。n i s h i m u r a 等( 2 0 0 5 ) 1 1 6 j 分析對比集 卡靜態(tài)調(diào)度與動態(tài)調(diào)度法，建立了集卡動態(tài)路徑優(yōu)化模型。楊靜蕾( 2 0 0 6 ) t 1 7 】基于單 第1 章緒論 船同時進行裝卸作業(yè)的情況，提出了集裝箱碼頭物流路徑優(yōu)化模型，以集卡行駛 距離最小為目標(biāo)優(yōu)化集卡的最優(yōu)路徑。李磊，孫俊清，韓梅( 2 0 0 8 ) 博】綜合考慮進口泊 位和出口泊位的裝卸箱情況，提出基于時間最短的集卡優(yōu)化模型，設(shè)計了免疫禁 忌算法進行求解，實現(xiàn)對集卡的優(yōu)化調(diào)度；嚴(yán)政，陶德馨( 2 0 0 6 ) t 1 9 】分析了基于動態(tài) 優(yōu)化組合的集裝箱碼頭集卡調(diào)度問題；曾慶成，孫麗敏，楊忠振( 2 0 0 9 ) 1 2 0 為提高集 裝箱碼頭作業(yè)效率，建立裝卸混合調(diào)度模型，并設(shè)計兩階段禁忌搜索算法來求解。 ( 6 ) 在碼頭內(nèi)部作業(yè)的設(shè)備配置方面，如何科學(xué)地確定集裝箱碼頭建設(shè)規(guī)模 和裝卸設(shè)備的擁有量、合理而有效地管理與使用集裝箱碼頭的裝卸資源，降低營 運成本，國內(nèi)外一些科研部門的學(xué)者和研究人員在積極地從事這方面的研究工作， 發(fā)表了不少相關(guān)文章著作。韓曉龍( 2 0 0 5 ) 【2 l 】研究了集裝箱港口裝卸過程中的龍門吊 數(shù)量配置問題。李建中等( 2 0 0 5 ) 1 2 2 】建立了多目標(biāo)非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，研究龍門吊 的動態(tài)配置問題，并通過l i n g o 對模型進行了求解。彭傳a - ( 2 0 0 5 ) t 2 3 】建立了計算機 動畫模擬，研究了在碼頭極限通過能力下，集裝箱裝卸橋的數(shù)量對碼頭服務(wù)水平 的影響。與配備龍門吊一樣，配置集卡時應(yīng)滿足：1 ) 港區(qū)內(nèi)水平運輸量的要求；2 ) 水 平運輸機械的運輸能力應(yīng)適當(dāng)大于完成水平運輸量的需要，以確保岸橋能力的發(fā) 揮。一般的配備方案是一臺岸橋配備3 一臺集卡不等。由于在傳統(tǒng)的“作業(yè)線” 生產(chǎn)方式中，配給每個工作岸橋的集卡臺數(shù)是固定，而對岸橋的任務(wù)分配由于各 種原因不能均衡，所以常常會出現(xiàn)有的工作岸橋在等集卡，而有的工作岸橋下面 卻有集卡在排隊的現(xiàn)象，造成岸橋和集卡都不能充分利用，因此有不少專家提出 了打破傳統(tǒng)的面向“作業(yè)線裝卸模式、采用面向“作業(yè)面 裝卸模式的口號， 即混合裝船、卸船和轉(zhuǎn)堆收發(fā)等一系列需要內(nèi)集卡參與的多條作業(yè)路共享所有集 卡，使每輛集卡同時對應(yīng)多條作業(yè)路，保證集卡在卸載后可就近投入其他需要負(fù) 載的作業(yè)路中，并對新工藝中集卡調(diào)度原則進行了說明。金健( 2 0 0 6 ，2 0 0 9 ) 1 2 4 - 2 5 1 介紹 了面向“作業(yè)面”裝卸模式的作業(yè)過程，提出了系統(tǒng)的優(yōu)化措施，并將時間空間 概念一起考慮引入到集裝箱碼頭的作業(yè)計劃中。 ( 7 ) 各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)問題方面：集裝箱碼頭作業(yè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間相互影響， 在進行裝卸作業(yè)時，只有各環(huán)節(jié)的有效配合，才能保證裝卸作業(yè)的高效率，而上 述針劉各環(huán)節(jié)的優(yōu)化模型無法處理作業(yè)中各環(huán)節(jié)間的協(xié)同問題。為此，一些學(xué)者 針對作業(yè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)問題開展了研究，在同一模型中考慮作業(yè)系統(tǒng)的多個 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 環(huán)節(jié)，k o z a n 等( 1 9 9 9 ) 【冽建立了集裝箱碼頭裝卸作業(yè)優(yōu)化模型，模型涉及兩個方面 的決策：集裝箱堆存策略、集裝箱裝卸作業(yè)順序。模型的目標(biāo)是船舶在港時間最短。 康海貴等( 2 0 0 6 ) f 2 刀提出了起吊設(shè)備一車輛規(guī)劃配置模型，在裝卸橋作業(yè)順序己知情 況下，對堆場龍門吊路徑選擇和集卡分配進行了系統(tǒng)的優(yōu)化，其目標(biāo)是相關(guān)設(shè)備 的空閑和堆場龍門吊空駛時間的最小，并針對模型提出一種改進的遺傳算法。 c h e n ( 2 0 0 7 ) 瞄6 】提出裝卸調(diào)度整體優(yōu)化模型，并設(shè)計了基于禁忌搜索算法的求解方 法。 1 2 - 2 文獻綜述結(jié)論 綜合前面的研究現(xiàn)狀分析可以看出在對集裝箱碼頭生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度和泊位資源 配置方面，主要結(jié)論有： ( 1 ) 局部優(yōu)化與整體優(yōu)化的問題。 集裝箱碼頭作業(yè)系統(tǒng)是一不可分割的有機整體，在進行裝卸作業(yè)時，各個環(huán) 節(jié)只有有效配合，才能保證裝卸作業(yè)的高效率。因此，作業(yè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間協(xié)同 問題，系統(tǒng)整體作業(yè)效率問題等是目前集裝箱港口作業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域的重要研究 課題。而日前的研究主要針對作業(yè)中各環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，現(xiàn)有的集成調(diào)度模型在如 何處理復(fù)雜約束條件、如何提高模型求解效率方面還存在較大的問題。 集裝箱碼頭裝卸作業(yè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽涉到多種資源的協(xié)調(diào)問題， 系統(tǒng)中各個要素之間往往存在目標(biāo)沖突。例如，如果僅以集卡利用率最高，或集 卡行走路徑最短為目標(biāo)進行優(yōu)化，雖然集卡的利用率可以增加，它的行走路徑也 能達到最短，但往往會因集卡在堆場停留時間過長而造成集卡不能及時返回岸邊， 出現(xiàn)岸橋等待集卡的現(xiàn)象，使岸橋不能連續(xù)地進行裝卸船作業(yè)。如果僅以岸橋節(jié) 點為目標(biāo)來優(yōu)化，為了保證岸橋連續(xù)不斷工作，需配備更多的集卡和場橋，這雖 然保證了船舶效率，但同時也增加了作業(yè)成本。因而，以單個或幾個內(nèi)部物流要 素為目標(biāo)來優(yōu)化集裝箱碼頭內(nèi)部物流系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下只得到局部最優(yōu)解。 ( 2 ) 缺乏對碼頭系統(tǒng)整體綜合分析的有效手段。在一些對集裝箱碼頭裝卸資 源進行總體配置的研究中，大部分尚停留在主要依靠經(jīng)驗和常規(guī)簡化測算分析的 狀態(tài)。例如，先根據(jù)集裝箱碼頭的預(yù)測吞吐量和泊位通過能力、岸橋作業(yè)效率的 經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定泊位數(shù)量、岸橋擁有量，再根據(jù)常規(guī)的岸橋、堆場龍門吊、集卡配 第l 章緒論 比數(shù)量確定其他裝卸機械的擁有量。這種方法存在一定的盲目性，對配置方案也 缺乏科學(xué)評價的工具和比較依據(jù)。 ( 3 ) 有些理論過于脫離實際，研究空洞無意義。研究的終極目的是為實際提 出理論指導(dǎo)，目前有許多研究基于的事實因素及虛構(gòu)現(xiàn)象過于虛幻，實際中并不 存在，導(dǎo)致研究的結(jié)果不可用。 ( 4 ) 缺乏基于“作業(yè)面 的動態(tài)調(diào)度方法的研究。 目前集裝箱碼頭作業(yè)調(diào)度方法主要有：基于“作業(yè)線”的作業(yè)調(diào)度法和基于“作 業(yè)面的作業(yè)調(diào)度法。目前集裝箱碼頭多是采用基于“作業(yè)線 作業(yè)調(diào)度方法， 即為裝卸橋配備固定的集卡。集卡在將進口集裝箱運到堆場后只能直接空駛返回 固定的裝卸橋運送下個集裝箱，集卡不能在不同“作業(yè)線 之間動態(tài)分配，空駛 較大，利用率較低。為提高集卡利用率以及碼頭作業(yè)效率，基于“作業(yè)面的調(diào) 度方法受到越來越多的重視。在“作業(yè)面 方式下，集卡不再為固定的裝卸橋服 務(wù)，而是根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)任務(wù)實時分配。集卡將進口集裝箱運到堆場后可以不空駛 回岸邊，而是提取出口集裝箱返回岸邊。采用“作業(yè)面 的方式可以實現(xiàn)裝卸同 時作業(yè)與集卡動態(tài)調(diào)度，從而提高集卡利用率。目前針對集裝箱碼頭作業(yè)的研究 主要是基于“作業(yè)線 的優(yōu)化模型，而且多是針對作業(yè)系統(tǒng)某子過程進行優(yōu)化， 而基于“作業(yè)面”的動態(tài)調(diào)度的研究相對較少。 基于作業(yè)面的調(diào)度可靠性顯然低于基于作業(yè)線的調(diào)度，因為它可能會往往因 為某個環(huán)節(jié)的擁堵而產(chǎn)生整體上的閑置，從而降低總體利用率，這也是現(xiàn)實中一 直沒有采用作業(yè)面調(diào)度做法的主要原因。這種做法能夠成熟應(yīng)用于實際有賴于精 密的計劃和嚴(yán)格有序的監(jiān)督管理，而隨著碼頭管理水平的不斷提高，加之作業(yè)面 調(diào)度的設(shè)備高效利用率等優(yōu)點，實踐中采用作業(yè)面的作業(yè)方式的實現(xiàn)并不久遠， 為實踐而做準(zhǔn)備的理論研究就勢在必行。 ( 5 ) 碼頭系統(tǒng)研究目標(biāo)的綜合性。 目前集裝箱碼頭通常的裝卸工藝是裝卸分別調(diào)度，即船舶靠泊后，先卸后裝。 卸船順序是由后至前( 貝) ，由內(nèi)至外( 列) ，由上至下：裝船順序是由前至后( 貝) ， 由外至內(nèi)( 列) ，由下至上。將裝船與卸船聯(lián)合調(diào)度可以提高效率，如：一裝一卸船 舶的聯(lián)合作業(yè)裝卸。在此裝卸工藝條件下，裝卸橋在一個泊位進行裝船，同時另 一個泊位進行卸船，集卡的路線狀態(tài)不是半重半空。此方法避免了通常作業(yè)模式 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 下裝卸橋來或回一次空運行的現(xiàn)象，可以有效地提高岸橋的效率。但是，日前針 對裝卸聯(lián)合調(diào)度的研究非常少見，限制了其在集裝箱碼頭作業(yè)實踐中的應(yīng)用。 且在設(shè)備資源配置上，目前的研究模型其目標(biāo)往往僅是岸橋作業(yè)時間最短或 船舶在港停時最短，而不是經(jīng)濟學(xué)中經(jīng)典的財務(wù)指標(biāo)( 如費用最小、利潤最大) ，實 際上也是不符合港口這個獨立的經(jīng)濟實體運作的目標(biāo)的。 以往研究的模型與方法都提高了集裝箱碼頭作業(yè)調(diào)度的協(xié)調(diào)性與整體性，但 是，如何有效處理各種約束條件和復(fù)雜的相互關(guān)系；如何提高模型求解效率；如何實 現(xiàn)作業(yè)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)同調(diào)度，一直是其中沒有得到較好解決的難題。 對于晝夜計劃的泊位生產(chǎn)運作的研究也幾乎沒有，針對以上提出的研究缺陷， 本文試圖以國內(nèi)主要生產(chǎn)運作流程為基礎(chǔ)，考慮了泊位的獨立作業(yè)和聯(lián)合作業(yè)， 根據(jù)現(xiàn)實因素，將裝卸岸橋、水平機械、堆場橋吊有機結(jié)合調(diào)度以及給出最佳優(yōu) 化配置。 1 3 本文主要研究內(nèi)容 本文首先分析集裝箱碼頭生產(chǎn)經(jīng)營以及裝卸作業(yè)工藝系統(tǒng)，分析利弊，明確 目前中國主要采用龍門吊裝卸工藝系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上介紹泊位的生產(chǎn)作業(yè)流程， 再根據(jù)泊位的晝夜作業(yè)計劃，將靠泊船舶上的集裝箱準(zhǔn)確高效的裝卸到計劃堆區(qū)， 以及將各堆區(qū)上計劃出口箱按時按量裝到出口船舶上。筆者試圖以路徑最短優(yōu)化 模型將集卡聯(lián)合作業(yè)和獨立作業(yè)綜合考慮，優(yōu)化集卡路徑，配置最佳數(shù)量的岸橋、 集卡和場橋。 以晝夜2 4 小時生產(chǎn)計劃為依據(jù)，本文將泊位的生產(chǎn)運作分為兩大階段進行優(yōu) 化，第一個階段為集卡的路徑優(yōu)化部分，各箱區(qū)裝卸集裝箱數(shù)量預(yù)知，每艘靠泊 船舶需要開頭數(shù)也預(yù)先可以確定，根據(jù)泊位岸橋堆區(qū)距離和時間段內(nèi)的裝卸集裝 箱數(shù)量建立集卡路徑優(yōu)化模型首先求得各個橋吊到各個堆場的最佳路徑，然后應(yīng) 用設(shè)備配置優(yōu)化模型求得各個路徑上的集卡和龍門吊配置數(shù)量，將泊位的作業(yè)系 統(tǒng)高效鏈接起來，讓泊位的管理井然有序。 因為涉及的集卡的聯(lián)合作業(yè)，所以對于集卡與龍門吊的使用要進行實施監(jiān)控， 否則很容易引起管理的混亂。 第1 章緒論 第1 章緒論主要介紹了本文的研究背景以及國內(nèi)外相關(guān)問題研究概述，介紹 本文的研究內(nèi)容，研究方法和思路。 第2 章對于集裝箱碼頭的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行分析，詳細(xì)介紹了集裝箱 碼頭的幾種裝卸工藝系統(tǒng)，最后對我國集裝箱碼頭泊位的生產(chǎn)運作流程進行介紹 分析。 第3 章是本文的泊位生產(chǎn)運作的建模，主要有集卡路徑優(yōu)化模型和生產(chǎn)設(shè)備 配置模型。 第4 章是在第3 章的基礎(chǔ)上進行實際算例的運算。 第5 章是本文的結(jié)論建議及研究展望。 1 4 擬采取的研究方法及思路 本文的理論依據(jù)是泊位的晝夜2 4 小時作業(yè)計劃以及堆場堆箱計劃，在各個裝 卸工藝系統(tǒng)的綜合比較中確定中國普遍采用的龍門吊裝卸工藝系統(tǒng)為生產(chǎn)作業(yè)流 程使用的裝卸系統(tǒng)，將時間和空間都引入系統(tǒng)，首先根據(jù)靠泊計劃和船舶在泊時 、+ 間確定每條船舶的開頭計劃，分析進出口堆場位置，根據(jù)路徑最短原則為船舶裝 卸集卡確定最優(yōu)路徑方案及路徑方案上的運輸箱數(shù)。一旦路徑集合確定，接下來 就需要為每個路徑配備最佳的集卡和場橋數(shù)。 根據(jù)模型的特點識別為整數(shù)規(guī)劃，進行數(shù)學(xué)分析，采用相應(yīng)的l i n g o 或者 m a t l a b 等求解軟件進行求解，得出泊位最優(yōu)生產(chǎn)運作計劃。 以下為本文的研究方法技術(shù)路線圖： 集裝箱碼頭泊位生產(chǎn)運作優(yōu)化研究 圖1 3 論文研究技術(shù)路線圖 f i g 1 3t e c h n i c a la n a l y s i sp r o c e s so ft h i sp a