99209字博士毕业论文集装箱码头“码头桥车场”工程方案的改进
论文类型：博士毕业论文
论文字数：99209字
论点：作业,泊位,装卸
论文概述：
本文是博士学位论文，本文构建了集装箱码头岸桥与集卡装卸作业计划协同优化模型，目标是完成船舶装卸作业岸桥和集卡所用的时间最小，同时最小化集卡的空驶里程。
论文正文：
1导言
提高集装箱码头运营效率的措施主要包括两个方面:一是增加码头运营设备数量；二是进行合理的装卸作业调度。在集装箱吞吐量快速增长的前提下，增加装卸设备是一种有效的方式。一些集装箱码头通过增加码头桥梁等装卸设备满足了快速增长的吞吐量需求。运营设备的增加，特别是码头桥梁的增加，增加了单位泊位和单位海岸线的吞吐量，对集装箱码头陆域深度长度和陆域集疏运能力提出了更高的要求。此外，由于装卸设备的技术参数和投资规模的限制，单位海岸线岸桥数量不能无限期增加。目前，中国集装箱码头的单位泊位数和单位海岸线泊位数高于欧美。因此，在一定的作业设备条件下，合理的装卸作业调度是提高集装箱码头作业效率的重要途径。此外，集装箱码头吞吐量的增加也对作业调度提出了更高的要求。合理的作业计划可以保证集装箱码头生产作业的有序进行，提高集装箱码头作业系统的可靠性。本研究就是在这样的背景下产生的，计划对集装箱码头装卸作业计划进行优化研究。针对集装箱码头作业计划编制中存在的一些问题和合理制定作业计划优化策略的迫切需要，本课题采用“理论研究与数值实验相结合”的方法，对集装箱码头装卸作业计划的优化问题进行综合分析和验证。
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2相关研究现状及评论
2.1工作计划协作
严洪森、夏启枫、朱文如提出解决汽车装配车间生产计划与调度的协同优化问题。首先，将汽车装配线视为一个流水车间调度问题，建立混合整数规划模型，找出生产成本和空各装配站空闲时间最小的初步生产计划。然后在初步生产计划的基础上考虑装配线的细节，采用禁忌搜索法和仿真相结合的启发式算法使生产计划和调度得到协同优化。为了解决实际生产中订单变化和生产现场变化导致的生产作业执行与计划之间的偏差问题，刘盛辉、张淑丽和滕春贤提出了一种考虑不确定因素的作业计划与调度动态协调算法。该算法以最短的处理周期为目标，解决了作业计划和调度的变化问题，通过缩短每个过程的等待时间来缩短处理周期，并调整作业计划以达到作业调度的目的。
2.2泊位与岸桥作业计划
目前主要有两种泊位分配方法:一种是离散泊位分配，即根据船舶到达港口的情况分配特定泊位；另一种类型是连续泊位分配，即码头岸线被视为一个连续的整体，并根据船舶长度依次停泊。离散泊位分配模型的求解比连续分配模型简单，但连续分配方法可以提高码头泊位的利用效率，随着集装箱船扩建和优化调度技术的发展，集装箱码头泊位调度中离散泊位的选择和连续泊位调度将更加灵活。传统的泊位调度采用先到先得的原则，但这一原则不能反映不同客户之间的差异，也不能保证船舶装卸作业的最优效率和运营成本，因此许多研究者相继对泊位分配进行了优化研究。
3码头作业计划系统分析...................23
3.1码头进出口操作流程..............................24
3.2码头作业计划……27
4“泊位-岸桥”运营计划协同.........37
4.1问题描述和模型建立........37
4.2模型求解……49
5.1型号……50
5.2解决方案算法……55[/ Br/]
7“码头区桥-车-场”双向作业计划坐标
7.1问题描述[/ Br/]集装箱码头可同时处理多艘船舶。因此，当堆场采用混合储存方式时，同一台龙门起重机也可以服务多艘船舶的集装箱，龙门起重机也可以服务内陆客户的集装箱运输。由于码头到堆场的距离和泊位之间的距离较短，如果能够统一考虑装卸任务，那么在装卸任务完成后，同一辆卡车将在进口作业船空上执行卸载任务，或者在卸载任务完成后，卡车将在堆场装载到装载船上，可以减少卡车在堆场和岸边的空行驶时间，提高卡车的利用率。对集装箱码头客户而言，主要追求的是船舶装卸作业的高效率和内陆客户装卸集装箱的低等待时间，而码头运营商则追求最低的运营成本。因此，集装箱码头双向作业的协同优化问题可以描述为:在规划阶段，考虑到岸桥、卡车和堆场的规划任务，首先选择满足岸桥装卸顺序的集装箱和货位，指派卡车搬运相应的集装箱，指派龙门吊装卸集装箱，使三者能够协同完成装卸作业，从而减少船舶在港口的作业时间和等待时间。规划期内，“码头一车一场”的双向协同优化目标是满足码头装卸任务的需要，最大限度地减少码头等待时间，降低码头运营成本，最大限度地减少卡车和龙门吊的空行驶时间。第三是提高客户满意度，最大限度地减少客户在计划期间收集和提取集装箱的等待时间。
7.2双向作业计划协作模式
装卸船作业优先于其他任务，因此堆场龙门起重机将优先进行装卸船作业，然后在收集港执行客户的取货和发货作业。在选择堆场槽进行装卸作业时，应考虑集装箱周转率和龙门吊与槽之间的距离等因素，如长距离和增加龙门吊的作业时间。装卸船舶调度时，应优先考虑靠近作业现场的呼叫卡/[卡/k0卡/空闲卡。初始化工作包括初始化码头区所有集装箱的信息和其他计划任务的状态。
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8结论与展望
本文的主要结论如下:
(1)泊位和码头是集装箱码头的稀缺资源，需要协调优化泊位和码头作业计划，实现泊位和码头的有效利用。根据现有集装箱码头泊位和岸桥的实际调度情况，建立了适用于应急船舶的泊位和岸桥运营规划的协同模型，旨在使船舶的进港时间和泊位空空闲时间最小化，从而有效避免单目标优化模型带来的码头整体效率低的问题。模型中增加了一些规则，例如应急船舶的优先泊位分配、在装卸作业期间需要紧急船舶调度来移动其他船舶，以及相邻泊位之间的岸桥共享。在求解算法方面，根据问题和模型的特点，从染色体编码、交叉变异操作和岸桥分配策略等方面对遗传算法进行了改进。，进一步提高了搜索效率，同时保证了搜索质量。该模型不仅适用于日常泊位规划和岸桥配置，也适用于紧急情况下泊位和岸桥运营规划的协调。
(2)考虑到集装箱码头采用的新型装卸设备，研究了采用双小车码头岸桥的集装箱码头作业系统的协调问题，建立了集装箱码头岸桥与卡车装卸作业计划的协调优化模型。目标是最大限度地减少完成码头边的船舶装卸作业和卡车装卸作业所需的时间，并最大限度地减少卡车装卸作业的空英里数。
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参考文献(省略)