集装箱堆场作业优化模型与算法

研究铁路到站集装箱吊车作业优化,如何规划龙门吊的作业顺序,减少作业次数成为衡量堆场工作效率的关键。通过分析问题建立一个计划期内以倒箱次数最少为目标的多时段动态集装箱堆场箱位分配模型,减少龙门吊的作业次数,设计遗传算法求解。算例表明：该模型及算法能够有效地优化堆场内零散箱的箱位分配,提高集装箱堆场的作业效率。     

“船舶—堆场—列车”混堆堆场箱位分配模型

集装箱海铁联运港口堆场作业箱型复杂,为了提高港口作业能力和效率,基于进口、出口箱的混合堆存方式,对"船舶-堆场-列车"作业堆场箱位分配问题进行研究."船舶-堆场-列车"作业堆场负责堆存通过船舶、列车及外集卡进出港口的集装箱.本文在待分配箱的作业时间及箱区已知的前提下,以集装箱堆存产生的压箱数最小为目标,建立"船舶-堆场-列车"作业混堆堆场箱位分配模型,根据模型特点设计了启发式算法进行求解,并进行算例分析.结果表明,所建模型和求解算法能够有效减少堆场的压箱数,满足箱型堆存要求,提高港口作业效率.     

基于混合动态规划的集装箱堆场贝位内翻箱作业调度优化

翻箱是影响集装箱堆场作业效率的瓶颈,也是堆场作业调度的老大难问题.在集装箱堆场现行堆存位置和提箱装船顺序既知的条件下,基于集装箱装船过程中堆场翻箱作业的多阶段性特征,将翻箱作业调度优化问题归结为一个动态最短路径问题,据此构建了优化模型.基于并行处理的思想,将顺序递推算法与逆序递推算法相结合进行优化求解,通过嵌入启发式规...     

基于提箱同步的进口箱堆存策略研究

翻箱问题一直是影响集装箱码头堆场作业效率的重要因素之一.优化卸船箱的堆存顺序是降低进口箱提箱翻箱率的重要基础.对集装箱码头的历史作业日志进行数据挖掘,提取客户的提箱行为特征,并定义了客户提箱行为同步性特征的度量方法--客户提箱行为同步度.利用客户提箱同步特征对卸船箱进行分组,对卸船箱的提箱时间区间进行估计并据此判断其提箱次序.按照同组靠近堆放的原则,以最小压箱数为优化目标建立了箱位指派模型.实验结果表明,新的堆存策略在降低翻箱率和减少平面箱位占用率两个方面比码头现有堆存策略有较大改进.     

集装箱码头堆场出口箱箱区空间分配动态模型

针对集装箱码头堆场箱区空间利用率不高的问题,考虑箱区贝位间作业量的平衡以及龙门吊的使用数量,采用作业量平衡的堆存策略,运用数学规划方法建立模型,并对模型进行求解。实验结果显示该模型不仅能确定不同尺寸集装箱分配到各箱区贝位中的具体数量,还能实现不同装卸作业线上集装箱的错开堆放,有效地提高了堆场空间的利用率,同时提高了堆场装卸作业效率。     

考虑配载计划的铁路集港箱位指派

为了提高集装箱港口内堆场的装卸作业效率, 建立了以压箱数最小为目标的出口集装箱箱位指派模型; 考虑铁路运输箱成批到达和公路运输箱到达存在随机性的不同特点以及配载计划的影响, 设计了基于预测方法的启发式算法; 根据公路运输箱的到达特点, 利用马尔科夫链预测公路运输箱的到达顺序; 考虑箱位指派模型的特点, 设计了箱位指派求解算法对铁路运输箱和公路运输箱进行箱位指派, 利用MATLAB软件仿真测试了提出的模型与算法; 通过小规模试验验证了模型和算法的可行性和有效性, 并进行了2组大规模对比试验, 一组对比试验为铁路运输箱和公路运输箱混合堆存模式与铁路运输箱和公路运输箱分开堆存模式, 另一组对比试验为提出的算法与传统堆存算法。分析结果表明: 混合堆存模式比分开堆存模式的压箱数少27.9%, 提出的算法比传统堆存算法的压箱数少37.7%;混合堆存模式可有效减少压箱数, 提出的算法不仅可以有效解决小规模集装箱堆存问题, 还可以解决大规模集装箱堆存问题, 有效提高了堆场的装卸效率, 为集装箱的装船作业提供了便利。      

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铁路集装箱中心站堆场作为集装箱列车装卸作业与集卡提交箱作业的缓冲区,堆存策略直接影响整个中心站的作业能力和效率,本文对铁路集装箱中心站堆场混堆优化问题进行了研究.根据中心站堆场混堆作业问题的描述,建立了两阶段优化模型,第一阶段平衡中心站堆场各箱区进口箱和出口箱的箱量,第二阶段为分配到箱区的集装箱指派较优箱位,使堆存所产生的压箱数最小,并设计了启发式算法对模型进行求解.最后利用某集装箱中心站的实际数据对模型和算法进行了验证,验证结果表明,该优化模型比中心站现有的堆存策略有较大改进.     

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所谓混堆模式下集装箱堆场箱位指派问题,是指混堆模式下,在待作业箱区为已知情况的前提下,确定集装箱在指定箱区中的最优堆存位置,以最大限度地控制堆场倒箱率,提高堆场装卸作业效率.在滚动式计划的基础上,充分考虑了不同作业箱型与倒箱作业的内在联系,依据堆场混堆的作业规则定义了作业箱优先等级,以新增集装箱压箱数最小为目标对此问题构建了箱位指派优化模型,基于问题自身的特点设计了相应的启发式算法进行求解,通过实际算例进行验证.验证结果表明,该模型及算法比港口现有混堆堆存策略有较大改进.     

集装箱海铁联运港口混堆堆场箱区均衡分配模型

集装箱海铁联运港口堆场是集装箱港口作业的重要节点,主要堆存通过水运、铁路及公路等不同运输方式进出港口的集装箱,涉及作业箱型种类多,堆存策略直接影响港口的生产作业效率。以箱区作业量均衡为目标对集装箱海铁联运港口混堆堆场的箱区分配问题进行研究。在滚动计划的基础上,以堆场箱区作业量均衡为目标,建立混堆堆场箱区分配模型,设计了模拟退火算法求解,并进行算例分析。结果表明:所建模型能够有效降低混堆堆场箱区工作量的不平衡性,求解算法可有效收敛获得较优解,优化堆场箱区分配,提高港口作业效率。     

集装箱堆场箱位最优分配

为提高办理港口与码头集装箱作业的效率,通常需要对倒箱过程进行合理优化。针对这一问题就如何减少和避免不必要的倒箱次数为优化目标,把作业人员作为主体,集装箱作为客体,集装箱被取走的时间作为主体的决策,建立集装箱堆场箱位最优分配的动态呼应决策模型。最后,基于给定的优化模型设计一种新的动态判断式优化算法。     

集装箱码头装船顺序和场桥行驶路径联合优化

为降低倒箱量、缩短场桥作业时间,在已知船舶配载图和堆场堆存状况的条件下,研究了出口箱装船顺序及场桥行驶路径联合优化问题.以作业时间衡量装船顺序产生的倒箱量及场桥行驶路径,建立作业时间最短为目标的整数规划模型,设计均衡倒箱量和场桥作业时间的启发式算法对模型进行求解,提出了问题下界的求解方法,同时,设计算例比较了启发式算法与下界的差异,为码头调度人员提供决策支持.     

基于配载计划的集装箱提箱顺序和倒箱策略优化

降低倒箱量是提高集装箱码头作业效率的重要方法.集装箱提箱顺序对码头倒箱作业有明显的影响.本文在满足船舶配载计划的前提下,针对传统的最矮栈和邻近栈 策略,提出优化栈倒箱策略,以倒箱量最小为目标分别建立3 种倒箱策略下的提箱顺序模型,并设计了遗传算法对该模型进行优化求解.最后对10 个算例进行t 检验,计算结果表 明,3 种倒箱策略间存在明显的差异,并且规模越大,差异越明显.再与下界对比分析,探 究造成3 种倒箱策略差异性的原因,并且验证了算法的有效性.数值实验结果表明,最矮栈策略优于邻近栈策略,优化栈策略优于最矮栈策略.     

集装箱码头泊位-堆场-闸口的周期协同分配

为提高集装箱进出口码头在周期性环境下的作业效率,对集装箱码头泊位-堆场-闸口的周期协同分配问题进行了研究. 首先考虑泊位、堆场、闸口3类资源对船分配过程中的可用量约束、相关性约束和周期性约束,以最小化船舶总在港时间为目标函数,建立集成调度的混合整数规划模型;在此基础上设计自适应遗传算法进行求解,其上层对船舶优先级构成的编码空间展开进化搜索,下层利用启发式将优先级解码为多资源协同分配计划,并将其评价值返回至上层迭代. 数值实验显示,协同考虑泊位、堆场和闸口3类资源的集成调度,相较于传统的两阶段调度,周期计划下的船舶总在港时间缩短约20%.      

铁路集装箱中心站多轨道吊柔性协同调度优化

针对铁路集装箱中心站轨道吊协同装卸调度(RMGCS)问题，考虑多轨道吊间的作业干涉和安全距离约束，建立目标函数为最小化集装箱完工时间的混合整数规划数学模型。结合 RMGCS问题特性，提出一种考虑多轨道吊柔性协同作业的改进麻雀搜索算法(ISSA)，首先，提出能够解决多轨道吊间作业冲突的任务分配策略和干涉判断方法；其次，设计自适应非线性动态安全值，平衡全局和局部搜索；再次，改进加入者更新移动方式，使其在全维度上靠近最优解；最后， 引入LOV(largest-order-value)规则，将个体从实数向量映射到集装箱整数序列。为了验证问题和算法的有效性，分别利用ISSA与其他算法求解不同样本规模的算例，结果表明：ISSA在不同样本 规模的RMGCS问题求解上，均具有更好的寻优效果。此外，所提出的柔性协同调度模式相比现有的固定范围顺序装卸调度模式，使样本量为45的装卸作业总完工时间缩短了15.5%。