集卡调度研究
港口码头连续泊位-岸桥-集卡调度建模研究

港口码头连续泊位-岸桥-集卡调度建模研究黄恺(中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海 200120)摘 要:本文基于港口码头连续泊位-岸桥-集卡调度构建研究模型,目标为降低物流作业总成本,以某码头实际运行情况为例进行分析,构建整数线性规划数学模型,运用ILOG CPLEX对码头实际运行数据进行求解,得出三者综合作用下最优解,并将其与实际运行情况对比,证明了该模型运行的准确性、有效性。
关键词:集装箱码头;连续泊位;岸桥;集卡;ILOG CPLEX中图分类号:U651 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2021)02-0119-02集装箱码头是当前海上运输的重要依托工具,码头运行的基础资源主要为泊位、岸桥和集卡。
为了提升集装箱码头的运行效率,要求优化泊位、岸桥和集卡,实现三个作业环节中的有效调度,促进三项资源的协同调度,提升港口的综合运行效率。
1集装箱码头连续泊位-岸桥-集卡调度建模研究研究中将时间类优化目标转化为以作业形式呈现的目标,构建数学模型,目的在于实现作业成本最优化。
模型构建中运用码头运行周期、码头可用集卡总数、集卡运输集装箱一次的往返时间、船舶最晚离港时间、船舶等待泊位单位作业时间成本、集卡单位作业时间成本等。
本次研究选取我国某码头为例进行分析,以48h为一个周期进行研究[1]。
目标函数构建中要求考虑船舶在港时间成本、单位岸桥单位作业时间成本、单位岸桥等待集卡单位时间成本、单位集卡单位作业时间成本、单位集卡等待岸桥单位时间成本、船舶到港时间、延误船期单位时间成本、船舶实际离港时间、岸桥为船舶服务时间、集卡为船舶服务时间、服务于船舶岸桥等待集卡时间、船舶待卸集装箱数量、船舶待装集装箱数量等[2]。
结合集装箱船舶长度以及集装箱装载量设置相应的安全距离。
为了达到最佳的物流运行效果,在规定的时间内设置集装箱装卸量、集装箱船舶的在港时间、集卡作业效率、岸桥作业效率等参数,使得不同的参数能够达到最佳配比[3]。
集装箱码头岸桥与集卡集成调度问题研究

集装箱码头岸桥与集卡集成调度问题研究余孟齐;韩晓龙【期刊名称】《广西大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(041)003【摘要】Quay crane and yard truck are the important resources in container terminals. To improve the handing efficiency of the container terminal, the integrated quay-crane and yard truck scheduling problem is solved by formulating a mixed integer linear programming model to minimize the makes-pan with real-word operational constraints such as precedence relationships between containers and quay crane safety margin. The improved particle swarm optimization ( IPSO) algorithm is used to solve the new model, and a new velocity updating strategy is devised to improve the solution quality via formulating the rules of particles encoding and decoding. The results of the IPSO are compared with the optimal solutions obtained by CPLEX software. The experiment demonstrates that the aver-age gap of 12 cases of IPSO is less 0. 582%. Along with the increase of the scale,the time span of the CPLEX solutions differs from 2. 92 seconds to 1 hour,but the solving time of IPSO algorithm is controlled in 50 seconds to solve the problem and to obtain optimal solution. Numerical experiments result shows that the proposed model and the improved algorithm can effectively solve such problem.%岸桥与集卡是集装箱码头的重要资源。
基于集装箱码头集卡利用率提升的研究——双船双重双循环工艺

基于集装箱码头集卡利用率提升的研究——双船双重双循环工艺摘要:影响码头主要装卸效率的设备包括岸桥、场桥以及集装箱卡车(集卡)等,其中岸桥和场桥由于体积较大,与集卡相比作业空间较小,灵活性较低。
当下国内集装箱码头多采用单作业线或多作业线的集卡调度方式,即每个集卡固定为一个岸桥或固定几个岸桥服务,这种作业模式的优点在于行驶路线单一,便于管理调度,但是空驶距离过大,导致集卡资源利用率不高。
关键词:可行性分析、作业应用、实施效果、经济收益近年来太平洋国际吞吐量持续升高,尤其在2022年9月,因航线调整,东疆保税区正式迎来了内贸作业。
航线调整之后,5家船公司12条航线加入太平洋国际作业,航线增加133%,船舶作业数增加322%,泊位利用率增加128%,吞吐量增加103%。
突如其来的作业量的增加,导致各工种无法及时补充,缺口明显,其中集卡资源尤为明显,影响整体开线量,同时吞吐量激增导致场地面积扩大,自内贸航线调整以来,集卡作业场地面积由原先80万平方米增长至113万平方米,面积增幅41%,运距增加70%,原先岸拖比无法满足现有岸桥作业需求,单桥效率明显下滑。
为减少影响,缓解过渡期,如何提高集卡效率是解决码头生产效率提升问题的重点问题之一。
NAVIS系统内无法对集卡调度优化,只能通过大捆绑,设置作业线优先等级分配集卡数量,仍属于单循环作业模式,集卡重载率仅为50%,无法实现重去重回,在行驶距离增大,行驶速度因场地因素受限的前提下,提高集卡利用率成为操作部需要攻克的提效难题。
一、可行性分析码头生产作业流程依据集装箱流向,一般分为进口箱卸载作业和出口箱装载作业。
集装箱船舶靠泊港口后,码头根据装卸作业任务、时间和码头当前的生产情况,配置一定数量的岸桥、场桥、集卡和相关操作人员,对船舶进行装卸箱作业。
集装箱码头传统装卸工艺为独立装卸作业,船舶采用先卸后装的作业顺序,集卡、岸桥等装卸设施在一次作业循环中仅装卸单个集装箱,即单循环作业。
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》范文

《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一一、引言集装箱码头作为现代物流体系中的重要节点,其运作效率直接关系到整个供应链的流畅性。
在集装箱码头的日常运营中,场桥调度和堆场分配是两大关键问题。
集卡调度作为连接场桥和堆场的纽带,其优化对提高码头作业效率具有重要意义。
本文将重点探讨集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题,分析其现状、存在的问题及优化策略。
二、集卡调度与场桥调度的关系集卡是连接码头前沿与堆场的重要运输工具,其调度直接影响到场桥的作业效率。
场桥作为堆场内的主要装卸设备,其调度与集卡调度密切相关。
有效的集卡调度可以减少场桥的等待时间,提高装卸作业的连续性和码头整体作业效率。
反之,集卡调度的混乱将直接影响场桥的工作效率,甚至导致整个码头作业的拥堵和延误。
三、堆场分配问题的现状与挑战堆场分配是集装箱码头作业中的关键环节,其目的是合理安排集装箱在堆场中的存放位置,以实现高效的装卸作业。
当前,随着国际贸易的增加和船舶大型化的发展,集装箱码头的作业量不断增大,堆场分配问题愈发复杂。
其主要挑战包括:如何合理安排不同类型、不同目的地的集装箱存放位置,以减少装卸作业时间和成本;如何应对紧急情况下的集装箱调运需求等。
四、集卡调度下的场桥调度优化策略针对集卡调度下的场桥调度问题,可以采用以下优化策略:1. 智能调度系统:通过引入智能调度系统,实现场桥和集卡的自动化调度。
该系统能够根据实时作业信息和预定的作业计划,自动安排场桥和集卡的工作顺序和路径,从而提高作业效率。
2. 动态调整策略:根据实际作业情况和需求变化,动态调整场桥的作业计划和集卡的调度方案。
例如,当某一区域作业量较大时,可以增加该区域的场桥数量和集卡频次;当某一集装箱急需装卸时,可以优先安排场桥和集卡进行作业。
3. 绿色调度理念:在保证作业效率的同时,考虑节能减排和环保因素。
例如,优先安排电力驱动的场桥和集卡进行作业,减少燃油消耗和排放;合理安排作业时间,避免在高峰期进行高能耗的装卸作业等。
《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》范文

《集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题》篇一摘要:随着全球贸易的快速发展,集装箱码头作为物流运输的关键节点,其作业效率直接影响到整个物流系统的运行效率。
本文针对集卡调度下的集装箱码头场桥调度及堆场分配问题进行了深入研究,通过建立数学模型和仿真分析,提出了一系列优化策略,旨在提高集装箱码头的作业效率和降低运营成本。
一、引言集装箱码头作为连接海运和陆运的重要节点,其作业流程的优化对于提高物流效率具有重要意义。
在集装箱码头的作业过程中,场桥的调度和堆场的分配是两个关键环节。
场桥作为码头装卸设备,其调度直接影响到装卸作业的效率;而堆场的分配则关系到集装箱的存储和取货效率。
在集卡(自动导引车)的调度下,如何实现场桥和堆场的优化配置,成为当前研究的热点问题。
二、问题描述集卡调度下的场桥调度及堆场分配问题,主要涉及到集卡的运输路径规划、场桥的作业顺序安排以及堆场的空间布局优化。
其中,集卡的运输路径需要考虑到运输效率、能源消耗和交通拥堵等因素;场桥的作业顺序则需要根据集装箱的到达顺序、装卸难度和设备维护等因素进行安排;而堆场的空间布局则需要考虑到集装箱的类型、存储期限和取货频率等因素。
三、数学模型建立针对上述问题,本文建立了多目标优化的数学模型。
模型中考虑了集卡的运输成本、场桥的作业时间和堆场的空间利用率等多个指标。
通过引入遗传算法和模拟退火算法,对模型进行求解,得到优化后的场桥调度方案和堆场分配方案。
四、仿真分析为了验证模型的有效性,本文采用了仿真分析的方法。
通过构建集装箱码头的仿真模型,模拟实际作业过程中的各种情况,包括集卡的运输、场桥的装卸作业以及堆场的存储和取货等。
通过对比优化前后的仿真结果,可以看出,优化后的场桥调度方案和堆场分配方案能够显著提高码头的作业效率,降低运营成本。
五、优化策略基于仿真分析的结果,本文提出了以下优化策略:1. 集卡路径优化:通过引入智能导航系统和实时交通信息,优化集卡的运输路径,减少运输时间和能源消耗。
基于多目标模糊决策的集卡动态调度方法研究

V 12 . o . 9 No 4 A r2 0 p.0 7
文章 编号 : 0 1 7—14 20 ) - 0 6— 4 0 4 X(0 7 0 0 5 0 4
基 于 多 目标 模糊 决 策 的集 卡 动态 调 度 方 法研 究
徐 承军 , 陶德 馨
( 武汉理工大学 物流工程学院 , 湖北 武 汉 4 0 6 ) 3 0 3
关键 词 : 目标模糊决策 ; 多 动态调度 ; 优工作路 最
中 图 法分 类号 :6 13 U 9 . 文 献标 识 码 : A
1 问题 的提 出
集 装箱码 头 装 卸 工 艺 系统 一 般 由装 卸 船 作 业 、 场作业 和水 平运 输这 3个部 分组 成 , 中水 堆 其 平运 输 由专 用集 装箱 卡 车 ( 以下 简 称集 卡 ) 成 。 完 我国大 部分集 装箱 码头 采 取 “ 作业 线 ” 产方 式 , 生
前提条件 , 是码头调度 中心能够根据各类设备的
现实状 态 , 快速 科 学 地进 行 集 卡 最优 作 业 路 的选 择, 并通 过无 线 通 信方 式 把 作 业 指令 下 达 到各 台
定义 “ 择” 选 的集 合 为 { , P} 限定 其 为线性 、 有
序的, 令参数 b 包含于“ 选择” 合 {P } i 集 中, =
摘
要: 结合集装箱港 口提 高装卸效率 的现实需求 , 分析了传 统集卡调度模式的不足 , 出了一种新 的面向作 提
业面的动态集卡调度模式。针对 动态 调度 中最 复杂 的单集卡 多作 业路 选择 工况 , 运用多 目标模糊决 并结合算例阐明了最优 工作 路选择的过程 。
决策 测度 。
致 性 。笔者 采用方根 法计算特征值 和特征 向量 。 ( ) 致 性 评估 。因为判 断矩 阵 中除 了 对角 3一
集装箱码头集卡调度研究现状与分析

力, 必须改变传 统模式 , 引入智 能化管理技术和
方法 , 提高 节 能 降耗 能 力 , 这方 面我 国港 口与 国 外 先进 港 口存 在很 大 差 距 。集 装 箱 港 口智 能 化 调度 策略是 集 装箱港 口管理 系统 的核 心 技术 , 是 解 决合 理调 度港 口资 源 问题 , 提高 节 能降 耗 能力 的有 效方法 。集 装 箱 港 口智 能 化调 度 策 略研 究 可 为我 国 自主开 发 集 装 箱 港 口调 度管 理 系统 和 港 口仿真 分析 系统 提供 强有力 技 术支 持 , 促进 我 国集 装箱 港 口企业 逐步 掌握 自主核 心技 术 , 断 不 提高 我 国集装 箱港 口在 国际竞 争 中的优 势 。 集装 箱港 口智 能 化 调 度 是 指 在港 口集 装 箱
作者简介 : 陶经辉(9O 17一
划与运作管理 ; 张锦惠 (90 17 一
)男 , 马鞍 山人 , , 安徽 南京财经大学营销 与物流管理学 院副教授 , 博士 , 主要研 究方 向为物流系统规
)女 , , 四川崇州人 , 成都工业职业技术学校高级讲师 , 硕士 , 主要研究方 向为现代物流与供应链管理。
归 纳 为 四 类 并 总 结 了每 一 类 问 题 的研 究 进展 。在 比较 我 国港 口集 卡 调 度 问题 研 究 现 状 的 基 础 上 , 析 了诸 分
如缺乏对全场调度 问题研 究等 国内外现有研 究 中存在 的一 系列主要 问题 , 出了集 卡调度研 究需要 解决的 提
关键 问题 , 最后 对 集 装 箱 港 口智 能 化 调 度 研 究发 展 做 出 了展 望 。
的装 卸过 程 中 , 突破 以人 工调度 和 静态 调 度 为 主
的背景 下 , 过提 高港 口的服务 水平 和 投 资 回报 通 率 来提 高 自身 的市 场竞 争力 已成 为 世 界 各 集 装
集装箱码头集卡全场调度系统的应用

集装箱码头集卡全场调度系统的应用汤海亮,胡跃朋,王日金(宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司,浙江宁波315803)【摘要】为提升集装箱码头作业中集卡的作业效率,将集卡调度系统与GIS和GPS结合对集卡精准定位,通过建立集卡作业指令打分模型对集装箱码头装卸船任务指令进行动态计算,有效避开堆场作业冲突,实现集卡全场作业调度和最优作业平衡度配置,最后通过对实际作业数据分析,评价集卡全场调度系统的有效性。
结果表明:集卡全场调度系统能有效提升集卡重载率,缩短平均装卸作业距离,从而降低集卡运输成本和能耗,提升集装箱码头装卸船作业效率。
【关键词】集卡调度;GIS;打分模型;作业冲突0引言随着GIS和GPS系统在码头应用的普及,集装箱码头调度部门可以实时获取集卡位置,使得全场动态调度集卡成为可能,从而达到节约集卡能耗、提高码头装卸效率的目的。
集卡作为集装箱码头生产作业的关键运输设备,集装箱码头管理者若要降低港口生产成本,高效完成装卸指令,就必须合理配置和调度集卡;因此,如何提高集装箱码头集卡作业效率是集装箱码头管理者的一个重要课题。
集卡调度方面的研究已有许多研究成果。
李广儒等⑴运用码头GPRS系统收集集卡速度、流量、位置等数据,通过蚁群算法判断阻塞状况和调整可行节点集,能有效缓解码头阻塞,提高集卡利用率和码头作业效率。
吕品等⑵研究集卡作业面的集卡调度模式,以岸桥等待时间最短为前提对集装箱运输船装卸作业路径进行优化,缩短了集卡行走路程,降低成本,提高集卡工作效率。
赵金楼等⑶考虑集卡数量和空载距离等因素,分别构建以集卡行驶距离最短为目标和以集卡任务间空载距离最短为目标的两种集卡路径优化模型,通过粒子群算法解决了每辆集卡的路径任务分配及作业顺序的问题。
李凡等⑷综合考虑大作业面模式下系统总作业时间、岸吊等待时间以及集卡空载率问题,建立多目标优化模型,并运用启发式方法提出一种混合在线集卡调度算法,并以港口实际数据对模型进行验证。
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集装箱港口智能化调度研究综述及展望在全球范围内集装箱港口吞吐量急速增长的背景下,通过提高港口的服务水平和投资回报率来提高自身的市场竞争力已经成为世界各集装箱港口最为关心的问题。
随着集装箱港口业务的扩充,竞争的日益激烈,要提高集装箱港口的竞争力,必须改变传统模式,引入智能化管理的技术和方法,提高节能降耗的能力,这方面我国港口与国外先进港口之间存在很大的差距。
集装箱港口智能化调度策略是集装箱港口管理系统的核心技术,是解决合理调度港口资源问题、提高节能降耗能力的有效方法。
集装箱港口智能化调度策略的研究可为我国自主开发集装箱港口调度管理系统和港口仿真分析系统提供强有力的技术支持,促进我国集装箱港口企业逐步掌握自主核心技术,不断提高我国集装箱港口在国际竞争中的优势。
一、国内外集装箱港口布局和运作差异国内外集装箱港口布局和运作差异对调度策略的研究具有很大的影响。
因此在介绍国内外学者的研究进展前本文对国内外集装箱港口的实际情况进行比较(见表1)。
表1 国内外港口差别对比情况国外港口国内港口场吊许多港口都开始使用自动化场吊(ASC)来代替龙门吊(RTG)。
仅有上海港拥有自动化场吊(ASC)。
港内运输工具大部分港口使用自动导引车(AGV)来替代人工拖车。
所有港口皆使用人工拖车进行港内运输。
车队与岸吊的搭配工作模式多为全船作业面或全场作业面模式。
多为作业线或作业路模式设备资源调度调度计划一般由决策支持系统进行辅助决策,协助制定。
多数港口仍进行人工调度。
港口内信息管理系统港口信息、管理系统普遍比较完善,能实时采集港内的运作信息。
多数港口缺乏必要的信息管理系统。
港口相关技术支持多数港口采用了全球定位系统(GPS)、元线射频(RFID)等先进技多数港口缺乏一系列先进技术的支持从表1中可以看出,国内外港口的主要差别表现在信息化和自动化程度上,国外港口的信息化和自动化程度较高,很多港口运用了自动场吊(ASC)、自动导引车(AGV)等设备,并且由于有许多相关高新技术的支持,信息系统能对港内信息进行实时采集,自动生成堆场计划、设备资源的调度方案,对整个港口的运作进行实时的调度。
而在国内,除了上海洋山港和深圳盐田港外,其他多数港口仍显得比较落后。
就在这些不同的实际港口背景下,国内外学者进行了一系列不同层面上的研究。
二、国内外研究综述集卡(拖车)调度和堆场码放优化是集装箱码头智能化调度的核心问题,尤其是集卡(拖车)运输作为港口内唯一交通运输方式,其运作效率将直接影响堆场码放的效率,进而影响到港口整体作业的运作效率。
为了缩短船舶停留时间,调整港内运输是一条重要途径。
1. 国外集卡调度研究综述从国外现有研究文献看,国外学者对港内集卡(主要为AGV)调度的研究可以分为四类问题:集卡调派问题、集卡行程安排与位置问题、集卡路线规划问题、集卡规模确定问题。
(1) 集卡调派问题(VDP)研究综述对港内集卡调派问题研究较早的是Chen-Y,Leong.Y.T.et al 等人,他们首次提出用贪婪算法(Greedy Algorithms)对船舶装卸船过程中的集卡(AGV)调派问题进行研究。
所采用的贪婪算法策略为,当首次所有的集卡接到运输任务后,以后集卡的调派策略就是把任务序列中最前面的任务分派给先回到岸吊下的集卡。
该文献也首次提出了逆贪婪算法调度策略,它的基本思想是假设装船作业序列为J1J2......Jn,首先完全颠倒作业顺序JnJn-1 (1)接着按照贪婪算法的策略分配作业任务,不妨设i号车分配到的作业任务为Ji1,Ji2……Jim,最后就再次颠倒任务顺序,i号车由逆贪婪算法调度策略分派的运输任务序列就该为:Jim,Jim-1……Ji1。
文献证明了当只有一个卸船作业序列时,贪婪算法的调度策略调度是最优的,相应地,当只有一个装船作业序列时,逆贪婪算法的策略调度也是最优的。
该文献的不足之处是没有解决多船多QC同时作业问题,文中虽然对2个QC同时作业做了一些修改,但仍然缺乏严谨的理论依据,所以存在一定的局限性。
Bish.E.K在Chen.Y,et al.的研究基础上做了进一步的拓展,他对多船、多岸吊同时作业情况进行了更深入的研究,提出了变种贪婪算法作为两条船同时作业时集卡的调度策略,仿真结果也显示出较好的效果。
但是,其研究结论很难推广到多船的情况(数量大于2),所以也有着其局限性。
针对上述情况,一些学者尝试用整数规划对集卡的调配进行优化。
Kim k.H,和Bae J.W 根据多船、多岸吊同时作业的情况建立了多目标规划模型。
该文献进一步研究了装卸同时作业的情况,建立了整数规划的模型(MVSL),并证明了MVSL是Np-HARD问题,设计了一种启发式算法对模型进行求解,使得在问题规模很大的时候也能有办法进行解决。
但该模型算法的实际计算量很大,算法的收敛性也较差,需要的计算时间很长,因而在港口中的实际应用效果较差。
Grunow et al 与其他研究中假设一辆拖车运送一个集装箱不同,研究了可同时装载两个20尺箱或一个40尺箱的拖车调度问题,这一研究使得两箱运输模式优化潜力的发掘成为可能。
为了评价启发式算法,他们同样对问题进行了混合整数规划建模,在模型中,与以往文献假设场桥总是足够,不需要拖车等待不同,作者同时预先给出了场桥和岸吊的目标提箱时间和卸箱时间,并对延迟进行惩罚作为目标函数。
最后他们比较发现,启发式算法的结果令人满意,同时使用两箱同时运载比单箱运载的效率有明显提高。
值得一提的是,他们的数学模型没有考虑同一工作点任务间的相互干扰,即一个任务的延迟必然会造成所有后续任务的延迟,而这种延迟不是由于拖车没有及时出现引起的,因此目标函数的设定存在过惩罚的可能。
(2) 集卡行程安排与位置问题(VSLP)研究综述Bish E.K,et al 研究了单个岸吊进行卸船作业的情况(只有1个卸船作业序列)。
首先,他证明了这类问题是一个NPC问题,很难在多项式时间内得到最优解。
整个调度的策略主要分为两个部分,一是确定各卸船箱的堆场位置,二是把卸船任务分配给具体集卡。
在确定卸船箱的堆场位置时,以集卡行驶总路程最短为目标,用APB启发式算法进行计算,为评价启发式算法结果的优劣,文献提出了渐进最差表现比和绝对最差表现比。
前者为当问题的规模足够大时,启发式算法得到的结果偏离最优解的程度,而后者则对问题的规模大小没有限制。
(3) 集卡路线规划问题(VRP)研究综述Co et al 提出了集卡路线静态规划与动态规划的问题。
在静态的模型中,两个固定设施之间集卡行驶的路线是固定的,这种模型最常用的解法就是利用最短路径搜索算法,Loannau et al 对这种情况做了进一步探讨。
在动态路径规划模型中,任意两个固定设施之间的路线并非固定的,并要考虑到交通的拥堵问题。
当拥堵发生时,每条边的服务原则为先到先服务,也就是排队依次接受服务,这个算法也被称为最短路径贪婪算法。
上述研究大多集中讨论了单个岸吊作业的情况,另外一些学者也对更为复杂的情况,即多个岸吊同时作业进行了研究,并提出了多岸吊集卡路线规划问题。
此外,Krishnamurt et al 对同时确定所有集卡路径的问题进行了研究。
在这个问题的研究中,一个大问题被分解为若干个子问题进行研究。
在得到子问题的解决方案后,再进行有机的组合形成一个总的解决方案。
(4) 集卡规模确定问题(FSP)研究综述Vis et al 等人对港内集卡数量问题利用了最小流算法进行了求解,在此模型中,文献假设了所有岸吊等待时间为0,且岸吊装卸作业时间为固定,任意两个固定设施间的集卡行驶时间为已知,在这些假设条件下,可以判断任意两个任务是否能由一辆集卡完成。
接着,把每个装卸任务抽象成一个节点,若两个任务能由一辆集卡完成,则将两个节点问边的流量上限设为1,否则设为0。
网络中设置一个初始点和一个终结点,然后从所有任务直接与初始点和终结点相连的情况出发使用了最小流算法得到最小流情况,即使用集卡最少的情况,每一条流流过的节点,代表一辆集卡在过程中完成的任务序列。
在实际情况中,会有更多的因素将影响这个结果,比如排队因素、岸吊等待拖车因素等等。
因此这个结果只是一个理想值,可以Vis et al 等人的研究结论作为集卡数量的不限数值。
Maxwell和Muckstadt构建了另一种数学模型来解决集卡的规模确定问题,在这个模型中,他们把任务序列时窗化,把岸吊、堆场等固定设施抽象为节点,节点的流量即为任务输入集装箱与任务输出集装箱的差值,根据这样的假设,节点的流量有正、有负。
这些节点间流量的平衡就是由集卡的空载运行来决定的。
显然,集卡空载行驶路径的长短直接影响到作业总时间,模型的目标是使集卡空载的行驶路径最短。
Mantel and Landeweerd把模型扩展到不确定性的环境中,提供了一种两层排队网络模型来确定自动码头执行任务时需要的AGV数量。
在第一层,所有AGV被看成等价的服务台,运输任务作为顾客;第二层AGV被视为顾客,而整个堆场被视为服务时间一定的服务台。
通过在不同AGV数量下计算模型的等待时间,可以确定合理的AGV数。
此后,许多学者对上述模型进行改进,但为了算法实现的可能性,假设条件都做了很多简化,致使模型的实际应用效果仍然不理想。
2.国内集卡(拖车)调度研究综述国内对于港口拖车调度研究还处在起步阶段,相关文献还较少。
在拖车路径研究方面,严政等人对集装箱码头的动态组合优化调度技术做了许多尝试,他提出的优化组合调度模式是打破按照作业线路安排拖车的模式,动态调度拖车,将装船、卸船、倒箱多条作业线共享所有拖车资源。
最后通过仿真模型模拟分析,发现优化的组合调度模式能大大缩短拖车的空载行驶路程,船舶的平均停泊时间减小了7%。
在这个问题的研究中,其相关理论的支持力度显得不够,文献主要采用定性方法描述和解释问题,没有上升到更具体的数学模型优化方案。
张维英等人对基于拖车路径优化的集装箱配载问题进行了研究。
他以场内拖车的移动距离最短为优化目标,把其他影响效率的因素都忽略。
这个模型是建立在装船情况下,并假设已知船舶需要装载集装箱的n个bay的位置,再把这n个bay到所有堆场的距离作为已知条件,对整个问题建立一个整数规划模型,运用Hopfiled神经网络算法进行求解,得到一个优化配载计划。
吕显强等人则对集装箱码头分派拖车的整数规划模型进行了研究,其建立的模型以及算法与Kim的有所类似。
从已有研究情况看,国内外对于港内集卡调度问题的研究有很大差距。
三、集卡调度研究中存在的问题1.国外文献的研究对象主要为AGV。
目前大多数文献对港内集卡调度问题的研究都集中在自动导引车(AGV)上,AGV的行驶路线相对固定,能够及时反馈位置信息以及能准确执行调度指令,这使得一些调度策略能完整执行。