【摘 要】
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近年来,随着航运业的繁荣发展,越来越多的集装箱港口变得拥挤不堪。而拖轮引航助泊作为船舶进入港口的一道关键程序,其工作效率的高低直接影响着港口的运营水平和服务质量,这就给港口经营者带来了一个难以解决的调度管理问题,即拖轮调度问题。拖轮的调度计划是根据船舶的泊位计划和预计到港船舶的载重、吃水等信息制定的。拖轮调度方案包括每艘拖船服务船舶的顺序、分配拖船的拖点、以及确定每艘船移动的服务启动时间。在设计多
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近年来,随着航运业的繁荣发展,越来越多的集装箱港口变得拥挤不堪。而拖轮引航助泊作为船舶进入港口的一道关键程序,其工作效率的高低直接影响着港口的运营水平和服务质量,这就给港口经营者带来了一个难以解决的调度管理问题,即拖轮调度问题。拖轮的调度计划是根据船舶的泊位计划和预计到港船舶的载重、吃水等信息制定的。拖轮调度方案包括每艘拖船服务船舶的顺序、分配拖船的拖点、以及确定每艘船移动的服务启动时间。在设计多停泊基地的拖轮调度时,还要对拖轮工作任务的前序及后序任务进行安排。针对以上背景,本文研究了考虑多停泊基地的拖轮调度问题。所做工作如下:(1)从研究背景入手,探讨本文研究的现实意义,有效提高港口作业的运行效率,对港口物流系统的平稳运营具有重要意义;其次介绍本相关问题的研究现状,从拖轮操纵技术、拖轮调度问题等角度进行文献综述。(2)拖轮调度问题属于调度问题的范畴,本文将拖轮调度问题类比于车间调度问题,对车间调度系统进行详细介绍,探讨二者之间的关联性,并分析了拖轮调度和车间调度在逻辑及约束上的不同。对多码头停泊基地的拖轮作业内容、原则等概念流程进行介绍,以便更好的了解拖轮作业相关知识。为此,本文建立了多码头拖轮停泊基地的拖船调度问题的混合整数线性规划模型,该模型的目标函数是在拖轮数量、功率与唯一性约束的限制下,将拖轮效率最大化转化为拖轮功率溢出最小化,以实现有效的拖轮作业和调度管理。(3)针对所研究问题的特点和规模,选用了模拟退火算法并对其进行改进,设计了一种启发式规则生成初始解,保证生成的初始解为可行解,在解变换过程中根据模型中的有效不等式对当前解进行变换,不仅扩大了算法的搜索空间,同时提高了算法的搜索性能。本文所求解的方案在满足作业需求的基础上可以优先选择功率较小的拖轮来完成作业,提高中小型拖轮的利用率,降低作业成本。最后通过数值实验,对所设计的算法进行检验,验证了其有效性与优越性。
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