集装箱码头泊位与岸桥联合调度鲁棒优化研究

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集装箱码头作为衔接集装箱海上与陆地运输的交汇点,在国际物流运输中具有重要地位。随着集装箱运输的不断发展,集装箱码头的资源优化问题已成为物流领域中的一个热点研究问题。对于集装箱码头而言,泊位和岸桥是码头岸侧的两种有限的资源,合理的泊位与岸桥调度计划不仅可以充分发挥码头装卸能力,还可以防范不确定性因素对码头生产带来的不利影响,有效提升港口码头作业效率与服务水平。本文基于不确定性理论,对泊位与岸桥调度计划的联合调度问题和调度结果鲁棒性进行研究,以期对集装箱码头生产作业调度优化提供理论支撑与实践借鉴。
  本文在确定问题的边界和特点的基础上,考虑岸桥行走特性,建立了确定条件下的泊位与岸桥联合调度模型。根据泊位与岸桥独立调度和联合调度流程,建立了相应的局部构造方法并通过实例验证了联合调度对改善集装箱码头服务水平的效果。然后设计了泊位与岸桥调度遗传算法,将遗传算法的求解结果与其他求解方法的结果进行对比,检验了遗传算法在解决该问题的适用性。在泊位与岸桥调度计划的鲁棒性评价上,本文基于不确定性理论,设计了多种鲁棒评价指标,通过仿真的方法分析鲁棒评价指标与实际延误程度之间的相关性,确定当前假设条件和到达情况下最佳评价指标。基于该指标,引入时间松弛量这一变量,通过调整船舶靠泊位置和岸桥集合,提高调度计划的鲁棒性。由于船舶服务指标和鲁棒评价指标之间存在一定冲突,本文建立多目标鲁棒泊位与岸桥调度模型,利用NSGA-II算法求解,得到了调整前后帕累托近似解的变化情况,验证了调整方法的有效性。最后本文采用多组数据进行仿真实验,评价了不同鲁棒水平的调度计划在不同程度的扰动下吸收干扰的能力,评估了鲁棒模型的优化效果。
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