基于懲罰函數的集裝箱碼頭連續泊位-岸橋聯合調度

劉桂云， 陳珊珊， 張小莉， 劉明濤

(寧波大學 海運學院， 浙江 寧波 315211)

基于懲罰函數的集裝箱碼頭連續泊位-岸橋聯合調度

劉桂云， 陳珊珊， 張小莉， 劉明濤

(寧波大學 海運學院， 浙江 寧波 315211)

為對連續泊位與岸橋聯合調度問題進行求解，從碼頭運營者的角度出發，以最小化懲罰為優化目標建立數學模型，設計一種嵌套式遺傳算法。在客戶滿意率最大的情況下，求得船舶的靠、離泊時間和位置及最優裝卸序列。通過進行數值模擬案例分析，驗證該優化方法可在提高客戶滿意率的同時，縮短船舶在港時間，對集裝箱碼頭生產運作實踐具有一定的參考價值。

交通運輸經濟學； 集裝箱碼頭； 泊位與岸橋； 聯合調度； 遺傳算法； 懲罰函數

Abstract: An optimization method of unified scheduling for continuous berth and quay-crane is formulated to minimize the punishment from the terminal operators' perspective, and a nested genetic algorithm is designed to solve this problem. The time of docking and departure, berthing and the best loading/unloading sequence of ships are solved for the highest customer satisfaction rate. The optimization method is verified with a representative case, which indicates that the method can improve the degree of customer satisfaction as well as decrease the birthing time of ships. The method can be a reference of some kind for the actual production of the container terminal.

Keywords: traffic transport economics; container terminal; berth and quay-crane; unified scheduling; genetic algorithm; penalty function

研究集裝箱碼頭生產調度問題對提高碼頭服務能力和運營效率，進而提升全球物流效率具有重要意義。泊位與岸橋調度是集裝箱碼頭調度的核心內容，國內外很多學者都對此進行過研究，提出了具有實踐指導意義的優化方法。一些成熟的理論研究己應用于碼頭實際生產作業中。

LI等[1]以最小化船舶在港時間為目標，將泊位與岸橋分配作為一個并行調度問題建模求解；GUAN等[2]在此基礎上建立以最小化權重任務的完成時間為目標的調度模型。韓俊等[3]和靳志宏等[4]研究泊位與岸橋聯合調度問題，假設服務于一艘船舶的所有岸橋必須同時結束，運用免疫遺傳算法求解模型。AK等[5]引入禁忌搜索法，研究以最小在港時間和避免船舶延遲離港的懲罰費用為目標的泊位與岸橋聯合調度模型。……