新型集装箱码头混合装卸优化调度策略研究

论文摘要

集装箱码头是连接多种集装箱运输方式的重要节点,其作业效能对集装箱运输效率有着重要的影响,整个系统的运输效率极大的受制于其装卸能力,对集装箱码头的自动化、智能化、高效率的研究,提高集装箱码头的作业效率,从而提高整个集装箱运输系统的能力。本文对一种新型集装箱装卸系统的高效运行从系统设备配置和作业调度问题展开研究,以系统装卸作业流程的特征,首先,对设备配置问题重点研究了系统中的集装箱升降机设备的站位优化配置,设计了基于遗传算法的禁忌搜索方法,并通过算法的数值试验与问题的低界分析,证明了该算法的良好效果,然后,针对系统的特征,将集装箱装卸作业调度问题定义为三阶段的柔性Job shop调度问题,以完成给定装卸作业任务的最短时间为优化目标,设计了以低架桥分配小车作为调度中心的启发式算法。通过算法的数值实验,显示了该算法在大规模问题求解时具有较好的效果和时间效率,并比较了混合装卸、单装和单卸作业模式下的系统运行效率。进一步,系统设备配置应当系统地通过协调作业模式及构成系统所有设备之间的匹配,以达到综合提高装卸系统运行效率的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 集装箱码头装卸系统的相关技术
• 1.2.1 集装箱码头操作设备
• 1.2.2 集装箱码头研究方法
• 1.3 堆场作业
• 1.3.1 堆位分配的研究方法
• 1.3.2 堆场设备调度的研究方法
• 1.4 集装箱码头各阶段操作
• 1.5 论文内容
• 1.6 论文结构
• 第二章 调度优化建模与算法
• 2.1 集装箱装卸系统运作模式的特征分析
• 2.2 生产调度问题的研究现状
• 2.2.1 Flow shop调度问题
• 2.2.2 Job shop 调度问题
• 2.3 调度算法综述
• 2.3.1 精确算法
• 2.3.2 基于规则的方法
• 2.3.3 禁忌搜索算法的原理及方法
• 2.3.4 遗传算法的原理及方法
• 第三章 新型集装箱码头装卸系统分析
• 3.1 新型集装箱码头系统的特征分析
• 3.2 集装箱码头系统算法原理
• 3.3 技术路线
• 第四章 集装箱升降机站位配置优化研究
• 4.1 集装箱升降机站位问题描述
• 4.2 集装箱升降机站位模型及定义
• 4.3 基于遗传算法的禁忌搜索
• 4.4 低界
• 4.5 数值试验
• 4.6 本章小结
• 第五章 堆场混合装卸计划优化方法研究
• 5.1 堆场装卸问题定义
• 5.2 装卸系统模型构建及定义
• 5.3 模型求解的启发式算法
• 5.4 数值试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统设备配置分析
• 6.1 系统单个阶段设备配置的数值分析
• 6.1.1 堆场相关配置分析
• 6.1.2 低架桥分配小车配置分析
• 6.1.3 岸边桥吊配置分析
• 6.2 系统多个阶段设备配置的数值分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文