基于鲁棒优化的集装箱码头连续泊位分配研究-论文.pdf

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1、物流科技2015年第5期Ix~gisticsSci-TechNo．5，2015·基金项目·文章编号：1002—3100(2015)05—0060—03基于鲁棒优化的集装箱码头连续泊位分配研究TheResearchoftheContinuousBerthAllocationinContainerTerminalsBasedonRobustOptimization张翠云，段修端C七海海事大学交通运输学院，上海201306)ZHANGCui_vun,DUANXiu--duanrschoolofTranspoa＆Communications，ShanghaiMaritim

2、eUnive~ity,Shanghai201306,China)摘要：合理的泊位调度计划能够提高码头资源的利用率，为解决不确定条件下的连续型泊位分配问题，对其建立了鲁棒优化模型，通过调节引入参数的值，可以根据不同的保守性得到不同代价下的鲁棒解。结果表明鲁棒解降低了船舶作业时间约束的保守性，提高了目标函数的最优性，因此可有效地降低决策的风险，在解决实际问题的过程中更为实用。关键词：集装箱码头；泊位分配；鲁棒优化中图分类号：U691文献标识码：AAbstract：Reasonableherthallocationplancanimprovetheutilization

3、ratioofterminalresources．Inordertosolvethecontinuousberthallocationproblemunderuncertainty，arobustoptimizationmodelisproposed．Themodelcancontroltherobustnessofthesolutionbyadjustingtheparametersofprotectiveleve1．Theresultsshowthattherobustsolutioncanlowertheconservationoftheshipoperat

4、iontimeandimprovetheoptimalityoftheobjectivefunction．Thereforetheriskofdecision—makingisreducedanditisofgreatpracticalvalue．Keywords：containerterminal；berthallocation；robustoptimization0引言集装箱港口在国际物流和国民经济中具有很重要的地位，泊位分配计划是港口作业的基础，对港口运营方和船公司来说，制定合理高效的泊位计划都是非常重要的。动态泊位分配问题，是指为船舶分配泊位时，并不是所有

5、船舶都已到港，泊位分配时根据预计的船舶到港时间和相关信息安排停泊顺序和泊位-lJ。连续泊位分配就是将码头岸线看成是一个整体，船舶到达后可以在任意位置停靠．充分利用岸线资源，为了使在一定时间内所有的到港船舶在港总时间最短，需要对船舶进行合理的泊位分配。研究动态连续泊位分配问题时，主要依靠研究设计各种启发式算法以便于更高效的解决问题。如Guan和Cheung~-对动态泊位分配提出一个树搜索程序。Kim和Moon~l用模拟退火算法求解BAP。Imailal等基于拉格朗日松弛技术求解这类连续BAP。Cordeau[Z等设计了禁忌搜索算法求解。Wang和Limt6ri．~计

6、了随机定向搜索算法求解动态连续泊位分配问题。Leem等设计了两个贪婪随机适应性搜索算法求解动态连续泊位分配问题。由于DCBAP问题是NP难题，以上文献基本上都是设计各种启发式算法进行求解。但在实际工作中，计划人员制定泊位调度计划时，通常存在一些不确定因素，如船舶到达时问，泊位作业时间等，将会对泊位分配计划的可用性造成重大影响。鲁棒优化可以应对港口不可避免的变动，使得泊位调度和员工工作计划有序实施，以提高码头的运作效率。本文的主要贡献在于运用新的方法——鲁棒优化的角度建模求解DCBAP问题。一方面，通过实验比较判断鲁棒优化方法应用于本问题的适用性，另一方面，为学术界

7、开拓一个新的视角。1问题描述泊位分配的流程为：船舶到港后先在锚地候泊，如果有空闲泊位且满足船舶的长度要求，则进入泊位，否则在指定区域等待；靠泊后需要等待岸桥等装卸机械及工人就绪后才能开始装卸作业；从船上将集装箱吊起，然后放在集装箱卡车上运往堆场，随后由龙门起重机将集装箱放人堆场中的指定位置。集装箱装船流程与此相反，如此往复，直至完成装卸，该船舶离港。一个典型的集装箱码头?白位，可同时容纳多艘船舶，当没有空余的泊位时，船舶需要排队等待。为了简单起见，我们将船舶的等待时间和处理时间的总称为在港时间，我们的目标是为船舶分配泊位，并安排船舶使得总加权在港时间最小。2传统连

8、续泊位分配