关于集装箱论文范文资料 与位内集装箱翻箱操作式优化有关论文参考文献

《位内集装箱翻箱操作式优化》：本论文为免费优秀的关于集装箱论文范文资料，可用于相关论文写作参考。

摘 要:为提高集装箱码头作业效率,提出装船时位内翻箱操作的启发式优化决策方法.在既定的初始堆存状态下,以最小化总翻箱次数为优化目标,通过制定可等价替换抽象约束的箱位选取规则,以最大程度保证装船系统的流畅性为约束条件,建立装船时位内翻箱问题的优化模型.根据启发式最小翻箱增加优化算法,制定位内集装箱翻箱操作优化决策方法.

关键词: 翻箱; 堆场; 堆存位; 启发式算法

中图分类号:U653.7文献标志码:A

Heuristic optimization algorithm for reshuffle of external container

JIN Peng, HUANG Youfang, YAN Wei

(Logistics Engineering College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China)

Abstract:

In order to improve the working performance of container terminal, a heuristic optimization algorithm for reshuffle of external container in shipment is put forward. With an objective to minimize the total times of reshuffle operation under a given initial storage situation, under the constraints to ensure the furthest fluency of ship loading system, an optimization model of the reshuffle is built by establishing the container position reshuffle rules which are used to substitute for the abstract constraints equivalently. With the reshuffle accumulation minimization heuristic algorithm, an optimization decision for the reshu-ffle is made.

Key words:reshuffle; container yard; storage space; heuristic algorithm

0 引 言

2008年全球集装箱吞吐量排名前10的集装箱港口,前9个均在亚洲,而其中有3个属于中国.[1]中国港口集装箱吞吐量将持续保持较高增长的态势,全球集装箱海运重心继续加快向东亚,特别是向中国转移.因此,提高港口作业效率是保证中国港口竞争力的关键.

集装箱翻箱操作直接影响堆场的发箱速度,甚至严重影响装船系统的整体流畅性.[2-4]由于不可控制的随机信息及堆场密度过大等客观因素的影响,在多层堆垛的集装箱堆场,集港结束后的堆存位状态与发箱顺序很难完全相符,堆存在下层的出口箱需较早发箱的情况普遍存在,翻箱操作不可避免.集装箱堆场多层堆垛示意见图1.

图1 集装箱堆场多层堆垛示意

本文重点研究装船时的位内翻箱问题.在既定的初始堆存状态下,以最小化总翻箱次数为优化目标,以尽量避免单次发箱时翻箱操作过多、最大程度地保证装船系统的流畅性为约束条件,给出可等价替换抽象约束的箱位选取规则,建立装船时位内翻箱问题的优化模型,并基于启发式最小翻箱增加优化算法制定位内翻箱优化决策方案.

1 问题描述

图2为翻出箱堆存箱位的选取对单次发箱的影响示意.其中,图2(a)为某个6排4层堆存位装船前的初始堆存状态.由于最大堆高为4层,位内留有3个空箱位,足以满足翻箱的最大空箱位需求.箱位内的数字表示对应集装箱的发箱顺序,顺序号为1的集装箱最先发箱.

图2 翻出箱堆存箱位的选取对单次发箱的影响示意

在图2(a)所示的堆存状态下,1号箱为目标箱;阴影表示的集装箱为相应堆存状态下的必翻箱.由于必翻箱的下方存在需早发的集装箱,必须翻箱.必翻箱中19和20号箱连续堆存在4号箱的上方,为4号箱的阻塞箱;10号箱上方连续堆存的必翻箱仅有21号箱,为10号箱的阻塞箱;而16号箱为3号箱的阻塞箱.同理,9和11号箱的阻塞箱分别为12和14号箱.

若目标箱上方无集装箱,可直接发箱;若目标箱上方有集装箱,则需对其上方的阻塞箱实施相应的翻箱操作.图2(a)所示的初始堆存状态,1和2号箱可直接发箱,发箱后的堆存位状态见图2(b).

图2(b)中,3号箱为目标箱,16号箱为目标箱的阻塞箱,带斜线阴影的集装箱为堆存排内最早发箱的集装箱.要取出3号箱,需先对16号箱进行翻箱操作.若按图2(c)所示,将16号箱移入第6排第4层,第6排内最早发箱的集装箱仍为4号箱,其阻塞箱个数由2个增加到3个.可见,翻出箱堆存箱位的选取直接对相关后续箱取箱所需的翻箱次数造成影响.从目标箱自身考虑,翻出箱堆存箱位的选取直接影响目标箱对应的翻箱次数.在图2(b)的堆存状态下,若选取第1排2层为16号箱的堆存箱位,16号箱移入后不会对排内其他集装箱造成阻塞,在后续装船过程中不需要再次翻箱.但为移入16号箱必须先将位内的15号箱移开,这无疑增大目标箱的取箱代价.因此,在既定初始堆存状态下,集装箱单次发箱对应的翻箱次数直接受翻出箱堆存箱位选取的影响,可通过指定合理的堆存箱位选取原则,对各阶段作出合理的翻箱决策,即可实现对整个装船过程中单次发箱对应翻箱次数的控制.

在既定的初始堆存状态下,装船过程中单次发箱易于在决策过程中控制,便于转化为约束条件,而总翻箱次数只有在整个方案形成后才能得到,不易进行合理控制.为此,装船时位内翻箱优化决策问题可描述为:以最大程度地减少位内翻箱总次数为优化目标,在装船前的较短时间内进行多阶段决策过程的最优化,最终得最小翻箱次数的翻箱策略.

2 位内翻箱操作模型

2.1 位内翻箱问题的特征

本文研究的位内翻箱问题具有以下特征:

(1)堆存位为6排4层直接堆垛形式,位内只允许堆存相同尺寸的集装箱;

(2)在堆存位初始状态已知的情况下,各箱的发箱顺序被唯一确定;

(3)唯有对某个集装箱进行发箱时,才对其上方的集装箱进行翻箱操作;

(4)堆存位为N层,则位内至少有N-1个空箱位被留作翻箱使用,翻箱操作发生在位内;

(5)控制为发本次目标箱而进行的翻箱操作对发下一目标箱的翻箱次数的影响.

特征(5)为本文研究的核心内容.

2.2 位内翻箱操作模型

为构建优化数学模型,首先引入以下符号:i为箱层;n为可选堆存位数量;Sk为需提取第k个箱子时尚未进行翻箱操作时的状态;

Sk+为在状态Sk后非最优的翻箱操作所产生的堆存位状态;Sk+i为跳过状态Sk+后的1个翻箱增加次数最小的状态;Sikn为在Sk状态下翻了第i个箱子后的状态;NSk为在Sk状态下需要翻的箱子个数;FSik为在Sk状态下翻第i个箱子的操作;QSk为取第k个箱子的操作;MSk为在Sk状态下翻箱最优的翻箱次数.

集装箱论文参考资料：

结论：位内集装箱翻箱操作式优化为关于本文可作为集装箱方面的大学硕士与本科毕业论文集装箱论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。