目前對于集裝箱港口的調度操作主要是作業(yè)線的調度模式,這種調度模式所導致的作業(yè)效率低下以及高能耗等弊端已經(jīng)十分明顯,而面向港口全場調度所能產(chǎn)生的高效率和低能耗已達成共識,符合碳減排的發(fā)展趨勢,因此國內外學者正在積極探索面向全場調度的理論研究。但由于面向全場調度的模型構建需要考慮港口全場范圍的資源,因此,全場調度規(guī)模大,需要考慮的因素多,模型的復雜程度高,其算法的復雜程度也相應較高。基于上述原因,我國絕大多數(shù)集裝箱港口的管理調度系統(tǒng)以作業(yè)線調度為主,作業(yè)效率低,能耗高。傳統(tǒng)的作業(yè)線調度模式是靜態(tài)配置運輸車輛,即對于一條靠泊船的作業(yè)任務,通常首先確定若干臺橋吊,若干集卡固定配置給一臺橋吊,即確定了一條作業(yè)線。由于各橋吊裝卸工作量不相同,造成集卡忙閑不均的現(xiàn)象出現(xiàn)。固定配置的集卡,也往往是重載送貨,空載回程,造成運輸資源的浪費。
我國早在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中就已經(jīng)明確提出了要大力發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè),并首次將現(xiàn)代物流業(yè)單列一節(jié)在規(guī)劃中明確提出。我國許多省市已經(jīng)把現(xiàn)代服務業(yè)確定為國民經(jīng)濟發(fā)展中的重中之重,并把現(xiàn)代物流業(yè)放在了突出的位置。而發(fā)展集裝箱港口是發(fā)展我國現(xiàn)代物流的關鍵。目前,我國集裝箱港口吞吐量已經(jīng)居世界首位,我國集裝箱港口的發(fā)展對現(xiàn)代服務業(yè)的發(fā)展乃至整個國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展都具有十分重要的作用。
目前對于集裝箱港口的調度操作主要是作業(yè)線的調度模式,這種調度模式所導致的作業(yè)效率低下以及高能耗等弊端已經(jīng)十分明顯,而面向港口全場調度所能產(chǎn)生的高效率和低能耗已達成共識,符合碳減排的發(fā)展趨勢,因此國內外學者正在積極探索面向全場調度的理論研究。但由于面向全場調度的模型構建需要考慮港口全場范圍的資源,因此,全場調度規(guī)模大,需要考慮的因素多,模型的復雜程度高,其算法的復雜程度也相應較高;谏鲜鲈,我國絕大多數(shù)集裝箱港口的管理調度系統(tǒng)以作業(yè)線調度為主,作業(yè)效率低,能耗高。傳統(tǒng)的作業(yè)線調度模式是靜態(tài)配置運輸車輛,即對于一條靠泊船的作業(yè)任務,通常首先確定若干臺橋吊,若干集卡固定配置給一臺橋吊,即確定了一條作業(yè)線。由于各橋吊裝卸工作量不相同,造成集卡忙閑不均的現(xiàn)象出現(xiàn)。固定配置的集卡,也往往是重載送貨,空載回程,造成運輸資源的浪費。
本書主要從以下七個方面進行了研究。
一是對國內外關于集裝箱港口拖車調度和堆場碼放方面的研究文獻做了梳理,綜述了國內外目前關于集裝箱港口拖車調度和堆場碼放方面的研究成果。
二是針對國內外專家學者在這兩個方面的研究,找出國內外在此領域研究的不同之處,以及相比之下國內在這兩個方面研究的不足,為本書的研究奠定理論基礎。
三是在了解港口運作模式的基礎上,作出合理假設,并以此建立本書的拖車全場調度的數(shù)學模型。在選擇模型的目標函數(shù)時,根據(jù)實際運作中港口最重視的評價指標,以完成整個集裝箱裝卸時間和拖車空駛率作為模型的目標函數(shù),符合港口的實際需要。
四是給出了一套有效的算法,該算法結合了遺傳算法和AutoMod仿真模型,既保證了算法的有效性,又保證了算法的高速性。
五是建立了一個集裝箱碼頭堆場箱位分配的優(yōu)化模型,為集裝箱碼頭節(jié)約堆場空間和提高裝卸效率提供了一個有效的方法。
六是將啟發(fā)式算法、禁忌搜索算法等用于集裝箱堆場箱位分配優(yōu)化這個問題,并結合Flexsim仿真軟件,有一定的新意。
七是每次針對裝卸或者進港的一批集裝箱統(tǒng)一優(yōu)化,區(qū)別于多數(shù)文獻的每次對一個集裝箱進行優(yōu)化。
本書在寫作過程中,參閱了大量的國內外文獻,在此向有關文獻的作者表示衷心感謝。該領域的研究內容非常廣泛,本書還有許多方面未涉及,期望在今后的研究中取得突破。
由于作者才疏學淺,書中難免有不當和錯誤之處,切望專家、學者和同人不吝指正。
陶經(jīng)輝, 男,漢族,1970年11月出生,博士,清華大學深圳研究生院現(xiàn)代物流研究中心博士后。南京財經(jīng)大學營銷與物流管理學院教授,副院長。2005年5月畢業(yè)于東南大學交通學院交通運輸規(guī)劃與管理專業(yè),研究方向為物流工程與管理,獲博士學位,2002年6月畢業(yè)于江蘇大學理學院系統(tǒng)工程專業(yè),獲碩士學位,研究方向為運籌與優(yōu)化設計。1991年7月畢業(yè)于安徽師范大學數(shù)學系,獲學士學位。2007年1月至今在清華大學深圳研究生院現(xiàn)代物流研究中心從事博士后研究工作,研究方向為集裝箱碼頭的智能化調度與仿真優(yōu)化管理。
1緒論1
1.1研究背景分析1
1.2研究意義3
1.3主要研究內容3
2國內外研究現(xiàn)狀及存在的問題分析5
2.1集裝箱港口拖車調度問題的研究狀況5
2.2集裝箱港口堆場箱位分配問題的研究狀況12
3集裝箱港口及運作21
3.1集裝箱定義及類型21
3.2港口27
3.3集裝箱港口35
3.4集裝箱堆場41
3.5港口設備資源51
3.6堆場作業(yè)流程55
4優(yōu)化算法及仿真工具60
4.1優(yōu)化算法60
4.2仿真工具71
5集裝箱港口拖車調度82
5.1問題提出與分析82
5.2模型假設83
5.3符號定義83
5.4模型建立84
5.5算法設計87
5.6算例分析96
6集裝箱碼頭堆場箱位分配103
6.1集裝箱堆場堆存空間分配問題的內容103
6.2基于作業(yè)量平衡的block間集裝箱堆場空間資源配置模型105
6.3基于裝卸總成本最低的堆場bay分配優(yōu)化研究122
7集裝箱港口管理優(yōu)化對策145
7.1我國集裝箱港口智能化管理現(xiàn)狀145
7.2港口智能化管理中存在的一些問題147
7.3集裝箱港口智能化管理策略147
8總結與展望151
8.1主要研究成果和結論151
8.2研究展望152
參考文獻153
后記166