目前對(duì)于集裝箱港口的調(diào)度操作主要是作業(yè)線的調(diào)度模式,這種調(diào)度模式所導(dǎo)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(chǎng)調(diào)度所能產(chǎn)生的高效率和低能耗已達(dá)成共識(shí),符合碳減排的發(fā)展趨勢(shì),因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者正在積極探索面向全場(chǎng)調(diào)度的理論研究。但由于面向全場(chǎng)調(diào)度的模型構(gòu)建需要考慮港口全場(chǎng)范圍的資源,因此,全場(chǎng)調(diào)度規(guī)模大,需要考慮的因素多,模型的復(fù)雜程度高,其算法的復(fù)雜程度也相應(yīng)較高。基于上述原因,我國(guó)絕大多數(shù)集裝箱港口的管理調(diào)度系統(tǒng)以作業(yè)線調(diào)度為主,作業(yè)效率低,能耗高。傳統(tǒng)的作業(yè)線調(diào)度模式是靜態(tài)配置運(yùn)輸車輛,即對(duì)于一條靠泊船的作業(yè)任務(wù),通常首先確定若干臺(tái)橋吊,若干集卡固定配置給一臺(tái)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(yùn)輸資源的浪費(fèi)。
我國(guó)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(wù)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(guó)許多省市已經(jīng)把現(xiàn)代服務(wù)業(yè)確定為國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)現(xiàn)代物流的關(guān)鍵。目前,我國(guó)集裝箱港口吞吐量已經(jīng)居世界首位,我國(guó)集裝箱港口的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展都具有十分重要的作用。
目前對(duì)于集裝箱港口的調(diào)度操作主要是作業(yè)線的調(diào)度模式,這種調(diào)度模式所導(dǎo)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(chǎng)調(diào)度所能產(chǎn)生的高效率和低能耗已達(dá)成共識(shí),符合碳減排的發(fā)展趨勢(shì),因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者正在積極探索面向全場(chǎng)調(diào)度的理論研究。但由于面向全場(chǎng)調(diào)度的模型構(gòu)建需要考慮港口全場(chǎng)范圍的資源,因此,全場(chǎng)調(diào)度規(guī)模大,需要考慮的因素多,模型的復(fù)雜程度高,其算法的復(fù)雜程度也相應(yīng)較高;谏鲜鲈,我國(guó)絕大多數(shù)集裝箱港口的管理調(diào)度系統(tǒng)以作業(yè)線調(diào)度為主,作業(yè)效率低,能耗高。傳統(tǒng)的作業(yè)線調(diào)度模式是靜態(tài)配置運(yùn)輸車輛,即對(duì)于一條靠泊船的作業(yè)任務(wù),通常首先確定若干臺(tái)橋吊,若干集卡固定配置給一臺(tái)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(yùn)輸資源的浪費(fèi)。
本書主要從以下七個(gè)方面進(jìn)行了研究。
一是對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于集裝箱港口拖車調(diào)度和堆場(chǎng)碼放方面的研究文獻(xiàn)做了梳理,綜述了國(guó)內(nèi)外目前關(guān)于集裝箱港口拖車調(diào)度和堆場(chǎng)碼放方面的研究成果。
二是針對(duì)國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者在這兩個(gè)方面的研究,找出國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域研究的不同之處,以及相比之下國(guó)內(nèi)在這兩個(gè)方面研究的不足,為本書的研究奠定理論基礎(chǔ)。
三是在了解港口運(yùn)作模式的基礎(chǔ)上,作出合理假設(shè),并以此建立本書的拖車全場(chǎng)調(diào)度的數(shù)學(xué)模型。在選擇模型的目標(biāo)函數(shù)時(shí),根據(jù)實(shí)際運(yùn)作中港口最重視的評(píng)價(jià)指標(biāo),以完成整個(gè)集裝箱裝卸時(shí)間和拖車空駛率作為模型的目標(biāo)函數(shù),符合港口的實(shí)際需要。
四是給出了一套有效的算法,該算法結(jié)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(gè)集裝箱碼頭堆場(chǎng)箱位分配的優(yōu)化模型,為集裝箱碼頭節(jié)約堆場(chǎng)空間和提高裝卸效率提供了一個(gè)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(chǎng)箱位分配優(yōu)化這個(gè)問題,并結(jié)合Flexsim仿真軟件,有一定的新意。
七是每次針對(duì)裝卸或者進(jìn)港的一批集裝箱統(tǒng)一優(yōu)化,區(qū)別于多數(shù)文獻(xiàn)的每次對(duì)一個(gè)集裝箱進(jìn)行優(yōu)化。
本書在寫作過程中,參閱了大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),在此向有關(guān)文獻(xiàn)的作者表示衷心感謝。該領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)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(xué)淺,書中難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處,切望專家、學(xué)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(xué)深圳研究生院現(xiàn)代物流研究中心博士后。南京財(cái)經(jīng)大學(xué)營(yíng)銷與物流管理學(xué)院教授,副院長(zhǎng)。2005年5月畢業(yè)于東南大學(xué)交通學(xué)院交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專業(yè),研究方向?yàn)槲锪鞴こ膛c管理,獲博士學(xué)位,2002年6月畢業(yè)于江蘇大學(xué)理學(xué)院系統(tǒng)工程專業(yè),獲碩士學(xué)位,研究方向?yàn)檫\(yùn)籌與優(yōu)化設(shè)計(jì)。1991年7月畢業(yè)于安徽師范大學(xué)數(shù)學(xué)系,獲學(xué)士學(xué)位。2007年1月至今在清華大學(xué)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?yàn)榧b箱碼頭的智能化調(diào)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?jī)?nèi)容3
2國(guó)內(nèi)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(diào)度問題的研究狀況5
2.2集裝箱港口堆場(chǎng)箱位分配問題的研究狀況12
3集裝箱港口及運(yùn)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(chǎng)41
3.5港口設(shè)備資源51
3.6堆場(chǎng)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(diào)度82
5.1問題提出與分析82
5.2模型假設(shè)83
5.3符號(hào)定義83
5.4模型建立84
5.5算法設(shè)計(jì)87
5.6算例分析96
6集裝箱碼頭堆場(chǎng)箱位分配103
6.1集裝箱堆場(chǎng)堆存空間分配問題的內(nèi)容103
6.2基于作業(yè)量平衡的block間集裝箱堆場(chǎng)空間資源配置模型105
6.3基于裝卸總成本最低的堆場(chǎng)bay分配優(yōu)化研究122
7集裝箱港口管理優(yōu)化對(duì)策145
7.1我國(guó)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(jié)與展望151
8.1主要研究成果和結(jié)論151
8.2研究展望152
參考文獻(xiàn)153
后記166