集装箱堆场场桥调度优化问题研究文献综述

 2023-08-16 16:39:18

文献综述(或调研报告):

3.1 国外研究综述

Kap Hwan Kim等[1]将单个龙门吊作为研究对象,对外集卡的取箱和交箱任务的作业序列问题进行了研究。Kim K H等[2]考虑了不同的限制条件对场桥作业的影响,建立了混合整数规划模型,采用贪婪随机适应搜索和分支定界的算法对模型求解。还对多种堆场起重机单次的操作循环时间进行了研究,得到了每种基本运动的时间和方差的计算公式,并通过仿真对公式的准确性进行了评价。Lai和Lam等[3]在场桥的配置策略不同的情况下仿真模拟了龙门吊的使用率、操作量、使用率和作业等待时间等问题。Kozan等[4]将场桥在各个箱区内总的最大工作时间作为目标值建立了整数规划模型,从而解决场桥的资源配置问题。W.C.Ng等[5]在一个给定装卸量并且各任务就绪时间不同的集装箱堆场进行研究,将龙门吊的最小等待时间作为目标值建立了目标函数,并使用分支定界算法对模型进行有效性验证。还构建了一个单场桥箱区内的调度模型,并假设任务规模很大,把单场桥模型改进成多场桥箱区内的调度优化模型,最后设计启发式算法对两个模型进行求解。WenKai Li等[6]考虑了更多现实约束,包括在同一箱区内相邻场桥间的安全距离和不可互相跨越的因素,建立了单箱区内的场桥调度优化模型,并设计了水平滚动和启发式算法对模型进行求解,其中启发式算法用来缩小搜索空间,水平滚动算法用于寻找模型的最优解。 Matthew E.H Petering等[7]建立了多场桥协同作业的实时控制系统,并对集装箱堆场多场桥的作业系统进行了仿真分析。Zngiridis等[8]为了使集卡能在海侧与堆场间准时循环,建立了单箱区内最多两台场桥的整数规划模型,并设计了相应的求解算法。Lee等[9]建立了两台场桥的协调调度模型,并设计了模拟退火算法进行求解。还研究了带有缓存区的集装箱堆场的场桥调度优化问题,以最小化装船时间为目标建立了整数规划模型。 Richard等[10]对集装箱堆场场桥的动态布局问题进行了研究,并建立了数学模型,最后使用了启发式算法对模型求解。Shell Ying Huang等[11]设计了两种改进后的最低成本启发式算法,算法考虑了实际操作中的限制因素。还为了减少集卡的平均等待时间,建立了多场桥动态调度的模型,并设计了相应的求解算法,此研究有效解决了场桥为集卡作业的最优序列问题,但在实现集卡平均等待时间最小化的同时,没有保证每个任务的完成时刻不超过等待时长的上界。CHANG Daofang等[12][13]基于滚动周期使用了目标规划法建立动态场桥的调度模型,并设计了混合算法对模型进行求解,此研究为各场桥在箱区间的转场作业提供了决策支持,但是并没有考虑到集卡类别和到达时刻的影响。

3.2 国内研究综述

贺茂英等[14]分别建立了单场桥和多场桥的路径优化模型,并利用改进后的模拟退火算法进行求解。杨曼等[15]将场桥最短作业时间作为目标值建立了模型,并使用近邻策略的遗传算法对模型进行了求解,最后通过实例对模型和算法的有效性进行了验证。郑红星等[16][17][18]对混堆箱区的场桥调度优化问题进行了研究,包括了单箱区单场桥和多箱区多场桥的调度问题,还考虑到了混队箱区内每个任务对应的内外集卡到达时刻、优先级差异的影响因素,将场桥的总移动成本和所有集卡的等待成本的最小化作为目标,建立了相应的场桥调度模型,并设计了遗传算法对模型进行了求解。赵磊等[19]根据集装箱堆场场桥作业的特点和关联性,将箱区的作业时间和作业量的均衡调度作为目标值,建立了集装箱堆场箱区间的场桥调度模型,并设计了遗传算法来求解模型。乐美龙等[20]考虑到了龙门吊实际作业过程中的约束条件,并建立了两台龙门吊的调度混合整数规划模型,最后设计了两阶段启发式算法对模型进行了求解。崔磊等[21]研究了传统集装箱堆场场桥的调度优化问题,提出了实时性较强的场桥动态调度优化方法,并结合了天津港的数据对算法加以验证。韩晓龙等[22]研究了集装箱港口在装卸过程中的场桥数量配置的问题,并建立了场桥数量配置的网络流模型,最后设计了最小流算法对模型的有效性和正确性进行了验证。魏众、申金升等[23]研究了在作业量固定情况下场桥的优化调度问题,提出了混合整数规划的理论,并结合实例进行分析为码头管理者提供决策支持。杨鹏等[24]研究了集装箱堆场的多场桥调度问题,并以完成总任务的所有场桥中耗时最长的场桥所用的时间最小为目标值建立了模型,最后使用蚁群算法对模型进行求解。

参考文献

[1]Kap H K, Keung M L, Hark H. Sequencing Delivery and Receiving Operations for Yard Cranes in Port Container Terminals[J]. Int. J. Production Economics, 2003, 84(3):283-292.

[2]Kim K H, Kim K Y. An Optimal Routing Algorithm for a Trans Crane in Port Container Terminals[J].Transportation Science, 1999, 33(1):17-33.

[3]Lai K, Lam K. A Study of Container Yard Equipment Allocation Strategy in Hong Kong[J].International Journal of Modeling and Simulation,1994,14(3):134-138.

[4]Kozan P. Generic Algorithm to Schedule Container Transfer at Multimodal terminals[J].International Transaction in Operational Research,199,14(9):311-328.

[5]Ng WC, Mak KL. Yard Crane Scheduling in Port Container Terminals[J]. Applied Mathematical Modeling,2005, 29:263-267.

[6]Li WK, Wu Y, Petering MEH, ect. Discrete Time Model and Algorithms for Container Yard Crane Scheduling[J]. European Journal of Operational Research, 2009, 198(1):165-172.

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