一種用于港口集裝箱卡車的混合式動(dòng)態(tài)調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及港口集裝箱管理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于港口集裝箱卡車的混合式動(dòng) 態(tài)調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代港口在全球綜合運(yùn)輸體系中發(fā)揮著日益重要的作用，其不 僅是集裝箱遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)，也是陸運(yùn)與海運(yùn)兩種運(yùn)輸方式間集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)的中轉(zhuǎn)樞 紐。集裝箱的運(yùn)輸方式方便、價(jià)格低廉，大大提高了物流效率，現(xiàn)在的國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸特別是 海上運(yùn)輸，大都采用集裝箱的形式。目前大多數(shù)的集裝箱碼頭，集裝箱卡車將近50 %的路徑 在空駛，利用率不高。為了保證岸橋的作業(yè)，在岸橋距離相應(yīng)堆場(chǎng)比較遠(yuǎn)時(shí)，只能通過(guò)增加 服務(wù)于岸橋的集裝箱卡車來(lái)保證完成任務(wù)，而岸橋距離相應(yīng)堆場(chǎng)比較近時(shí)，會(huì)造成集裝箱 卡車閑置。通過(guò)對(duì)集裝箱卡車的合理調(diào)度和配置，集裝箱卡車在滿足岸橋服務(wù)要求的同時(shí) 能夠以較短的行駛路徑完成任務(wù)，這樣就節(jié)省了油耗從而降低成本。
[0003] 集裝箱碼頭作業(yè)模式是碼頭生產(chǎn)管理水平的一個(gè)直接反映，是指碼頭各類設(shè)備的 資源配置方式、協(xié)調(diào)作業(yè)方式，具體表現(xiàn)為如何為靠泊船舶配備一定數(shù)量的岸橋、集裝箱卡 車和場(chǎng)橋，如何安排靠泊船舶裝卸作業(yè)模式，如何安排集裝箱卡車行駛路線等，集裝箱卡車 也可以稱為集卡。集裝箱碼頭按照資源配置方式、裝卸作業(yè)模式可分為獨(dú)立裝卸作業(yè)模式 和混合交叉作業(yè)模式。其中獨(dú)立裝卸作業(yè)模式多用于傳統(tǒng)的集裝箱碼頭，而混合作業(yè)模式 因其效率高、資源利用率高、運(yùn)營(yíng)成本低、調(diào)度安排復(fù)雜等特點(diǎn)將適用于具備先進(jìn)的電子信 息系統(tǒng)、先進(jìn)的作業(yè)管理水平的集裝箱碼頭。主要包括獨(dú)立裝卸作業(yè)模式，主要是指集裝 箱卡車在泊位A搭載一個(gè)進(jìn)口集裝箱運(yùn)送到進(jìn)口集裝箱堆場(chǎng)，然后空載返回泊位去卸載另 一個(gè)進(jìn)口集裝箱；在裝船過(guò)程中，集裝箱卡車在出口集裝箱堆場(chǎng)裝載一個(gè)集裝箱運(yùn)送到泊 位B，然后空載返回堆場(chǎng)去裝載另一個(gè)出口集裝箱這種作業(yè)模式使集裝箱卡車的空載率達(dá) 到50%左右，完成一定任務(wù)量集裝箱卡車所行駛的距離也會(huì)增加很多，增加了集裝箱卡車 空駛距離，隨著集裝箱碼頭的發(fā)展，碼頭吞吐量越來(lái)越大，所需配備的集裝箱卡車數(shù)量也不 斷增多，這就會(huì)造成交通的阻塞，燃料成本的增加，司機(jī)數(shù)量的增加等。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于港口集裝箱卡車的混 合式動(dòng)態(tài)調(diào)度方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明方案包括：
[0007] -種用于港口集裝箱卡車的混合式動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其包括以下步驟：
[0008] 集裝箱卡車在進(jìn)口船舶進(jìn)行重載集裝箱，然后在出口船舶進(jìn)行卸載集裝箱；
[0009] 設(shè)定其運(yùn)行路徑為：集裝箱卡車從進(jìn)口泊位a重載至進(jìn)口箱區(qū)i，空駛到出口箱區(qū)j，再重載至出口泊位b，然后空駛回上述進(jìn)口泊位a;
[0010] 以總作業(yè)時(shí)間為基準(zhǔn)建立集裝箱卡車的動(dòng)態(tài)調(diào)度模型，根據(jù)每一架岸橋之裝載計(jì) 劃列表和卸載計(jì)劃列表動(dòng)態(tài)分配集裝箱卡車的步驟；
[0011] 以總作業(yè)時(shí)間最少為依據(jù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化每一輛集裝箱卡車的運(yùn)行路徑。
[0012] 所述的混合式動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其中，上述根據(jù)岸橋之裝載計(jì)劃列表和卸載計(jì)劃列 表動(dòng)態(tài)分配集裝箱卡車的動(dòng)態(tài)調(diào)度模型的步驟包括：
[0013] A、定義參數(shù)和決策變量的步驟：
[0014] tal:為集裝箱卡車從進(jìn)口泊位a行駛到進(jìn)口箱區(qū)i的時(shí)間；或者為集裝箱卡車從 進(jìn)口箱區(qū)i行駛到進(jìn)口泊位a的時(shí)間；
[0015] b:為集裝箱卡車從進(jìn)口箱區(qū)i行駛到出口箱區(qū)j的時(shí)間；
[0016] tjb:為集裝箱卡車從出口箱區(qū)j行駛到出口泊位b的時(shí)間；或者為集裝箱卡車從 出口泊位b行駛到出口箱區(qū)j的時(shí)間；
[0017] tba:為空載的集裝箱卡車從出口泊位b行駛到進(jìn)口泊位a的時(shí)間；
[0018] t1:為岸橋裝、卸集裝箱作業(yè)時(shí)間；
[0019] t2:為場(chǎng)橋裝、卸集裝箱作業(yè)時(shí)間；
[0020]m:為進(jìn)口箱區(qū)的數(shù)量；
[0021] η:為出口箱區(qū)的數(shù)量；
[0022] k:為進(jìn)口泊位的數(shù)量；
[0023] 1 :為出口泊位的數(shù)量；
[0024] D1:為計(jì)劃從進(jìn)口泊位卸到進(jìn)口箱區(qū)i的進(jìn)口集裝箱數(shù)量；
[0025] Lj:為計(jì)劃從出口箱區(qū)j運(yùn)輸?shù)匠隹诓次坏某隹诩b箱數(shù)量；
[0026] Da:為從進(jìn)口泊位a進(jìn)口的集裝箱總量；
[0027] Lb:為從出口泊位b出口的集裝箱總量；
[0028] xal]b:為集裝箱卡車從進(jìn)口泊位a重載至進(jìn)口箱區(qū)i，卸載后集裝箱卡車空駛至出 口箱區(qū)j裝箱后再重載至出口泊位b的次數(shù)；
[0029] xal:為集裝箱卡車從進(jìn)口泊位a重載至進(jìn)口箱區(qū)i再空車返回到泊位a的次數(shù)；
[0030] x]b:為集裝箱卡車從出口箱區(qū)j重載至出口泊位b再空車返回到箱區(qū)j的次數(shù)；
[0031] B、建立集裝箱卡車動(dòng)態(tài)調(diào)度模型的步驟：
[0032] 以總作業(yè)時(shí)間最少為依據(jù)建立集裝箱卡車動(dòng)態(tài)調(diào)度模型，總作業(yè)時(shí)間為集裝箱卡 車運(yùn)輸時(shí)間、等待時(shí)間與岸橋、場(chǎng)橋的作業(yè)時(shí)間之和；
[0033]
(4) ,
(5) ；
[0038] 式（1)為集裝箱卡車完成所有進(jìn)、出口集裝箱所用的運(yùn)輸時(shí)間、等待時(shí)間與岸橋、 場(chǎng)橋的作業(yè)時(shí)間之和最?。皇剑?)為計(jì)劃堆存在進(jìn)口箱區(qū)i的集裝箱由集裝箱卡車從進(jìn)口 泊位a全部運(yùn)送到進(jìn)口箱區(qū)i;式（3)為劃從出口箱區(qū)j運(yùn)送到出口泊位b的集裝箱由集 裝箱卡車從出口箱區(qū)j全部運(yùn)送到出口泊位b;式（4)為集裝箱卡車從進(jìn)口泊位a運(yùn)輸?shù)?各個(gè)進(jìn)口箱區(qū)的集裝箱總數(shù)等于計(jì)劃從進(jìn)口泊位a進(jìn)口的集裝箱總數(shù)；式（5)為集裝箱卡 車從各個(gè)出口箱區(qū)運(yùn)輸?shù)匠隹诓次籦的集裝箱總數(shù)等于計(jì)劃從出口泊位b出口的集裝箱總 數(shù)；
[0039] 根據(jù)式（1)至式（5)來(lái)完成進(jìn)口船舶的卸載任務(wù)和出口船舶的裝載任務(wù)。
[0040] 所述的混合式動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其中，上述動(dòng)態(tài)優(yōu)化每一輛集裝箱卡車的運(yùn)行路徑 包括以下步驟：
[0041] C、定義步驟：
[0042] C1、設(shè)置需要分配集裝箱卡車的岸橋編號(hào)為i，i= 1，…，凡，^為需要分配集裝箱 卡車的岸橋的數(shù)量；
[0043] C2、定義樹(shù)節(jié)點(diǎn)Ldi和LΗ，其中Ldi用于存儲(chǔ)一個(gè)給定岸橋i未完成的卸載計(jì)劃列 表，LH用于存儲(chǔ)一個(gè)給定岸橋i未完成的裝載計(jì)劃列表；如果岸橋i的卸載計(jì)劃列表Ldl和 裝載計(jì)劃列表LH都不存在，則轉(zhuǎn)到步驟F2 ;否則，返回Ldl中集裝箱數(shù)量N&和Lη中集裝 箱數(shù)量
[0044] D、集裝箱卡車卸載集裝箱的步驟：
[0045] D1、臨時(shí)給岸橋i分配的集裝箱卡車數(shù)量Nt/，Nt/ =允許給岸橋分配的最大集 裝箱卡車數(shù)量Ntm;
[0046] D2、如果目前被派往岸橋i卸載的集裝箱卡車總數(shù)Ntdl+目前被派往岸橋i裝載的 集裝箱卡車總數(shù)Ntll多Nt/，則轉(zhuǎn)到步驟F2;其中Ntdl包括前往岸橋i和在岸橋i處等待 的集裝箱卡車，Ntll包括前往岸橋i和在岸橋i處等待的集裝箱卡車；
[0047] D3、如果Nedl>0,則岸橋i的初始卸載積分Sdl = 0 ;否則轉(zhuǎn)到步驟E1 ;
[0048] D4、如果當(dāng)前集裝箱卡車沒(méi)在堆場(chǎng)并且已經(jīng)分配給了岸橋i做卸載操作，則岸橋i 的卸載積分Sdll =岸橋初始卸載積分Sdl+岸橋一次卸載操作積分Sd;否則，該岸橋的卸載積 分Sdil =卸載積分Sdi+集裝箱卡車行駛單位距離的權(quán)重集裝箱卡車到達(dá)目的地岸橋i 需要行駛的距離d1;
[0049] D5、當(dāng)前岸橋的卸載積分Sdi2 =卸載積分Sdil+(卸載的堆放在岸橋i下的集裝箱 數(shù)量^di'-目前派往岸橋i做卸載操作的集裝箱卡車數(shù)量Ntdl)X卸載集裝箱堆放權(quán)重 Wd；
[0050] D6、如果Sdl2>S。，S。為一個(gè)初始值，則S。=Sdl，把當(dāng)前集裝箱卡車分配給岸橋i，岸 橋i卸載Ldl中第N&個(gè)集裝箱；
[0051] E、集裝箱卡車裝載集裝箱的步驟：
[0052]E1、如果N&X)，則岸橋i的裝載積分SH= 0 ;否則轉(zhuǎn)到步驟F2 ;
[0053] E2、岸橋i的裝載積分Sm =裝載積分SH+(目前正被派往岸橋i裝載的集裝箱卡 車數(shù)量Ntll+堆放在岸橋i下要裝載的集裝箱數(shù)量N&' )X裝載集裝箱堆放權(quán)重t;
[0054] E3、如果當(dāng)前集裝箱卡車在堆場(chǎng)，岸橋i裝載積分Sli2 =裝載積分Sm+場(chǎng)橋一次裝 載操作積分心否則，Sll2=Sm;
[0055] E4、設(shè)置需要裝載的集裝箱編號(hào)為j，j= 1，…，Ncll;
[0056] E5、返回裝載計(jì)劃列表中第j個(gè)集裝箱所在箱區(qū)的信息，第j個(gè)集裝箱所在箱區(qū)中 的要裝載集裝箱數(shù)量N& =指定的調(diào)度任務(wù)序列；
[0057] E6、臨時(shí)裝載積分Sll3 =裝載積分S112+多個(gè)集裝箱卡車行駛到同一個(gè)箱區(qū)的權(quán)重 w2X集裝箱數(shù)量N&;
[0058] E7、岸橋i臨時(shí)裝載積分Sll4=臨時(shí)裝載積分S113+集裝箱卡車行駛單位距離的權(quán) 重^※集裝箱卡車到達(dá)目的箱區(qū)需要行駛的距離d;
[0059] E8、如果S^SyS。為一初始值，則5。=Sll4，把當(dāng)前集裝箱卡車分配給岸橋i，裝載 LH中第j個(gè)集裝箱；
[0060] F、判斷步驟：
[0061] FI