文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
集装箱码头中间运输系统设备调度的仿真优化研究
姓名:温智民
申请学位级别:硕士
专业:管理科学与工程
指导教师:孙小明
20080501
上海交通大学硕士学位论文摘要
摘要
现代物流是21世纪中国经济发展的一项重要国策,而现代物流业发
展的关键就是提高社会生产的效率和效益。集装箱运输业的产生和发展
就充分体现了现代物流的这个关键概念。因此,研究集装箱码头运作效
率和效益的技术就成了现代物流技术的一个重要分支。充分利用集装箱
码头有限的资源设施,高效地实现港口装卸作业,已成为集装箱物流运
筹人员所面临的一个重大课题。
本文研究的是由上海振华港口机械(集团)股份有限公司在考察研
究世界上先进集装箱码头系统的基础上,结合我国制造业的特点,自主
创新地提出的一种新型的、可实现自动化的集装箱码头系统。系统具有
多机械、多阶段和多流程混合离散作业的特点,为此,根据目前研究的
技术可行性,将此问题的研究分解为相互关联,又独立的交互式的五个
研究子系统。本文主要研究中间运输系统(低架桥平板小车,低架桥起
重小车,地面平板小车)的调度优化问题。针对中间运输系统的特性,
在综合目前主要研究方法的基础上,本文采用了仿真优化技术进行研究,
以船只总的作业时间为优化目标,在系统刚性、作业先后次序限制,设
备调整时间和阻塞的约束下,生成启发式规则,运用中间运输系统的仿
真模型评价启发式规则的运行效果。主要研究内容包括:
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
首先,建立适合中间运输系统优化研究的总体框架,系统地分析了
集装箱码头的结构组成与码头布局规划,在此基础上,重点分析了资源
计划与调度计划系统。进行了仿真优化系统的数学建模。
第二,分析了集装箱码头装卸作业流程,运用 Petri 网技术分析建立
了系统仿真模型,分析了其安全性、有界性及活性,提出 job-by-job 算法
解决集装箱码头装卸一体时出现的死锁问题。
第三,根据中间运输系统三类作业设备的不同特点,采用不同策略
进行优化:低架桥平板小车采用基于规则的方法,先解决了低架桥平板
小车冲突问题,然后选择就近原则,平衡低架桥平板小车利用率和作业
路绑定下的就近原则这三种原则进行仿真比较;低架桥起重小车是中间
运输系统的中枢,也是本文优化的重点,本文采用了改进的遗传算法来
进行优化;地面平板小车与双起升场桥 RMG 数量对应,运行轨道平行,
所以其调度序列与双起升场桥 RMG 相对应。计算码头操作总时间问题的
下界。
综上所述,本文通过对集装箱码头作业流程分析,建立了集装箱码
头中间运输系统调度模型,并使用仿真优化算法在可接受计算时间内得
出不同设备的作业计划。对改进码头总体生产率以及如何进行码头上不
同装卸设备配比等问题提供了非常有益的参考。
关键词:集装箱码头,调度,遗传算法,仿真优化
II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
ABSTRACT
Developing modern logistics is one of the most important national
policies in 21st century and the key of logistics is to increase efficiency and
benefit. Container transportation is one position of modern
logistics. It is difficult for the operational managers and planners to make
scientifical decision on the equipments scheduling of container terminal using
the limited resources.
In this thesis, an advanced container terminal which was established by
Shanghai Zhenhua is researched. At present, the issue has multi-machinery,
multi-stage, multi-flow mixed characteristics of the discrete operations, for
which, according to the feasibility study, the problem will be divided in