收藏本站
《大连海事大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不确定环境下的集装箱码头泊位—岸桥调度优化研究

杨春霞  
【摘要】:泊位、岸桥是多用户集装箱码头的紧缺资源,如何对其进行合理调度是集装箱码头生产组织优化领域的基础问题和热点问题。目前国内外学者就该问题从问题分析、优化建模和求解算法等方面展开了大量工作,并给出了有益的结论,但多限于确定性环境,对不确定环境下的泊位-岸桥调度优化缺乏有效研究。为此,本文在分析集装箱码头前沿生产作业系统的基础上,围绕不确定环境调度优化这一核心,针对船舶固定靠泊和船舶柔性靠泊等两种主要靠泊方式,从初始调度方案生成、重调度策略设计、生成式重调度优化和修正式重调度优化等方面,较系统地研究了不确定环境下的泊位-岸桥调度优化。具体研究内容如下: 一、在集装箱码头泊位-岸桥调度方案生成阶段,针对现有单目标优化模型在码头生产成本方面考虑的不足,提出了最小化船舶在港时间和码头生产成本的泊位-岸桥调度多目标优化模型;为求解该模型,从染色体编码、遗传算子和最优解选择策略等方面对传统多目标遗传算法进行了改进。同时,为了适应不同集装箱码头的生产作业需求,分别给出了上述模型和算法在固定靠泊方式和柔性靠泊方式下的表达方式及实现过程。试验算例表明,本文所述多目标优化方法弥补了现有研究的不足,能快速生成码头综合效益最大的泊位-岸桥调度方案。 二、在初始调度方案执行阶段,针对不确定因素导致原调度方案不可行等问题,给出了基于可变调度深度的改进型混合重调度策略,以确定重调度行为发生的时机及调度深度。首先,在码头前沿生产作业系统不确定因素来源的基础上,进一步从扰动方式、扰动程度及是否可预测等方面对常见不确定因素进行了分类。其次,针对现有事件驱动重调度策略在处理部分可预测不确定因素上的不足,给出了可预测不确定因素事前驱动和不可预测不确定因素事后驱动的改进型事件驱动重调度策略。再次,针对现有混合重调度策略在衔接上的不足,引入最小时间间隔约束,设计了基于周期性重调度策略和事件驱动重调度策略的混合重调度策略。进一步,针对现有研究考虑调度深度不变引发的重调度质量不高甚至不可行的问题,提出调度深度可变机制,并嵌入到上述重调度策略中。最后,针对上述三方面的改进,通过不同算例对本文所述混合重调度策略的有效性进行了验证。 三、在泊位-岸桥重调度方案生成阶段,针对事件驱动重调度策略引发的泊位-岸桥重调度问题,研究了不同靠泊方式下的生成式重调度优化方法。对每种靠泊方式,首先建立了最小化甩港船舶数目的泊位-岸桥扰动恢复模型;其次提出了改进的Memetic算法,该算法分别选择遗传算法和模拟退火算法作为全局搜索机制和局部搜索机制,并针对泊位-岸桥调度问题的特点,对部分算子进行了改进,以加强算法的搜索质量与搜索效率;最后,进行了相应的实例验证。 四、在泊位-岸桥重调度方案生成阶段,针对周期性重调度策略引发的重调度问题,研究了不同靠泊方式下的修正式重调度优化方法。针对该问题的特点,扰动恢复模型优化目标分为两部分:一是最小化计划内到港船舶新计划与原计划的偏差,二是最小化计划外到港船舶等待靠泊时间。在模型求解时,针对固定靠泊方式的特点,将交叉操作算子引入粒子群优化算法,同时采用人机交互策略生成初始种群,以加强算法的全局搜索能力和求解效率;针对柔性靠泊的特点,提出了基于人机交互的邻域搜索启发式算法,主要包括初始解生成、搜索空间、搜索方向确定及迭代规则等,该算法能从原受扰方案出发,快速获得满意界。最后通过算例分别验证了两种算法的有效性。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U691.3

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李娜;集装箱码头连续泊位与岸桥调度联合优化研究[D];大连海事大学;2011年
2 杜玉泉;绿色航运背景下的泊位分配问题研究[D];南开大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李青;钟铭;李振福;刘兆健;;用于集装箱配装问题的Memetic算法[J];辽宁工程技术大学学报;2006年03期
2 韩亚欣,谭跃进,沙红兵;面向并行工程的重调度方法[J];系统工程;1997年06期
3 杨志民,邓乃扬;未确知机会约束规划[J];系统工程;2004年03期
4 王光远;;未确知信息及其数学处理[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1990年04期
5 顾幸生;不确定性条件下的生产调度[J];华东理工大学学报;2000年05期
6 刘亚军,王行愚;基于灰色模拟的灰色机会约束规划[J];华东理工大学学报;2003年04期
7 顾幸生,郑璐,李平,张伟;不确定性条件下存储时间有限型Flow Shop问题的提前/拖期调度研究[J];华东理工大学学报;2004年03期
8 谢涛,陈火旺,康立山;多目标优化的演化算法[J];计算机学报;2003年08期
9 张少彤,熊光楞,李涛;基于参数协调模型的多学科协同设计方法[J];计算机学报;2004年01期
10 吴受章,辛为民;FMS的模型参考自适应调度[J];控制理论与应用;1992年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁声荣;霍艳华;;混凝土结构耐久性的未确知—AHP综合评估模型[J];四川建筑科学研究;2010年04期
2 许小健;张金轮;;微进化算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
3 高苏蒂;祝荣;景连茴;;基于盲数理论计算一般河流水环境容量可能值[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
4 陈海俊;张艳霞;;农业经营决策的未确知有理数模型[J];安徽农业科学;2009年03期
5 陈广洲;汪家权;解华明;李国莲;;基于遗传算法的土地多目标规划应用[J];安徽农业科学;2009年24期
6 李金辉;赵冠华;;农田灌溉系统可靠性分析的未确知数学模型[J];安徽农业科学;2009年34期
7 赵冠华;李金辉;;未确知数学在蔬菜品种选择中的应用[J];安徽农业科学;2010年02期
8 边宽江;杨卫武;董祥桥;;中国农业生产企业并购风险评价[J];安徽农业科学;2010年03期
9 赵冠华;刘洁;;未确知期望在农业投资决策中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
10 赵冠华;陈海俊;;未确知测度模型在农业效益评价中的应用[J];安徽农业科学;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 龚鹍;邓方;陈杰;;基于自适应差分进化算法和傅里叶神经网络的电子罗盘的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 王亚楠;陈杰;甘明刚;;基于差分进化的改进粒子滤波目标跟踪算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 ;A New Multiple Attribute Decision Making Method Based on Preference and Projection Pursuit Clustering Model[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
5 朱长军;周继红;赵秀娟;李树文;;低渗透多孔介质中溶质运移的灰色数值模拟[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
6 李俊峰;祝开建;;2005年~2007年国际深空轨迹优化竞赛综述[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年
7 李二保;雷菁;徐富兵;华力;;LDPC码度分布的优化研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
8 喻瑛;;基于模糊规划的供应链系统建模综述[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
9 李志伟;胥颐;郝天珧;刘劲松;;利用非线性方法反演琉球-台湾-吕宋地区的岩石层P波速度结构[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第六卷)[C];2008年
10 Steve Roecker;;A global optimizing approach for waveform inversion of receiver functions[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 吴雷;黑龙江省装备制造业企业持续创新能力评价研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
4 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年
5 何非;装配制造系统复杂特性建模及其应用研究[D];华中科技大学;2010年
6 王正家;ACA互连的多因素作用分析与性能优化[D];华中科技大学;2010年
7 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
9 汤义;智能交通系统中基于视频的行人检测与跟踪方法的研究[D];华南理工大学;2010年
10 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张云鹏;李庆祥;;轮胎式集装箱门式起重机节能技术研究[J];交通节能与环保;2008年02期
2 祝庚;;遗传算法及轮盘赌选择的C++实现[J];东莞理工学院学报;2007年05期
3 郜克存;戴瑜兴;李加升;;一种新型电子静止式岸电电源[J];电力电子技术;2011年02期
4 韩骏;孙晓娜;靳志宏;;集装箱码头泊位与岸桥协调调度优化[J];大连海事大学学报;2008年02期
5 靳志宏;胡洁;杨永志;;集装箱支线运输航次调度优化[J];大连海事大学学报;2009年03期
6 陈超;王海燕;;集装箱码头泊位生产运作优化模型[J];大连海事大学学报;2009年04期
7 刘枚莲;黄键;朱美华;;基于缓存思想的集装箱码头泊位作业优化[J];大连海事大学学报;2010年04期
8 靳志宏;兰辉;边展;计明军;;基于现实约束的集装箱装船顺序优化[J];大连海事大学学报;2011年01期
9 王健;杨春霞;杨赞;;基于Memetic算法的集装箱码头泊位应急调度策略[J];大连海事大学学报;2011年02期
10 计明军;靳志宏;;集装箱码头集卡与岸桥协调调度优化[J];复旦学报(自然科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 蔡芸;孙国正;;同时求解泊位分配及岸桥调度问题的仿真优化方法[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李娜;集装箱码头连续泊位与岸桥调度联合优化研究[D];大连海事大学;2011年
2 周鹏飞;面向不确定环境的集装箱码头优化调度研究[D];大连理工大学;2006年
3 白景涛;中国沿海港口合理发展建设时机研究[D];上海海事大学;2006年
4 丁然;不确定条件下鲁棒性生产调度的研究[D];山东大学;2006年
5 李强;集装箱码头泊位调度均衡优化方法研究[D];大连理工大学;2009年
6 张国辉;柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2009年
7 徐斌;基于Agent的集装箱码头实时调度系统的研究[D];大连理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈超;张哲;曾庆成;;集装箱码头混合交叉作业集成调度模型[J];交通运输工程学报;2012年03期
2 余刘海;庞洪静;;集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度[J];科技信息;2013年09期
3 付强;仲丛友;;基于HTCPN的集装箱码头物流系统建模与仿真[J];物流技术;2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐奇;港口拖轮调度优化及其仿真研究[D];大连海事大学;2012年
2 彭泓;基于数据挖掘与信息融合的瓦斯灾害预测方法研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
3 邱波;集装箱码头泊位系统资源配置与调度优化研究[D];大连海事大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周云鹏,题正义;遗传算法在组合优化中的应用[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S1期
2 王鹏,查红武;港口系统的仿真研究[J];港工技术;1995年04期
3 蔡芸;张艳伟;;集装箱码头泊位分配的仿真优化方法[J];中国工程机械学报;2006年02期
4 韩亚欣,谭跃进,沙红兵;面向并行工程的重调度方法[J];系统工程;1997年06期
5 胡斌,黎志成;考虑随机因素的单件车间生产作业计划方法研究[J];系统工程;1999年01期
6 苏汉光;港口机械合理配置探析[J];港口装卸;1997年05期
7 彭传圣;国外港口计算机模拟技术的发展[J];港口装卸;1998年01期
8 张维中;排队理论在确定集装箱码头吞吐能力中的应用[J];海岸工程;1998年01期
9 鲁子爱,林民标;港口服务系统的计算机仿真研究[J];河海大学学报(自然科学版);1999年03期
10 顾幸生;不确定性条件下的生产调度[J];华东理工大学学报;2000年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾文溢,杜波;便携式岸桥智能应急驱动系统[J];港口装卸;2004年01期
2 秦万信 ,缑庆林;我国岸桥用钢丝绳的生产和展望[J];港口装卸;2004年05期
3 艾明飞,董达善;大型岸桥风灾事故分析及防风措施[J];港口装卸;2005年03期
4 梁卓原;;大型岸桥与船舶大型化[J];港口装卸;2005年05期
5 田洪;;针对船舶大型化开发的3种新型岸桥[J];港口装卸;2005年05期
6 梁卓原;高效低能耗岸桥探讨[J];港口装卸;2005年01期
7 林光闪;集装箱岸桥大车防风系统的技术改造[J];设备管理与维修;2005年05期
8 臧照良;胡雄;;集装箱岸桥模型的动力特性计算与试验分析[J];上海海事大学学报;2006年01期
9 曹峻铭;王晓东;张晓东;聂春华;;岸桥防风装置及其改造[J];港口装卸;2006年02期
10 王森;;集装箱岸桥负荷控制及生产计量系统的研制[J];集装箱化;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 田洪;;针对船舶大型化开发的3种新型岸桥[A];自主创新 实现物流工程的持续与科学发展——第八届物流工程学术年会论文集[C];2008年
2 成斌;余水宝;;岸桥模型轨道状态的小波包分析技术[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
3 刘大强;徐洪泽;冷松;;岸边集装箱起重机结构优化分析[A];自主创新 实现物流工程的持续与科学发展——第八届物流工程学术年会论文集[C];2008年
4 吴金坤;;双小车岸边集装箱起重机在宁波港的应用与自动化控制技术浅析[A];第二届中国港口物流与自动化技术研讨会论文集[C];2004年
5 蔡芸;孙国正;;同时求解泊位分配及岸桥调度问题的仿真优化方法[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
6 姬晓涛;杜玉泉;陈秋双;;基于遗传算法的泊位与岸桥多目标联合调度[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 YMG记者 郭明新;“门外汉”变成行家里手[N];烟台日报;2010年
2 YMG记者 高伟 通讯员 东晓 国平 孔燕;“80后”劳模王飞 梦圆“岸桥”[N];烟台日报;2010年
3 记者 管克江;中国—德国 世界最大集装箱岸桥落户德国[N];人民日报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王志欣;岸桥机械动态特征信息的数据挖掘与状态识别[D];上海交通大学;2008年
2 李娜;集装箱码头连续泊位与岸桥调度联合优化研究[D];大连海事大学;2011年
3 杨春霞;不确定环境下的集装箱码头泊位—岸桥调度优化研究[D];大连海事大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李美贞;集装箱码头岸桥选型综合评价体系研究[D];上海海事大学;2005年
2 臧照良;集装箱岸桥模型的动力特性计算与试验分析[D];上海海事大学;2004年
3 孙文博;碳排放约束下集装箱码头岸桥优化配置研究[D];大连理工大学;2013年
4 万睿智;基于优化思路的港口岸边集装箱起重机结构的参数化设计及其动态特性分析和控制[D];上海海事大学;2003年
5 李欣;岸边集装箱起重机结构参数化建模及分析[D];武汉理工大学;2008年
6 门莹;岸桥电控试验台的设计与应用[D];天津大学;2011年
7 胡金昌;岸边集装箱起重机的风振响应分析及风振控制[D];武汉理工大学;2011年
8 童民慧;超巴拿马双小车集装箱岸桥钢结构动力响应研究[D];上海海事大学;2004年
9 成玫;基于小波包分析的岸桥模型小车轨道状态分类识别技术[D];上海海事大学;2004年
10 匡家喜;集装箱混合装卸系统的集卡—岸桥协同作业研究[D];武汉理工大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026