摘要港口装卸作业系统已经成为近年来学术界重要课题之一。本文.docVIP

　摘要：港口装卸作业系统已经成为近年来学术界的重要课题之一。本文对集装箱港口作业系统的研究现状进行了详细分析，分别对岸边资源、水平运输设备、堆场设备以及港口总体研究的已有研究成果进行了梳理和归纳，并讨论了港口装卸系统今后的研究方向。 　　关键词：泊位；岸桥；水平运输设备 　　引言 　　自出现集装箱运输服务以来，集装箱运输便成为日益重要的运输方式。目前已有60%以上的普通货物采用集装箱运输。随着集装箱运输的迅速发展，集装箱港口的建设也有了极大的发展。近年来，国内外对集装箱港口的研究在业界引起了广泛的关注，这些研究对于提高集装箱运输效率和服务水平、加速港口现代化进程都具有深远的意义。 　　集装箱港口装卸作业系统主要包括岸桥、泊位、水平运输设备以及堆场起重设备，如图1所示。 　　按照装卸设备资源所处的位置，可将其分为三类：岸边资源设备、水平运输设备以及堆场设备，其中岸边资源设备包括泊位和岸桥。目前对于港口装卸作业系统的研究也可以据此分为岸边资源、设备的研究、水平运输设备的研究、堆场设备的研究以及港口整体装卸系统的研究。下面分别进行阐述。 　　一、岸边资源设备 　　船舶到达港口后首先要为其分配适当的泊位供其靠泊，以便进行装卸作业。由于泊位资源是港口的稀缺资源之一，因此泊位分派问题是提高集装箱港口装卸作业效率的关键点之一。 　　国外一部分学者已经对泊位分配问题进行了一些研究。Imai分别在(1997)、(2001)、(2002)等文章中阐述了泊位分派问题(Berth Allocation Problem，BAP)，解决了为在一定时期内到达的船舶确定停靠泊位的问题，模型的目标是使得所有船舶的等待时间和作业时间最短。这些研究中都假定同一时刻每个泊位最多只能为一条船服务，并且作业时间和所靠的泊位有关。在以上三篇文献中，作者讨论了两种不同的情况，Imai(1997)讨论了静态泊位分配问题(SBAP)，Imai(2001)讨论了动态泊位分配问题(DBAP)。SBAP假定所有船舶在计划期的开始已经到达了港口，在这种情况下停靠同一泊位的两条船之间不存在间隔时间。DBAP假定船舶在计划期内依次到达，因此先后靠在同一泊位的两条船之间可能存在间隔时间。在Imai(1997)中，建立了SBAP的多目标模型，不仅考虑了船舶的等待时间和作业时间最小化，而且考虑了由于服务顺序不同而引起的客户不满意度最小化，并采用了目标权重法将多目标问题转化为单目标问题进行求解。由于SBAP中停靠同一泊位的两条船之间是不存在间隔时间的，因此研究者将该问题建模为二维的背包问题，该问题可以在多项式算法时间内进行求解。而DBAP模型由于先后停靠在同一泊位的两条船之间有可能存在闲置时间，因此不能在多项式时间内进行求解，Imai(2002)采用拉格朗日松弛法给出了求解方法。Imai et al.(2005)研究连续泊位情况下的泊位分派问题，但是文中假定船舶的作业时间是已知的。Imai et al.(2007)研究了集装箱港口在缩进式泊位下装卸超大型船舶时的泊位配置问题。文中假定，在船舶长度和泊位长度满足要求的条件下，一个泊位可以同时靠泊2艘以上的船舶，并采用遗传算法对模型进行了求解。Imai(2008)又讨论了泊位配置问题的特例一一具有外用码头的集装箱港口的动态泊位配置问题(DBAPE)，建立数学模型，并提出了基于遗传算法的启发式求解方法。Yusin Lee(2009)探讨了连续泊位下的泊位计划问题，给出了临域有哪些信誉好的足球投注网站启发式算法，算法中考虑了先到先服务以及船舶作业安全间距等实际规则。在已有的泊位配置研究中，除了采用解析方法外很多研究采用仿真的方法研究泊位的动态分配问题，例如Legato和Mazza(2001)，Yun和Choi(1999)，Demetrio Lagana(2006)都采用仿真的方法研究了泊位配置问题。 　　国内主要有如下学者进行了相关研究。张燕涛(2005)以所有船舶的总在港时间最短为目标建立了港口泊位调度数学模型，并提出了基于整数编码的遗传算法对模型进行求解。蔡芸(2005)(2006)采用仿真方法研究了集装箱港口泊位和桥吊的分派问题，建立了最小化总体船舶在港时间的仿真优化模型并讨论了泊位分配问题的求解方法。韩晓龙(2006)研究了连续泊位下的泊位分派问题，建立了基于广义时间最短的数学规划模型，并给出了泊位分派的启发式回溯算法。周鹏飞、康海贵(2008)针对船舶抵港时间和装卸时间的随机性，建立了面向随机环境的集装箱码头泊位一岸桥分配模型，并设计了改进的遗传算法。韩骏(2008)提出了以船舶在港时间最小为目标的泊位与岸桥协调调度优化方法，给出了基于免疫遗传算法模型求解方法，文中假定为同一艘船舶服务的岸桥应同时结束服务。 　　桥吊是集装箱港口中位于岸边负责装卸作业的专用