约束规划求解自动化集装箱码头轨道吊调度

丁 一， 田 亮， 林国龙

(上海海事大学 物流科学与工程研究院, 上海 201306)

2018年全球集装箱海运量达2.01亿TEU[1]，海运在当前世界物流体系中承担超过70%的国际货物运输量，是国际物流运输的绝对主力。港口作为海运物流中的重要节点，其作业效率关系到海运物流的运量。港口堆场是进出口集装箱装卸、堆存的主要场所，堆场中集装箱起重机(简称“场桥”)的作业效率直接影响码头执行集装箱运输任务的数量。合理、高效的场桥调度策略不仅能帮助码头在单位时间内增加集装箱流通量，而且能减少,甚至避免因场桥调度不当而造成任务延迟的情况。

关于场桥调度的研究,早期主要针对单场桥调度。KIM等[2]以任务总完成时间最小为目标建立混合整数规划模型(Mixed Integer Programming,MIP)，研究场桥搬运过程中的合理任务顺序;NARASIMHAN等[3]证明单场桥完成集装箱装卸任务为N-P难题，并用分支定界的枚举法求出小规模任务情况下的最优解;NG等[4]以最小化任务总等待时间为目标，研究单台起重机执行1组拥有不同准备时间的集装箱搬运问题。随着港口操作工艺的持续发展，研究者根据轮胎式起重机可跨箱区作业的特点，对多场桥在堆场联合调度的问题进行探究。NG等[5]研究2台场桥协同完成1组拥有不同准备时间的集装箱搬运任务;ZHANG等[6]对堆场中各箱区在不同时段的任务量进行预测，重点规划起重机移动时间和移动路线;CHEUNG等[7]以每段时间内延迟工作量最少为目标，建立整数规划模型，提出逐次分段线性逼近法，并证明该求解方法对大规模场桥调度问题的有效性。……