基于flexterm的三江港集装箱堆场方案选择研究文献综述
2020-04-14 04:04
1. 研究背景及目的意义
港口是连接水上运输和陆地运输的枢纽, 在中国经济发展和全球物流运输中扮演着重要角色。在我国经济稳步提升和国际贸易持续高速发展的大背景下,集装箱运输在全球各地蓬勃的发展，作为国际多式联运的主要运输方式及现代港口运输的主要发展模式, 集装箱运输在港口物流中所占地位越来越重要。
鄂州港区是武汉新港的组成部分之一，其包括葛店港区、三江港区、白浒山港区鄂州部分以及杨叶港区。而三江港区是武汉城市圈集装箱运输的主要港区之一，是我市引导产业发展的引擎和发展综合运输的重要节点。三江港直接腹地为鄂州市、国家级东湖高新区。间接腹地为武汉城市圈以及中西部地区，中西部地区货物经过三江港中转至沿海地区，沿海地区货物经过三江港中转销往内地。
本文的主要目的是对鄂州集装箱码头堆场进行优化，从而合理的配置集装箱堆场资源，提高集装箱堆场的作业效率。集装箱码头堆场是整个码头日常经营的一个子系统，在码头的日常运营中扮演着十分重要角色。随着船舶大型化和集装箱的不断发展，各港口之间的竞争越来越激烈，要提高集装箱港口的竞争力，除了受港口的地理环境、腹地经济这些因素外，还取决于码头的作业效率和服务水平。因此，通过对集装箱码头堆场的优化，可以提高堆场内的装卸机械作业效率，通过对集卡的合理配置和调度，可以减少集卡的资源浪费以及缩短集卡的运输里程，从而提高码头的作业效率。
本文主要是在鄂州集装箱码头堆场现有规划的基础下，运用Flexterm仿真软件对集装箱码头堆场中集卡数量的合理配置进行仿真与优化，给出约束函数，并结合实际确定相关参数，最后建立了优化模型，并对模型进行求解。最后对求解结果进行了分析和总结，提出建议，具有较好的学术意义和实际意义。
2.国内外研究现状
目前，国内和国际上对这一类相关问题均有所研究，杨扬通过系统仿真对码头堆场进行仿真研究，优化了堆场资源配置[1]。严政和陶德馨通过基于无线网络环境下集卡调度系统的连续运行和仿真模型的数据分析，采取集卡动态优化组合调度模式，在该模式中考虑了集卡面对多条作业线时的优化选择, 提高了堆场机械的使用效率[2]。张坤运用Flexsim 仿真软件中离散事件系统理论，将岸桥、场桥、泊位和集卡等各种资源综合成整体相互联系，建立集装箱港口系统中设备运动学模型[3]。韩晓龙建立了集卡配置数量模型,计算在确保桥吊连续作业时的集卡最小配置数量[4]。周强,高玮利用排队论来建立仿真模型，对多路排队和单路排队两种集卡作业模式进行试验研究，分析和研究集卡资源浪费的原因，提高集卡的利用率[5]。杨静蕾提出以集卡行走里程最短为目标的集装箱码头物流路径优化模型，在满足集装箱堆场堆存要求和船舶装卸作业要求下，实现集卡行走里程最短[6]。
KH.KIM和 J.W.Bae采用遗传算法，研究集装箱堆场箱位的重新配置，并且建立整数线性规划模型， 实现达到集卡行走路径最优的目标[7]。Jean-Francois C 构建了整数规划模型,将禁忌搜索和遗传算法两种启发式算法结合，对以缩短集卡在码头前沿和集装箱堆放位置之间的运输距离的目标函数进行求解[8]。Jian Jin, Xiao-Hua Zhang，基于集装箱码头自动化装卸系统调度特性，提出了一种动态多自动导向车辆调度方法，其考虑了在多AGV调度中，AGV处理时间的组成和某些任务的优先顺序是主要约束条件的情况下，建立了遗传算法(GA)的动态多agv调度模型，该模型对离散生产系统的多智能体调度具有重要意义[9] 。Ma Sunyu,Yang Yongsheng和Liang Chengji,采用多层编码粒子群算法(PSO），以自动化集装箱码头多种装卸运输设备为研究对象,以AGV调度为主,建立以卸船作业最末任务结束时间最小化为目标的混合整数规划模型，对自动化集装箱码头的双小车岸桥QCs与自动导引小车AGV的协同调度问题进行求解[10]。Jin J G,Lee D H,Cao J X研究了海上集装箱码头日常堆场管理问题，将堆场的空间分配和堆场起重机的布置决策与堆场内集装箱交通拥堵的考虑相结合，建立了以堆场起重机运行成本和堆场起重机块间移动成本最小化为目标函数的整数线性规划模型[11]。Xiaoju Zhang，Qingcheng Zeng和Wenhao Chen，针对未来吞吐量不确定的情况，利用一个由两阶段随机规划模型和终端操作仿真模型组成的综合决策框架，提出大型集装箱码头堆场的物理布局和设备部署策略设计方案[12]。LV Chang-liang, CAO Jin-xin，在考虑卡车调度以及调度方案造成交通拥堵的影响下,研究堆场内部空间的分配和场桥(YC)的调度问题，以此建立了YC及卡车的调度费用的总和最小为优化目标的整数线性规划模型，并用和声搜索算法和约束满足算法进行求解[13]。
本文拟建立集装箱码头堆场优化模型，根据鄂州集装箱码头堆场的实际情况，来寻求实际问题的较优解决方案，最后对集装箱码头堆场存在的问题提出一些建议。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.基本内容和技术方案
