集装箱港口出口箱堆场空间优化分配研究

随着集装箱港口吞吐量的迅速增长,如何提高堆场的作业效率、加快集装箱在场内流转、最大限度地利用堆场现有的空间资源,已经成为码头管理者迫切需要解决的问题。针对当前我国建设绿色港口的要求,尝试通过优化箱区空间分配布局,减少因箱区不合理分配而引起的作业拥堵,降低能耗成本以及碳排放成本。使用数学规划方法,建立综合考虑堆场运输能耗成本和碳排放成本堆场空间分配的混合整数规划模型。数值仿真部分,结合港口实际情况设计算例,验证模型的有效性。算例仿真结果显示,相对不考虑拥堵和排放堆场空间分配方案,考虑拥堵和排放方案能够有效地减少堆场总成本以及堆场碳排放量。建立的模型能够为建设绿色港口的新形势下港口堆场空间分配提供一种新的解决思路。

空间和设备资源限制条件下集装箱码头堆场空间分配两阶段优化方法

针对集装箱码头堆场空间及龙门吊设备资源紧缺时的堆场空间资源分配问题,利用整数规划方法建立集装箱堆场空间分配两阶段优化模型.第一阶段模型(M1)对同一箱区内的航线进行组合配对,目标是最大化堆场共享箱区的数量;第二阶段模型(M2)对M1中生成的航线组合进行堆场空间位置分配,目标是周期内总运输成本最小.结合港口实际数据设计数值实验,验证模型的正确性和有效性.结果显示,通过对堆场空间的分配,出口箱区和中转箱区的利用率平均可增加18%,能较好地解决堆场资源紧张问题.

机场停机位实时分配研究

航班提前、延误和取消的情况发生的频率逐年增加,给机场运营指挥中心的调度计划造成了很大的干扰。建立了应对机场非正常运行的停机位实时分配模型,目标是对原停机位分配方案干扰最小。模型的计算结果不仅包含飞机停机位实时分配方案,还包括飞机的降落时间。在建立模型后,使用CPLEX优化软件对模型进行求解,数据采用某枢纽机场的实际航班数据,验证了模型的有效性。最后进一步研究了解决停机位使用次数和使用时间的均衡化问题,更加贴近实际情况。

非正常运行下机场停机位实时分配模型

针对机场和航班非正常运行时机场停机位分配问题,建立了非正常运行条件下的机场停机位实时分配混合整数规划模型。模型引进实际操作中的飞机空中等待时间这一概念,使模型更具实践意义。算例部分使用设置的航班延误和停机位故障等几种突发情况,运用ILOG CPLEX优化软件进行求解,在计算机配置为CPU 2.1 GHz,RAM2.0 GHz时均在5 s左右得到有效结果。从得到的停机位分配结果可以看出与正常情况下的分配方案相比,停机位故障时总旅客步行距离只增加了130 m,而航班延误时的旅客步行距离不变。模型能较好地解决非正常条件下的停机位分配问题,因此模型具有重要的实践意义。

基于二维布局分散度的两阶段箱位指派优化

集装箱码头的资源配置优化,是集装箱装卸作业组织的核心.作为集装箱堆场空间资源配置的重要优化指标,提出布局分散度的规划概念.以集装箱码头堆场的箱位指派问题为应用背景,为提高集装箱后续作业效率,分别从堆场布局层面和箱区箱位指派层面考虑多维度布局分散度的优化意义.建立第一阶段为仿真,第二阶段为混合整数二次规划(MIQP)的两阶段优化模型.结合实际码头生产数据进行算例实验,结果缓解了堆场拥堵情况并提高了码头集装箱装卸作业效率.同时,研究也揭示了布局分散度概念在堆场资源优化配置应用中的重要意义.

资源紧缺型集装箱码头多类型场桥配置问题研究

针对资源紧缺型集装箱码头场桥配置特点,探索堆场场桥配置问题.使用运筹学线性规划方法,建立集装箱码头堆场场桥配置混合整数规划模型,模型能够处理码头多类型场桥配置问题.数值实验部分,结合港口实际情况设计算例验证模型的有效性,同时对模型进行较为完整的场景分析,包括初始场桥分配、场桥作业性能及场桥资源数量,指出其对实际堆场管理的意义.实验结果显示,本文建立的场桥配置问题能够较好地解决资源紧缺型集装箱码头场桥配置问题,为实际港口操作提供决策支持.