集卡分批到达模式下的进口箱场桥作业调度优化
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第 31 卷 第 9 期
Vol. 31 No. 9
控 制 与 决 策
Control and Decision
2016 年 9 月
Sep. 2016
集卡分批到达模式下的进口箱场桥作业调度优化
文章编号: 1001-0920 (2016) 09-1654-09 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2015.0875
邵乾虔
1
, 徐婷婷
2
, 杨惠云
3
, 靳志宏
1
(1. 大连海事大学 交通运输管理学院，辽宁 大连 116026；2. 中华人民共和国
浙江海事局，杭州 310000；3. 大连口岸物流科技有限公司，辽宁 大连 116601)
摘 要: 在进口箱疏港过程中, 服务于相同客户的若干集卡组成集卡组, 具有相同的抵港时间, 因此, 外部集卡抵港
提箱呈现分批到达的特点. 集卡组内作业指派的优劣直接影响场桥的作业效率, 存在较大的优化空间. 对此, 基于翻
箱作业不能跨贝进行的现实约束, 将场桥作业调度解构为场桥作业路径优化问题和贝内翻箱作业优化问题两部分并
分别建立动态优化模型. 针对场桥作业路径优化问题, 提出一种多项式时间的精确算法并给以证明; 针对贝内翻箱作
业优化问题, 设计一种基于 MSA 的双层启发式算法进行求解. 一系列数值实验的结果显示了所提出优化模型及算法
的有效性和鲁棒性.
关键词: 集装箱；分批到达；场桥作业调度；翻箱
中图分类号: TP273 文献标志码: A
Scheduling optimization of yard crane for import containers based on
truck batch arrival pattern
SHAO Qian-qian
1
, XU Ting-ting
2
, YANG Hui-yun
3
, JIN Zhi-hong
1
(1. College of Transportation Management，Dalian Maritime University，Dalian 116026，China；2. Zhejiang Maritime
Safety Administration of People’s Republic of China，Hangzhou 310000，China；3. Dalian Port Logistics Technology Co
Ltd，Dalian 116601，China. Correspondent：JIN Zhi-hong，E-mail：jinzhihong@dlmu.edu.cn)
Abstract: In the configuration process of import containers, external trucks who serve the same customer own the same
arrival time, therefore the trucks’ arrival regularity present the characteristics of arrival in batch. The task assignment for
trucks in the same batch will directly affect the operation efficiency of the corresponding yard crane, which implies the large
optimization space. To solve this problem, based on the actual constraint that relocation operation can not be carried out
across different bays, the yard crane scheduling is deconstructed into moving path scheduling and relocation scheduling.
Accordingly, the mathematical optimization model for these two parts are formulated respectively. In order to get the
optimal solution of the yard crane moving path optimization model, a polynomial time algorithm is developed and two
auxiliary theorems are proved to support it. Meanwhile, a bi-level heuristic algorithm based on memory simulated annealing
is developed to obtain satisfying solutions of the relocation optimization model. Experimental results show the effectiveness
and robust of the optimization models and algorithms.
Keywords: container；batch arrival；yard crane scheduling；relocation
0 引引引 言言言
随着集装箱码头吞吐量的快速增长, 由集装箱
集疏港作业给码头带来的问题日益凸显. 集装箱堆场
(以下简称 “ 堆场 ”) 是港区内待作业集装箱的统一集
散地, 其作业效率是影响集装箱码头运作效率的重要
因素, 而堆场调度系统的关键设备资源 —– 场桥的作
业调度水平直接决定了堆场作业效率的高低. 由于堆
场作业繁忙程度和复杂程度与日俱增, 如何合理配置
与调度场桥设备, 成为长期困扰堆场调度人员的难题.
在实际作业中, 进口箱翻箱率远高于出口箱, 其场桥
作业调度更具研究价值和实际意义. 在进口箱疏港过
程中, 服务于同一客户的集卡车队 (本文称其为 “ 集
收稿日期: 2015-07-09；修回日期: 2015-12-25.
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(71431001)；国家自然科学基金项目(71172108, 71302044, 71572023)；交通
运输部应用基础项目(2014329225110)；教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20122125110009,
20132125120009)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(3132013320, 3132013076)；中国博士后基金项
目(2013M530927)；辽宁省博士启动基金计划(20131007).
作者简介: 邵乾虔(1988−), 男, 博士生, 从事物流系统仿真优化的研究；靳志宏(1963−), 男, 教授, 博士生导师, 从事物
流优化技术等研究.
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