集装箱港口智能化管理优化策略

目前对于集装箱港口的调度操作主要是作业线的调度模式，这种调度模式所导致的作业效率低下以及高能耗等弊端已经十分明显，而面向港口全场调度所能产生的高效率和低能耗已达成共识，符合碳减排的发展趋势，因此国内外学者正在积极探索面向全场调度的理论研究。但由于面向全场调度的模型构建需要考虑港口全场范围的资源，因此，全场调度规模大，需要考虑的因素多，模型的复杂程度高，其算法的复杂程度也相应较高。基于上述原因，我国绝大多数集装箱港口的管理调度系统以作业线调度为主，作业效率低，能耗高。传统的作业线调度模式是静态配置运输车辆，即对于一条靠泊船的作业任务，通常首先确定若干台桥吊，若干集卡固定配置给一台桥吊，即确定了一条作业线。由于各桥吊装卸工作量不相同，造成集卡忙闲不均的现象出现。固定配置的集卡，也往往是重载送货，空载回程，造成运输资源的浪费。

陶经辉， 男，汉族，1970年11月出生，博士，清华大学深圳研究生院现代物流研究中心博士后。南京财经大学营销与物流管理学院教授，副院长。2005年5月毕业于东南大学交通学院交通运输规划与管理专业，研究方向为物流工程与管理，获博士学位，2002年6月毕业于江苏大学理学院系统工程专业，获硕士学位，研究方向为运筹与优化设计。1991年7月毕业于安徽师范大学数学系，获学士学位。2007年1月至今在清华大学深圳研究生院现代物流研究中心从事博士后研究工作，研究方向为集装箱码头的智能化调度与仿真优化管理。

1绪论1

我国早在“十一五”发展规划中就已经明确提出了要大力发展现代服务业，并首次将现代物流业单列一节在规划中明确提出。我国许多省市已经把现代服务业确定为国民经济发展中的重中之重，并把现代物流业放在了突出的位置。而发展集装箱港口是发展我国现代物流的关键。目前，我国集装箱港口吞吐量已经居世界首位，我国集装箱港口的发展对现代服务业的发展乃至整个国民经济建设和社会发展都具有十分重要的作用。
目前对于集装箱港口的调度操作主要是作业线的调度模式，这种调度模式所导致的作业效率低下以及高能耗等弊端已经十分明显，而面向港口全场调度所能产生的高效率和低能耗已达成共识，符合碳减排的发展趋势，因此国内外学者正在积极探索面向全场调度的理论研究。但由于面向全场调度的模型构建需要考虑港口全场范围的资源，因此，全场调度规模大，需要考虑的因素多，模型的复杂程度高，其算法的复杂程度也相应较高。基于上述原因，我国绝大多数集装箱港口的管理调度系统以作业线调度为主，作业效率低，能耗高。传统的作业线调度模式是静态配置运输车辆，即对于一条靠泊船的作业任务，通常首先确定若干台桥吊，若干集卡固定配置给一台桥吊，即确定了一条作业线。由于各桥吊装卸工作量不相同，造成集卡忙闲不均的现象出现。固定配置的集卡，也往往是重载送货，空载回程，造成运输资源的浪费。
本书主要从以下七个方面进行了研究。
一是对国内外关于集装箱港口拖车调度和堆场码放方面的研究文献做了梳理，综述了国内外目前关于集装箱港口拖车调度和堆场码放方面的研究成果。
二是针对国内外专家学者在这两个方面的研究，找出国内外在此领域研究的不同之处，以及相比之下国内在这两个方面研究的不足，为本书的研究奠定理论基础。
三是在了解港口运作模式的基础上，作出合理假设，并以此建立本书的拖车全场调度的数学模型。在选择模型的目标函数时，根据实际运作中港口重视的评价指标，以完成整个集装箱装卸时间和拖车空驶率作为模型的目标函数，符合港口的实际需要。
四是给出了一套有效的算法，该算法结合了遗传算法和AutoMod仿真模型，既保证了算法的有效性，又保证了算法的高速性。
五是建立了一个集装箱码头堆场箱位分配的优化模型，为集装箱码头节约堆场空间和提高装卸效率提供了一个有效的方法。
六是将启发式算法、禁忌搜索算法等用于集装箱堆场箱位分配优化这个问题，并结合Flexsim仿真软件，有一定的新意。
七是每次针对装卸或者进港的一批集装箱统一优化，区别于多数文献的每次对一个集装箱进行优化。
本书在写作过程中，参阅了大量的国内外文献，在此向有关文献的作者表示衷心感谢。该领域的研究内容非常广泛，本书还有许多方面未涉及，期望在今后的研究中取得突破。
由于作者才疏学浅，书中难免有不当和错误之处，切望专家、学者和同人不吝指正。