集装箱港口铁水联运车船直取模式下的作业设备调度优化

摘要

从目前集装箱铁水联运的发展状况来看，我国的铁水联运仍然处在低水平阶段。随着我国高速铁路的建设和路网结构的不断完善，铁路运输客货分流逐步形成，使铁路货物运输能力得到极大的释放，为铁路参与多式联运创造了有利条件，本文正是在这样的背景下对集装箱港口铁水联运作业设备的调度进行了优化研究。本文的主要内容如下:
　　(1)首先为明确研究目标，介绍了集装箱铁水联运的相关概念并分析了目前集装箱港口的作业设备与装卸工艺，确定了本文的研究对象为岸桥、集卡、轨道门吊三种作业设备;接着分析了港口作业区和铁路作业区的布局形式，并讨论了在两者不同位置关系下港口铁水联运的作业组织，然后着重分析了车船直取模式和堆场堆存模式下集装箱铁水联运装卸作业的流程，并指出本文的研究是在车船直取模式下开展的。
　　(2)针对“岸桥-集卡-轨道门吊”装卸工艺方案，分析了其作业过程中设备调度的影响因素与优化要素，并在此基础上明确了本文协同调度优化所要研究的内容是研究各类设备的作业顺序及设备间的衔接关系。
　　(3)分析了车船直取模式下装卸作业系统的特点，然后针对车船直取模式下的单向装卸作业形式，以卸船装车作业为例，以装卸作业总时间最小化作为目标，主要考虑作业过程中的作业顺序约束、作业时间间隔约束、作业设备使用约束等，建立数学模型，以求获得最优的作业序列和各类设备的调度使用方案。
　　(4)通过分析车船直取模式下双向装卸作业与单向装卸作业的区别，以单方向作业模型为基础，在原有约束的基础上改进了作业时间接续约束及作业设备等待时间约束，建立了装卸联合作业设备调度优化的数学模型，以求获得装卸联合作业时最优的作业序列和各类设备的调度使用方案。
　　(5)针对上述模型设计了双层遗传算法，并针对卸船装车作业模型和装卸联合作业模型设计两个算例以验证模型可行性。通过对算例求解，结果表明所提出的模型和算法能较好的解决车船直取模式下的集装箱装卸设备调度优化问题。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外发展及研究现状

1．2．1 国内外集装箱港口铁水联运发展现状

1．2．2 国内外装卸作业设备调度研究现状

1．3 论文结构及技术路线

1．3．1 论文结构

1．3．2 研究技术路线

2 集装箱铁水联运作业模式分析

2．1 集装箱港口铁水联运相关概念

2．1．1 集装箱港口

2．1．2 集装箱铁水联运

2．1．3 集装箱港口作业设备

2．2 集装箱港口的布局

2．2．1 港口作业区布局

2．2．2 铁路作业区布局

2．2．3 两作业区之间的位置关系

2．3 集装箱港口铁水联运作业模式

2．3．1 集装箱铁水联运车船直取模式

2．3．2 集装箱铁水联运堆场堆存模式

2．4 本章小结

3 车船直取模式下集装箱作业设备调度优化模型研究

3．1 集装箱作业设备调度优化要素分析

3．1．1 集装箱作业设备调度的必要性

3．1．2 集装箱作业设备调度优化要素

3．2 集装箱卸船装车作业设备调度优化模型

3．2．1 问题描述

3．2．2 模型假设

3．2．3 符号与变量说明

3．2．4 模型描述

3．3 集装箱装卸联合作业设备调度优化模型

3．3．1 问题描述

3．3．2 模型假设

3．3．3 符号与变量说明

3．3．4 模型描述

3．4 本章小结

4 车船直取模式下集装箱作业设备优化算法设计与算例分析

4．1 算法设计

4．1．1 算法分析

4．1．2 算法设计

4．2 算例分析

4．2．1 卸船装车作业模型算例

4．2．2 装卸联合作业模型算例

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

附录

索引

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集