本文针对场桥提箱作业过程中由目标箱位置不同而导致的动态提箱作业过程研究了考虑动态提箱的场桥与外集卡协同调度作业。通过动态提箱作业的研究提高了场桥提箱作业完成时间的计算准确度，提高了场桥与外集卡作业衔接准确度，为集装箱码头制定更准确的场桥调度作业提供了参考。

第1章 绪论

1.3.1 单场桥调度研究综述

早期的场桥调度研究大多考虑的是单场桥调度，单台场桥作业研究场桥进行存取箱作业，单场桥调度方法相对简单。

最早Kim K. Y.和Kim K. H.[1,2]研究了单台场桥提箱作业时的最优路径问题，并确定了场桥在不同贝位的取箱数量和作业顺序。Narasimhan A.[3]考虑在出口集装箱船舶配载计划已知情况下，把场桥作业时间最小化，并采用随机算例验证模型。Kim K. H. [4]等考虑了场桥作业过程中的限制条件，用分支定界法建立了场桥调度混合整数模型。Ng W. C.[5]在场桥作业任务集装箱数量、任务预期到场时间己知的情况下，研究单场桥作业集装箱顺序，并且考虑外集卡到达堆场的时间对场桥调度作业计划的影响。Yang[6]等采用“集装箱流”合理调度对场桥作业集装箱顺序，但由于研究单场桥调度，所以没有考虑场桥之间作业干扰问题

1.3.2 多场桥调度研究综述

在单箱区布置两台场桥堆场作业模式逐渐普及，多场桥调度研究逐渐增多。刘志雄等[7]提出了一种混合演化策略算法求解多场桥调度问题，并在场桥调度模型中关于场桥移动路径做了详细阐述。Lee D. H.[8]等针对双场桥调度问题研究场桥作业路径和场桥合理取箱量。Ng W. C. [9]研究了双场桥调度作业问题中场桥初始任务的开始时间不同的问题，考虑到了双场桥作用时的场桥干涉作用问题，但是没有考虑场桥作用移动时间。Li W.等[10-11]研究不同准备时间背景下的装卸同步的双场桥调度问题。Gharehgozli A. H.等[12]基于两场桥之间的作业限制等约束，优化双场桥作业集装箱任务的作业顺序和存箱位置。Cao Z.等[13]针对出口箱装船作业过程建立了离散时间数学模型，模型中考虑了堆场两侧均可进出集装箱，但是不考虑其他外部因素对场桥的影响。范厚明等[14]研究多场桥分区域平衡策划问题，通过合理分配箱位来提高码头作业效率。初良勇等[15]研究了四台场桥在三个箱区内作业的多场桥多箱区内的调度问题。梁承姬等[16]利用时间窗的概念对场桥作业进行约束建模。郑红星等[17-19]先后对单场桥在单箱区内的作业问题、多场桥在多箱区内作业问题展开研究，同时考虑场桥与外集卡协同调度以及箱区混堆问题。

第3章 考虑动态提箱的场桥与外集卡协同调度数学模型

3.1 考虑动态提箱的单场桥与外集卡协同调度数学模型

3.1.1 问题描述

集装箱堆放方式和堆场布局会直接影响场桥任务分配，本节所研究集装箱堆存位置和单场桥作业布局如图3-1所示。其中2个相邻箱区分别被标记为箱区1、2，每一个箱区包含60个贝位，前30个贝位与后30个贝位之间有一个3贝位宽的通道，场桥可以通过该通道和箱区两端通道进行转场作业，外集卡按照提箱计划进入堆场作业通道。单场桥与外集卡协同调度是在场桥提取集装箱数量确定的情况下，合理分配单台场桥作业顺序，优化场桥作业路径，使场桥提箱完成时间成本最小，同时避免了不必要的外集卡等待时间成本。

第5章 考虑动态提箱的场桥与外集卡协同调度数值实验

5.1 数值实验说明

5.1.1 实验数据

通过对厦门海天码头实地调研和咨询场桥作业相关研究人员获得了有效实验数据。海天码头的每一个堆场箱区的两侧都有30个集装箱贝位，每一行箱区的中间过道和两侧过道都有场桥转场板，场桥可以通过转场板在不同箱区进行转场作业，其中场桥每一次转场时间为4分钟；每个贝位有6个堆栈，每个栈位可堆放6层集装箱；场桥移动速度为120米/秒，场桥移动成本为80元/米；贝位长度为7米；由于该港口比较注重对港口内陆客户利益的维护，所以外集卡等待场桥的罚金大于场桥等待外集卡的罚金，分别为50元/分钟和20元/分钟。从上述码头实际生产中的参数数值可以看出，如果场桥在提箱过程中没有合理规划，在不同的箱区、贝位之间往返移动就会产生大量不必要的移动时间和成本。由于外集卡进场已经可以提前预约，所以码头可以根据外集卡到达时间提前制定场桥调度计划。本文模型中考虑动态提箱作业过程可以准确计算场桥提箱作业完成时间，减少场桥与外集卡的相互等待时间成本。

考虑到建立单场桥与外集卡协同调度模型的主要目的是分析比较算法求解结果的有效性及场桥调度方案的合理性；多场桥调度模型中还需要考虑多场桥作业规则，且调研数据背景是多场桥调度，所以本章的单场桥调度实验是基于调研数据的集装箱位置信息和集卡到达信息的范围随机生成；多场桥调度实验采用码头实际调研数据。

5.2 单场桥与外集卡协同调度数值实验

本节单场桥调度实验在给定的箱区贝位范围内生成15个任务集装箱，其中任务箱的编号、所在箱区、贝位、栈位、层位和相应外集卡的到达时刻等信息均在表格5-2中给出，算法参数设置同表5-1，为保证。

第6章 总结与展望

6.2 研究展望

本课题在考虑动态提箱作业过程的场桥与外集卡协同调度研究中，取得了一定经验成果，但还有一些想法和思路未付诸实践，存在需要改进的地方。在未来研究中可以从以下几个方面对论文进行完善。

（1）本文研究的场桥动态提箱作业过程采用阻碍箱放回原栈位的提箱策略，以后的研究可以结合落箱位选择策略设计启发式算法对其进行研究求解。

（2）场桥与外集卡协同作业考虑了场桥作业完成时间对外集卡等待时间的影响，未来的研究还可以将外集卡到达时间不确定性纳入场桥动态作业模型。

（3）通过数值实验结果分析发现了场桥数量对堆场作业效率有重要影响，本文没有继续研究场桥数量配置问题，未来的研究中可对堆场作业设备配置问题展开研究以探寻更优化的场桥作业模式，且针对算法的研究可以通过更多的仿真实验探寻优化效果更好的算法参数。

参考文献（略）

（本文摘自网络）