问题描述:
在集装箱码头的实际作业中,集装箱船舶运输公司一般都会买断一段时期的码头泊位停靠使用权,因此,实际上在进行集装箱船舶装卸任务时,没必要以最快的速度完成全部的装卸任务,而是只需要在集装箱船舶从进港到出港的这一段时期内完成全部的装卸任务即可。
这样一来集装箱码头主要的操作成本便有两个方面,一是配给集装箱船舶的岸桥数量的成本,二是岸桥移动的距离成本。
为了使集装箱码头的装卸操作成本降到最低,我们必须考虑给集装箱船舶分配的最少数量的岸桥,同时又要保证各个岸桥移动的总距离最小。
根据上述对实际操作的陈述,可以描述成这样一个问题,在集装箱船舶进出港时间确定的情况下,给集装箱船舶分配一定数量的岸桥,使其在规定的时间窗口期$内完成集装箱的装卸任务,同时保证所分配的最少岸桥数量和岸桥移动的总距离两者之间加权和最小。
为了解决这个问题,本文给出了一个思路,首先第一阶段,计算出在岸桥数量充裕的情况下,完成集装箱船舶装卸任务的最小化最大完工时间!,这样的话理论上就会节省出这一段没有操作的时间。接下来第二阶段,理论上最早开始的贝位任务只要在时间窗口期!内开工,就不会耽误装卸船任务的最终完成。以此类推,第二批开始的贝位只要在时间窗口期!内开工,就不会耽误装卸船任务的最终完成。
通过对不同贝位任务开始时间的调度,可以计算出需要投入的岸桥数量和岸桥移动的总距离,从而确定两者的加权和。通过将计算出的岸桥数量带入第一阶段,又能得到新岸桥数量下的最小化最大完工时间,将之带入第二阶段,又能得出新的加权和,通过一二阶段反复的耦合迭代,最终确定最小的加权和。
式(1.2)目标函数为最小化岸桥最大完工时间;式(1.3)规定各贝位最早开始时间晚于船O进港时间;式(1.4)规定了贝位任务的完成时间;式(1.5)规定了贝位任务的开始时间;式(1.6)规定一个贝位只能由一台岸桥处理;式(1.7)规定两个变量之间关系;式(1.8)规定一个贝位任务只有一个紧前任务和紧后任务;式(1.9)规定避免岸桥之间冲突;式(1.10)规定变量范围。
第二阶段:
根据问题描述,为了简化调度方法,更好的确定贝位任务开始的时间,将贝位任务开始的时间窗口期离散化,平均分成份,这样贝位任务开始的时间窗口期就会出现n个时间节点,以这些时间节点作为贝位任务开始的时刻进行调度计算。
式(1.11)目标函数最小化岸桥数量;式(1.12)目标函数最小化岸桥移动距离;
式(1.13)规定最早开始贝位的最早开始时间;式(1.14)规定贝位开始的左边界;
式(1.15)规定贝位开始的右边界;
式(1.16)规定开始时间窗等分点v对应的时间;式(1.17)和(1.18)为岸桥的数量;
式(1.19)定义流量平衡;式(1.20)和(1.21)规定每个贝位任务只有一个紧前和紧后任务;
式(1.22)定义岸桥从g到h行走的距离;式(1.23)定义贝位g和h的处理顺序;式(1.24)规定变量范围。