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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.概述

1.1研究背景

随着经济全球化以及信息技术的不断发展，特别是中国持续推进对外开放以及“一带一路”倡议使得货物贸易需求迅速提升，中国港口得到了快速发展。根据最近的一份行业报告显示，2019年10月，全国港口完成集装箱吞吐量2211万teu，比去年同期增长2.1%。2019年1-10月，全国港口完成集装箱吞吐量21729万teu，比去年同期增长4.5%。

虽然我国的集装箱港口规模得到了长足的发展，但是随着集装箱船运输迅速增加的同时，港口的货运流量也在快速增加，由此带来了对速度需求和服务需求的增长，集装箱港口码头被要求减少周转时间的同时增加流通速率。中国许多的集装箱港口都存在上地资源缺乏的问题，港口的集装箱的通过的能力小于集装箱的吞吐量，港口存在着比较严重的拥挤问题，其中码头堆场己成为限制港口发展的瓶颈。紧张的码头空间和日益增长的竞争，都促使码头管理者尽可能地提高堆场的空间利用率和装卸效率。

1.2研究意义

为了解决上述问题，许多大型集装箱码头通过购买和升级设备来满足吞吐量的要求。然而，在码头的发展过程中许多因素会限制扩展或采购计划，比如资金、海岸线不足等。在资金和资源有限的条件下，更好地利用现有设施是提高港口服务水平的重要手段。研究堆场操作机械的优化问题，不但可以提高集装箱码头堆场作业的理论水平，也可以进一步完善集装箱码头操作体系。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究内容

后方堆场作为存储或者中转集装箱的场地，在整个码头中处于核心地位。而场桥是堆场中进行集装箱堆取作业的机械设备，其工作效率的高低直接影响到堆场乃至整个港口的服务水平。由于堆场内集装箱装卸任务工作量分布不均匀，场桥需要在箱区间频繁进行移动。而场桥在箱区间的移动和转弯会占用大量的时间和空间，容易导致堆场通道堵塞，进而增加场桥与集装箱任务组之间的相互等待时间。

随着科技的发展，外集卡提前预约功能在越来越多的港口得到应用。因此本文提出了计划时间段和时间窗的概念，在考虑场桥移动成本小的基础上小化两者相互等待成本，同时考虑到多箱区多场桥作业过程中不可跨越和保持安全距离等现实约束。根据某集装箱港口的实际数据，研究在某一个计划时间域内（本文选取4h）按照各个集装箱任务组的准备时间划分成四个计划时间段:0-60；60-120；120-180；180-240，各个任务组要在其对应的计划时间段内分开完成调度。在每个计划时间段再按各个集装箱任务组的准备时间设计一个时间范围（即时间窗），若场桥在这个时间窗外作业则给予一定的单位时间成本处罚。如图2.1所示，集装箱任务组最早能被服务的时刻即为其准备时间，最晚被服务时刻是任务组等待时间上限。但集装箱任务组实际开始操作时间则为任务组最早能被服务时刻与场桥到达时刻两者之间的较大值。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 初良勇，李淑娟，阮志毅.多箱区多场桥调度优化模型及算法实现[j]. 上海海事大学学报,2017,38（1）：p37-42.

[2] 梁承姬， 黄帅. 考虑时间窗的集装箱港口场桥全局调度优化[j]. 计算机工程与应用,2019：p1-9.

[3] 初良勇，阮志毅，李淑娟. 基于遗传算法的港口集装箱堆场场桥智能调度优化[j]. 中国航海, 2018 ,41(1): p48-52.