时间窗下单船岸桥调度优化：数学规划与启发式算法的应用

本文主要探讨了"时间窗下单船岸桥调度"这一主题，针对集装箱港口运营中的岸桥效率优化问题。岸桥作为港口的关键设备，其调度对提高港口生产力至关重要。论文以宁波某集装箱港口的数据为背景，研究内容聚焦于在考虑任务优先级、不可同时执行的要求以及岸桥特性，如时间窗、转移时间、初始位置、安全距离和装卸速度等因素下，如何设计一个混合整数线性模型（P1）来最小化单艘船舶的岸桥作业时间。 在模型建立过程中，作者首先区分了岸桥问题的两个方面：岸桥安排问题QCAP（Quay Crane Assignment Problem）和岸桥调度问题QCSP（Quay Crane Scheduling Problem）。QCSP关注的是已分配岸桥的装卸排程，这涉及到明确任务属性和岸桥特性。任务属性包括任务定义，如贝位域和单个贝位，即特定贝位上的集装箱装卸活动，以及时间窗约束，即每个任务都有其有效的时间段。 为了求解这个复杂问题，研究者提出了一种结合数学规划和基于规则的启发式算法。通过简化模型P2，他们得以计算出P1的下限边界值和可能的排程数据。这种方法的优势在于能够找到相对满意的解决方案，并且结果显示出较高的实用性，符合港口的实际操作需求。 本文的核心贡献在于提出了一种有效的策略来优化单艘船舶在时间窗口内的岸桥调度，旨在通过提升岸桥的利用率和作业效率，从而降低港口运营成本并增强整体竞争力。这种结合理论与实践的研究对于港口管理具有重要的参考价值。