1. 研究目的与意义（文献综述）

1目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1研究背景

在经济全球化的发展的趋势下，港口在各国经济贸易往来中发挥着越来越重要的作用，集装箱码头的竞争日益激烈，各个港口为了提高自身的竞争力，吸引船舶到港，提高港口的运营效益,在港口规模没有扩大的情下，往往会采取各种方法来提升服务质量以及生产效率，从而提高自身竞争力。充分利用泊位和岸桥这类码头稀缺资源，在已有资源的基础上通过优化改进来提高港口系统运作效率是集装箱码头在当前发展形势下保持核心竞争力的关键。

在诸多关键竞争因素之中，船舶在港口停留作业的时间和集装箱装卸的费用是竞争中最为关键的要素，关系到整个港口码头的作业效率，同时，港口的经营者希望岸桥和泊位能够得到合理的利用，从而提高码头的运营效益。由于岸桥和泊位在集装箱装卸作业上关系密切，影响着整个码头生产的作业效率，因此，在近几年，泊位－岸桥协同调度优化一直是集装箱领域研究的热点问题。

对于泊位一岸桥联合调度优化问题，国内外的相关专家学者做了大量理论研究，在这些研究中，往往是通过建立相应的混合整数规划模型，利用遗传算法、蚁群算法等启发式算法进行求解，取得了一定的研究成果。以往研究大多是基于确定的作业环境中，即根据已知的船舶到港信息及其他相关信息，假定在计划执行期内不会发生影响计划的异常情况下进行的调度优化。但是，在实际生产中，集装箱码头在船舶的靠泊和装卸过程中经常发生各种干扰事件，如设备故障、恶劣天气、作业事故等等。这些干扰事件往往会对原有泊位及岸桥分配计划产生影响，使原计划不能正常执行或者不能达到原计划的预期效果，甚至使原计划不可行。因此，需要采取一定措施来减少干扰因素对港口生产系统的影响，使之恢复到基本正常的生产秩序。对于这类问题的研究，不仅有一般理论研究意义，往往更具有实际应用价值。

2. 研究的基本内容与方案

2研究内容

（1）对集装箱码头生产调度和干扰管理理论进行研究；

学习了解集装箱码头的生产调度流程，通过查阅文献，重点掌握泊位和岸桥的协调调度方法和干扰管理理论，将干扰管理理论引入码头的生产调度中，研究在连续性泊位策略下岸桥和泊位协同调度的干扰恢复问题。

（2）分析码头的不确定因素及其干扰，对扰动进行度量分析，掌握干扰恢复策略；

查阅文献，分析集装箱码头主要不确定因素，根据不确定性因素的来源、分类、发生频率以及影响大小，结合相关文献对不确定因素进行辨识度量分析。根据不同的扰动因素选择合适的干扰恢复策略，掌握调整岸桥和调整泊位这两种干扰恢复策略并建立干扰恢复模型。

（3）建立干扰恢复模型和设计相关的解决算法，利用算例进行验证，并对参数进行灵敏度分析；

设计合理的假设和约束条件，在泊位和岸桥协调调度的基础上，不确定因素发生后，建立以船舶在港时间最短和恢复成本最低为目标的干扰恢复的数学模型，根据数学模型设计相应的启发式算法，利用Visual studio 来编程进行求解并利用算例进行验证，对相关参数进行灵敏度分析。

3技术方案

3.1干扰分析

建立集装箱码头泊位和岸桥协同调度干扰恢复模型，首先要对要对干扰因素进行分析，根据码头的实际生产作业情况，可以对不确定因素进行如下分类：

表3.1 不确定因素分类

由于类型三的不确定因素发生的频率低，但是干扰影响却极大，往往会对整个调度计划产生破坏，一般需要重新调度来解决，不适用干扰管理方法，故本文主要考虑类型一和类型二的不确定因素，在此基础上建立集装箱码头泊位和岸桥协同调度干扰恢复模型。

3.2 泊位和岸桥协同分配

在执行初始调度计划时，当不确定因素发生后，原计划受到影响，在干扰分析的基础上通过泊位和岸桥的协同调度来建立干扰恢复模型，以求降低干扰的影响，减小损失。泊位和岸桥协同分配流程如图3.1所示：

图3.1岸桥泊位协同分配流程图

3.3模型建立与求解

根据扰动分析以及岸桥和泊位协同分配流程，用时间空间的二维图来表示泊位分配，基于集装箱码头的实际生产情况，设计合理的假设与约束条件，选择适当的参数，建立干扰恢复的数学模型并利用Visual studio来编程求解，查阅文献，根据实际情况设计算例，通过多次实验计算来验证并比较分析相关参数。

3.4总体研究框架

本文研究在基于集装箱码头泊位和岸桥生产作业时所面对的动态环境情况下，运用干扰管理的思想对系统的扰动进行度量分析，分析干扰事件发生后的码头泊位运作的实际情况，建立泊位和岸桥联合分配的干扰恢复模型，并基于遗传算法和泊位和岸桥联合调度问题的特性设计合适的启发式算法利用Visual studio编程对模型进行求解。本文将构建的码头泊位岸桥联合调度干扰管理模型是根据现有泊位和岸桥的实际运营情况，结合集装箱码头泊位在进行作业时所遵循的分配原则，以及干扰管理思想的要求而产生的。

查阅资料，结合研究内容建立集装箱码头岸桥和泊位协同分配干扰恢复问题研究框架如图3.2所示：

图3.2总研究框架图

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]nishimurae, imai a, stratos p. berth allocation planning in the public berth system bygenetic algorithms [j]. european journal of operational research, 2001,131(2/1): 282-292.

[2]imaia,nishimura e, stratos p. berth allocation with service priority [j].transportation research part b, 2003, 37(5): 437-457.

[3]kimk h, moon k c. berth scheduling by simulated annealing [j]. transportationresearch part b, 2003, 37(6): 541-560.