1.1研究目的

随着全球经济的发展，国际集装箱运输业也相应飞速发展，这为中国集装箱运输的发展带来了新的机遇与挑战。集装箱港口的激烈竞争要求港口的运营者不仅要对集装箱码头设施进行科学规划，而且还要科学的运营管理集装箱码头受现代物流与供应链理念的影响，来自船公司与客户的敏捷化，准时化、柔性化的服务需求日益增长，如何快速装卸集装箱已经成为集装箱码头急需解决的问题之一，虽然现今的码头基础设施与早期相比有了一定的改观们，但受码头土地资源、搬运设备和物流作业流程的影响与制约，码头资源设备随着世界集装箱运输的发展日趋紧张，集装箱吞吐量的飞速发展已经远远超过码头基础设施的改善速度。因此，在基础设施改善相对较慢的信况下，码头物流作业的紧迫现实要求码头物流作业软环境的优化，提高码头物流作业管理水平。

海口港位于海南岛北部，海口湾中部海岸线上 ( 海口湾处于北纬 20 ° 05 ′，东经 110 ° 15 ′，北临琼州海峡，东与铺前湾交界，西至澄迈湾，是一个近似半圆形的开敞海湾 ) ，北隔琼州海峡与我国广东省雷州半岛相望。海口港是海南省对外贸易的重要口岸，现与日本、朝鲜、马来西亚、新加坡、泰国、印尼、科威特、沙特阿拉伯等二十多个国家和地区有贸易运输往来。海口港又是海南省旅客进出的重要通道，快捷的海上运输，架起了海南和大陆的海上桥梁，为海南特区建设起到积极的作用。海口港是海南省的交通枢纽和客货集散中心，在我国沿海港口发展战略中被交通部列为沿海主要港口和海南省国际集装箱干线港口。

海口港集装箱码头在生产过程中也面临着很多的挑战与竞争，提高港口生产效率是港口提升自身服务质量的重要途径。通常情况下，提高港口生产效率的有效方法是合理增加或更新设备和合理调度，增加设备数量是一种较快的方法，但对于码头而言，需要投入过多的设备资源，容易出现资源浪费的现象，据有关资料统计显示，我国的码头平均设备数量已高于欧美国家水平，故而该方法对于很多集装箱码头而言并不适用。合理调度的方法对于码头的实际操作要求更高，要求要保证一定的意义。合理调度包括了港口生产的整个过程，港口生产涉及的生产工艺复杂，本文研究的目的是通过对港口装卸作业的研究及优化从而提高码头的生产效率。

1.2 研究意义

对于整个集装箱码头作业系统而言，其具有很大程度上的复杂性特征。在真正的调度过程中包括了多个作业环节、涉及多的约束。因此本文的研究具有重要的研究意义。

我国的集装箱运输业务随着世界集装箱运输发展也不断增长,从2003 年至今，我国在港口集装箱吞吐量方面已处于世界领先水平。集装箱吞吐量的快速增加对我国的港口业提出了新的要求，如何有效的利用资源，合理安排调度，是国内港口面临的问题。且部分港口之间中于经济腹地的雷同性，存在着很明显的竞争，如大连港与营口港之间马上海他与宁波港之间等。因此，提高港口企业的竞争必须要做好港口的各项服务，从战略角度分析，作为不同运输之间的换装节点，港口效率的提升有利于物流系统效率的改善。海口港集装箱码头也不例外，虽然在集装箱码头管理方面相比于多年前已有较为明显的完善和发展，但自动化程度不足，部分调度问题完全依靠调度室及码头工人的经验完成，因此，本文对其集装箱码头的装卸系统的研究可以较好地提高码头作业效率。

1.3国内研究现状

集装箱码头作业优化相关研究已经受到学术界与企业的广泛关注。关于对海口港的研究并不多，主要的文献归纳如下。邓春，张先琪，刘玥在《海南港口物流业的现状分析与发展策略》里指出海口港现代化水平有待提高，特别是集装箱码头的建设应该向大型化、自动化的方向发展。杜玲在《海南港口的物流发展战略》中认为海口的集装箱运输主要依赖于琼北的工业，缺乏统一和有效的宏观管理，货运市场存在无序的竞争状态。

本文还检索了国内外集装箱码头装卸作业优化研究的相关文献，并进行了整理归纳。陶玉锋在《集装箱码头物流作业优化研究》中分析到集装箱码头业务的核心就是集装箱码头的物流作业系统，它决定了集装箱码头在装卸搬运设备相对长的一段时间内没有太大改观的情况下，集装箱码头能否满足到港船舶的装卸需求，即码头装卸搬运设备协调优化调度是物流作业管理的核心环节。白天舒在《集装箱码头装卸系统及调度优化—以大连港集装箱码头为例》中指出提高码头作业效率、提高对船舶的服务质量是各港口的研究之重，从装卸系统出发建立了装卸作业优化模型，设计遗传算法，为集装箱码头的实际作业调度提供思路。陈璐在《集装箱码头装卸作业调度模型及优化算法研究》中指出现有对集装箱码头装卸作业的调度研究存在求解复杂性高及精度低的不足，对此提出了对集装箱码头的不同装卸设备(岸边吊车、集卡车和场地吊车) 的作业计划并行考虑的思想。建立了一个集成化的装卸作业调度模型，以改进不同设备之间的协调性，提高码头总的作业效率。除此之外，徐亚在《集装箱码头作业调度优化模型与算法研究》中介绍了关于集装箱码头装卸作业、堆场作业及闸口作业等的优化模型，其中针对船舶到港时刻和装卸作业时间的不确定性，研究了鲁棒泊位调度问题。在占用相同泊位的前后船舶之间加入缓冲时间，以船舶的总延误时间为服务性指标，以缓冲时间长度为鲁棒性指标，建立了相应的多目标混合整数规划模型。