摘 要

集装箱船埠为物流运送的关键一环，它的焦点能力强弱在于怎样根据本身条件和现有资本，更快、更好的完成集装箱装卸和转移操作。在这其中，面向集装箱船只的泊位资本，通常是港口的稀有资源，更可能更是瓶颈资源。集装箱船埠泊位上的生产效能是船埠整体实力的决断因素。所以怎样对集装箱码头的现有资源进行高效的整合，来提高码头的生产效益，拉低生产成本，进而吸引更多客户前来，以此产生良性循环的提升是当下集装箱码头提高效益的关键。所以，码头的的生产活动成本的降低和船方满意程度的提升都需要港方拿出更合理的泊位资源分配。

主要研究内容如下：

（1）分析研究了国内外目前对于泊位分派的相关研究。

（2）分析当前集装箱码头泊位分配的生产模式，从船只靠泊位置分有离散型和连续型的泊位分配，从船只靠泊时间分由静态和动态泊位分配；结合目前集装箱港口情况进行分析，连续型泊位分配最适合当前集装箱船埠岸线上泊位分派的方式。

（3）建立港口船只停泊作业的相关模型，用蚁群算法对其进行求解，得到最优的分配方式。描述了对于码头生产作业在环境和经济方面的提升。

关键词：集装箱码头；连续型泊位分配；蚁群算法

Abstract

Container terminal is an important node of international transport， its core competitiveness depends on how to rational use of their own hardware and software resources， fast and efficient container handling and transit operations. Which is for all the ship's berth resources， usually the wharf scarce resources， and even bottleneck resources， its operational performance determines the overall operational capacity of the terminal. Therefore， how to make more reasonable and effective planning of port and wharf resources to improve the efficiency of port operation， reduce costs and prices， so as to attract more ships to dock， resulting in good economic efficiency is the urgent need to solve the problem. Therefore， the rational allocation of berth resources for the terminal to reduce operating costs and improve customer satisfaction are essential.

The main research contents are as follows:

(1) This paper analyzes the current research on berth allocation at home and abroad.

(2) Analyze the production pattern of the current berth distribution of the container terminal, distribute the discrete and continuous berths from the berthing position of the vessel, and divide the berth from the vessel by the static and dynamic berth. Combining with the current container port, The continuous berth allocation is best suited to the distribution of berths on the shoreline of current container ports.

(3) Establish the relevant model of port berthing operation, and use the ant colony algorithm to solve it and get the optimal allocation method. Describes the environmental and economic aspects of terminal production operations.

Key words: container terminal; Continuous berth allocation; ant colony optimization

目 录

第一章 引言 1

1.1 研究背景、意义及目的 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2研究的意义及目的 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3研究内容和技术路线 4

1.3.1 研究内容 4

1.3.2 技术路线 4

第二章 集装箱码头泊位分配问题相关介绍 5

2.1泊位和泊位分配 5

2.1.1泊位的定义 5

2.1.2泊位的分类 5

2.1.3泊位分配的定义 5

2.1.4泊位分配渉及的因素 6

2.2离散型泊位分配与连续型泊位分配 7

2.2.1离散型泊位分配的概念和特点 7

2.2.2连续型泊位分配的概念和特点 7

2.3 静态泊位分配和动态泊位分配 8

2.3.1静态泊位分配的概念及特点 8

2.3.2动态泊位分配的概念及特点 8

第三章 基于连续型泊位分配问题的方法研究 10

3.1连续泊位的泊位分配方法 10

3.1.1问题描述 10

3.1.2连续泊位动态分配优化模型的建立 10

3.2基于连续泊位区域化的泊位分配模型的建立 13

3.2.1问题提出 13

3.2.2考虑船舶跨泊位区域作业 14

3.2.3模型假设 14

3.2.4符号介绍 15

3.2.5模型建立 16

第四章 算法设计 19

4.1蚁群算法概述 19

4.2 蚁群算法的数学模型 19

4.3 蚁群算法的实现步骤 20

4.4案例生成 23

第五章 集装箱码头的环境性与经济性分析 25

5.1环境性分析 25

5.2经济性分析 25

第六章 结论与展望 27

6.1结论 27

6.2展望 27

参考文献 29

附录1 31

附录2 36

致 谢 37

第一章 引言

1.1 研究背景、意义及目的

1.1.1 研究背景

随同经贸和商业环球化发展的脚步的不停加速，港口集装箱运输作为在全球范围内主要的运输方式模式，现今来成长速度十分惊人。值得一提的是，我国的集装箱码头成绩斐然，在15年全球前十港口中占到7席。

如表1-1所示，2015年，全球集装箱年吞吐量超过1500万标准箱的口岸有9个，而随着中国对外以及区域间贸易需求的增长，中国的港口事业也是如日中天，2015 年全球集装箱年吞吐量最大的前10个港口里面就有7个在中国，上海更是以近3700万TEU 蝉联第一，深圳则以2400余万TEU排名第三，位居第四的宁波-舟山港也有近2200万TEU。珠三角的另一重要港口的广州港则以1700余万TEU占据了第八的位置。可以说，持续增长的运送需求对海港的未来成长带来了新的时机，也出现了新的挑战，面对日益旺盛的贸易需求，无论是面向世界的深水港口，还是服务国内的中小型码头，尤其是集装箱码头，假如要想在21世纪生存与发展，就必须不断扩大生产能力、降低生产成本和提高服务水平。当然，专家们和企业家们也正在为此做着不懈努力。

表 1-1 2015年环球集装箱吞吐量前十大港口排名

1.1.2研究的意义及目的

港区在启动建设之前都必须有合理的筹划，计划期通常都须要整合经济性、可行性等很多实际前提的考量。码头规划包含很多方面，如：通过能力考量、运输器材的对接、码头机器的配置、码头的整体结构模式等。一旦港区规划完成，这些计划很难在短时间内调整。