1．目的及意义

1. 目的与意义

1.1 研究背景

集装箱码头是专供集装箱船停靠和装卸作业的码头，主要设施包括泊位、岸桥、货场、货场吊桥、控制室、维修车间、海关等。随着全球经济迅速增长，全球的集装箱运输量涨幅十分惊人。中国作为全球一直以来的集装箱进出口量最大国家，近十年来中国主要港口包揽的集装箱吞吐量占全球吞吐量的比例也在不断地増大。集装箱码头的协同作业程度决定了该码头的实际作业效率，而随着经济一体化的进程，集装箱码头逐渐成为航运的主要方式。为满足与日俱増的集装箱运量需求，在有限的资源和资金面前想提高港口服务水平只能优化管理，最大程度地运用资源，优化集装箱码头的调度，从而提高集装箱码头的工作效率。

集装箱码头调度是指对相关资源进行合理配置，实现码头运转的协同高效，减少生产成本，提供合理、安全的服务，进而增强码头自身竞争力。影响集装箱码头调度的因素很多,有些是确定性因素，有些则是不确定性因素，这些不确定因素使得集装箱码头的调度更加复杂。不仅船舶到港、装卸工作量等具有不确定性，而且系统运行过程中也伴随着大量突发事件，如恶劣天气、工人罢工、巷道堵塞、设施故障等。因而对于集装箱码头来说，如何通过对上下游节点的协调和信息共享、合理的优化调度各类资源，以应对各类突发事件、降低不确定因素对集装箱码头的影响，是集装箱码头需要解决的问题。

1.2 国内外发展现状

自20世纪60年代集装箱码头的出现以来，港口物流活动发生了很大的转变。 随着全球化的加快和国际贸易的发展，集装箱运输已经成为全球供应链中不可缺少的一个环节，货物的吞吐量也在不断的增加。而港口规模和资源的有限性使得如何在这样的环境下改善管理水平、提高生产效率成为大家研究的主要内容。集装箱码头调度优化问题中，对确定性因素研究较多，而在不确定性方面的研究成果较少。

张婕姝对基于BPR理论的多层集装箱码头生产调度过程的优化方法进行了研究，提出了多层的概念，为多层集装箱码头生产调度过程进行BPR优化提供了理论和方法指导^[1]。陈秋双、杜玉泉等人研究了不确定因素下集装箱码

头扰动管理的问题，提出了处理不确定因素的策略和扰动管理的体系框架^[2]。Seyed Mahdi Homayouni等人建立了一个多目标混合整数规划模型用来最小化起重机装卸延误和车辆行驶时间来优化处理集成调度^[3]。周勇从规划层的角度提出了考虑不确定因素的外贸集装箱码头的陆域布局优化方法^[4]。杜小娅拟用鲁棒性调度的相关方法泊位连续、船舶到达等方面不确定因素的问题制定优化决策方案^[5]。Panagiotis Angeloudis等人研究了在不确定因素下实时控制集装箱码头的AGV自动小车的调度方法^[6]。Adi Budipriyanto等人研究了在不确定条件下集装箱码头的泊位分配问题，考虑了非协作响应和协作响应两种不同的情形，结果表示协作响应可减少整体的等待时间^[7]。Anis Mhalla等人在运输过程中运输机械不可用、运输时间的不确定性等不确定因素下对运输系统的调度，提出了一个能有效减少机械不可用的不确定性和总运输时间的策略^[8]。顾幸生分析了生产调度中存在的各种不确定性，并提出了解决不确定性生产调度的优化策略^[9]。吴波对车间生产调度中存在的不确定性因素进行了分析评价，并针对不同类型的不确定性因素提出了相关的控制策略^[10]。

以上大多只是对集装箱码头局部调度中存在的不确定性进行了研究，而集装箱码头是一个各部分相衔接的系统，彼此互相会产生影响。本文将从整体的角度出发，综合分析集装箱码头调度中存在的不确定性，相比于只分析局部调度会更加全面、更符合实际。

1.3 研究的目的与意义

集装箱码头优化调度研究涉及管理学、运筹学、信息科学、港口工程等许多相关领域的研究，虽然其研究已经历了较长的时间，在实际中也有了相应的应用，但如何有效利用码头系统的各种有限资源，高效地适应箱、船的在港周转服务需求，仍是摆在科学工作者面前的一项艰巨任务。尤其是在中国经济发展带动对外集装箱吞吐量快速发展之时，这种矛盾更加突出。如何有效利用和处理码头优化调度中大量的不确定信息，如何使优化调度模型与实际更好地符合，如何使码头优化调度更具合理性，如何协调规划码头各子系统间的作业以实现码头系统的最优管理等深层次问题已成为集装箱码头优化调度发展的羁绊，也是经营者普遍面临的难题。本文正是围绕集装箱码头调度中存在的不确定性因素有针对性地、系统地加以研究，围绕当前研究中码头系统协调优化调度的不足，着重研究子系统间的协调调度机制，以达到整体性能优化的效果。在此基础上建立面向不确定性环境的集装箱码头优化调度模型和方法体系，为码头系统优化调度理论提供研究支持，同时也为实际的码头管理提供指导。值得指出的是，国内外这方面的研究处于起步阶段，仅有少量的相关研究，面向不确定环境的集装箱码头资源优化调度理论和方法还有待于进一步建立与完善，这也恰恰是本文研究的目的与意义所在。

集装箱码头作为资本密集型的经济实体，其资源的有效管理和调度是箱流畅通的必要保证，更关系到企业的成本控制和客户需求的满足，从而影响码头企业的竞争力。在我国对外贸易急速增长，全球经济一体化日益明朗的今天更是如此。本文对集装箱码头提高自身竞争力、增加公司收益和客户满意度具有特殊的现实意义和广阔的实际应用前景。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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1. 研究内容和技术方案