[發明專利]一種集裝箱碼頭堆場龍門吊啟動數量的統籌方法

無效

• 申請號: 200910054590.5
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101786576A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 胡志華
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C19/00
• 分類號: B66C19/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及集裝箱碼頭堆場管理的技術領域，特別是集裝箱碼頭堆場龍門吊啟動數量配置的技術領域。

背景技術

集裝箱碼頭一般會根據船舶的到港時間和作業資料制定周期逐漸縮小和準確的船舶靠泊計劃，例如分別提前4天、2天和1天的靠泊計劃。一般24小時的靠泊計劃已經非常準確，可以據此安排相關的作業資源，包括橋吊、集卡、龍門吊，以及相關的作業人員。從設備配置的角度來看，橋吊、集卡和龍門吊的成本懸殊，三者成本依次迅速遞減。因此，在碼頭作業過程中強調對橋吊的充分利用，提高橋吊的作業效率，然后是龍門吊，而集卡一般假設總可以滿足要求。龍門吊的啟動數量與作業的分布有很大關系。一般，碼頭自己會配置一定數量的龍門吊，龍門吊數量難以通過租賃等方式迅速調配。并且，龍門吊啟動后閑置將造成電力等資源的浪費，因此，如何確定一個晝夜靠泊計劃中所需要的龍門吊數量，是一個關于節能降耗的重要問題。

目前，針對晝夜計劃的龍門吊數量配置沒有專門的研究和公開的專利成果。港口計劃人員在實際配載時，是根據經驗確定龍門吊對橋吊或船舶作業的分配，并不明確確定其總體數量。

已經公開的研究成果主要是針對龍門吊的分派和路由問題的研究：1)文獻{W.Li，Y.WU，M.E.H.Petering，M.Goh，R.d.SoUza，Discrete?time?model?and?algorithms?for?container?yard?craneschedUling.EUropean?JoUrnal?of?Operational?Research，2009.198(1)：165-172.}、文獻{W.C.Ng，K.L.Mak，Yard?craneschedUling?in?port?container?terminals.Applied?MathematicalModelling，2005.29(3)：263-276.}和文獻{魏眾，申金升，肖榮娜，張智文，石定寰，港口集裝箱碼頭輪胎式龍門吊優化調度研究.中國工程科學，2007.9(8)：47-51.}，研究各種龍門吊、研究以提高龍門吊作業性能為目標的優化方案；2)文獻{韓曉龍，集裝箱港口裝卸中的龍門吊數量配置.系統工程，2005.23(10)：12-16.}和文獻{韓曉龍，丁以中，集裝箱港口龍門吊配置優化研究.中國航海，2008.31(1)：6-9.}，公開了在集裝箱裝卸任務序列確定的情況下，通過網絡流的方式確定對于該任務序列分派龍門吊的方法。以上公開的成果，沒有從整體上確定相應于晝夜計劃或某一時間周期的龍門吊啟動數量。雖然，部分成果公開的方法通過轉化理論上可以用于計算該數量，但計算的復雜性因集裝箱裝卸任務數量的增大而指數增長，在實際應用中難以推廣。

另一方面，在集裝箱港口中，出口箱進場時有一個通用的規則，即將同一條船的出口箱盡量放在碼頭前沿的某一個連續的Bay位段中，或幾個這樣的Bay位段，船舶停靠時越接近該區域，越可以降低港口的作業成本，提高船舶的作業效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種根據靠泊計劃和配載計劃，快速計算龍門吊啟動數量的方法。

一、假設條件

鑒于出口裝船的復雜性，本發明以裝船時的龍門吊數量配置為目標，而本發明的方法通過簡單的轉化能夠適應進口卸船，或完善以上兩者混合的情況。

根據集裝箱船的靠泊計劃，可以確定船舶的靠泊時間和預計的離泊時間。然后，配載計劃，建立了集裝箱在船舶Bay位和堆場Bay位之間的映射關系。配載計劃安排橋吊、集卡、龍門吊等資源的配置。一般，因為橋吊昂貴，假設橋吊被充分利用；然后是假設龍門吊被充分利用；而集卡則認為是充足的。對于每條船舶，根據為其分配的作業線的數量，能夠對整船的Bay分割為連續的區段，每個大的區段對應一條作業線，或者說一個橋吊。作業線工作量和時間根據橋吊的作業效率，假定在靠泊計劃中已經盡量平衡。顯然，這些作業線是并行的。作業線是Bay位的作業序列，一般為了避免橋吊的來回移動造成的時間，以Bay位為作業單位，即一個Bay位作業完畢才移動到下一個Bay位。在同一Bay位內，假設配載計劃部要求倒箱；并且，在堆場作業過程，也沒有倒箱。

二、定義

下面定義船舶、時間、堆場、作業線、任務、橋吊移動時間和單箱作業時間。

SHIP＝{1，2，...，NS}：???船舶集合，s∈SHIP表示其中的一條(1)

??????????????????????????船

TIME＝{1，2，...，NT}：???離散時間集合，t∈TIME表示其中的(2)