考慮不確定性的港口資源調度問題研究

《考慮不確定性的港口資源調度問題研究》是依託清華大學，由張燦榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：考慮不確定性的港口資源調度問題研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：張燦榮
• 項目類別：面上項目

項目摘要

貨櫃碼頭運作經常遇到各種不確定因素，但是把不確定性因素納入港口資源調度的研究才剛剛起步,而當前研究主要圍繞確定性問題展開，關注計畫的效率，忽略計畫抵抗不確定風險的能力。本項目圍繞策略層面的泊位計畫和場地計畫，把計畫外船舶臨時入港，岸橋、場橋失效，計畫內船舶到港時間和作業時間變動等不確定因素考慮進來，從被動應對和主動處理兩個維度展開研究。已有的關於不確定性的研究往往把時間作為一種資源，增加同一位置上前後相鄰兩船舶的時間間隔，以應對船舶到港時間和作業時間的不確定性，很少從空間的角度進行考慮。本項目將嘗試從時空兩個維度同時進行考慮，增加船舶的錯位調整空間，以期獲得更優解。在構建的應急調度模型和魯棒調度模型的基礎上挖掘問題特徵，設計基於問題特徵的能支持大規模算例的求解算法，以提高現實生產的運作效率。

結題摘要

本項目研究考慮不確定性的港口資源調度問題，其最大的特色在於從不同角度構建數學模型應對參數不確定性，目前已經發表或錄用了25篇論文，其中14篇被SCI檢索，開發了兩套企業套用軟體。具體成果包括：（1）針對泊位和場地聯合調度計畫，採用重調度的方式從行為感知的角度，研究了岸橋失效情況下的泊位和岸橋應急調度問題；（2）針對泊位調度計畫，從提前預防的角度構建了兩階段期望值模型，研究了同時考慮船舶到港時間和船舶作業時間不確定性的泊位魯棒調度問題；（3）針對場地和場橋聯合調度計畫，從提前預防的角度構建了關於兩船快取空間的非線性規劃模型，研究了同時考慮船舶到港時間和船舶作業時間不確定性的場地和場橋聯合魯棒調度問題；（4）基於類似的建模思想和算法設計思路，研究了批量規模與機器調度問題、物流運輸網路設計與最佳化調度問題、人道主義物流問題、無人倉庫物流小車調度問題等；（5）關於求解算法，不僅設計了適用於求解較小規模問題的分支定界、分支定價、基於Benders割、動態規劃等精確算法，同時設計了能夠求解大規模實際問題的基於次梯度、基於規則的啟發式方法；（6）除了理論研究外，本項目為華為海思半導體有限公司開發了《倉庫流水作業看板系統》和《無人倉庫機器人協調控制系統》，當前這兩個系統都成功套用於該企業，助力我國企業向工業4.0轉變升級。