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考虑潮汐和船舶到港时间不确定性的泊位岸桥联合调度
1
作者
章嘉文
初良勇
《计算机工程与应用》
北大核心
2025年第20期379-390,共12页
泊位和岸桥是港口重要资源,其调度直接港口运营效率。聚焦港口的泊位岸桥联合调度所面临的受潮汐影响大及调度资源有限等问题,考虑船舶到达时间不确定性、船舶靠泊偏好、岸桥数量时变、岸桥之间不能相互跨越等现实因素,以船舶等待时间...
泊位和岸桥是港口重要资源,其调度直接港口运营效率。聚焦港口的泊位岸桥联合调度所面临的受潮汐影响大及调度资源有限等问题,考虑船舶到达时间不确定性、船舶靠泊偏好、岸桥数量时变、岸桥之间不能相互跨越等现实因素,以船舶等待时间成本、延迟离港成本、船舶在港期间油耗、岸桥装卸成本之和最小为目标构建混合整数规划模型。考虑到问题的复杂性采用自适应大邻域搜索算法对模型进行求解,并针对问题特征设计多种毁灭和修复算子来提高算法的求解精度与效率。通过与CPLEX的对比验证了算法有效性与准确性,与多类算法对比验证了算法的高效性,并通过重要参数的灵敏度分析给出泊位岸桥联合调度相关的建议,可以为港口运营实践提供参考。
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关键词
水路运输
泊位岸桥联合调度
自适应大邻域搜索算法
潮汐因素
船舶到达时间不确定性
靠泊偏好
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职称材料
分时电价下泊位岸桥联合调度研究
被引量:
5
2
作者
苟悦
梁承姬
张悦
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2024年第9期338-345,共8页
基于全球各地推行分时电价政策以及大力发展港口岸电的背景下,将分时电价引入集装箱码头作业问题中,考虑岸电和分时电价对集装箱码头作业计划的影响,同时兼顾码头和船方的利益,在保证船舶可以按计划离港的前提下,构建以船舶在港时间、...
基于全球各地推行分时电价政策以及大力发展港口岸电的背景下,将分时电价引入集装箱码头作业问题中,考虑岸电和分时电价对集装箱码头作业计划的影响,同时兼顾码头和船方的利益,在保证船舶可以按计划离港的前提下,构建以船舶在港时间、岸桥电力成本和船舶使用岸电的电力成本最小化为目标的多目标优化模型,根据所选取问题和模型目标函数的特点,选择带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA II)进行求解。通过不同规模的实例验证,与不考虑电力成本的传统泊位岸桥分配策略相比,所提出的模型算法均能够有效降低码头的电力成本,缓解高峰用电压力,尤其对集装箱吞吐量较少的码头优化效果更加显著。最后,通过对分时电价峰谷电价差的灵敏度分析,为码头相关部门针对不同的电价政策进行决策提供一定的依据。
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关键词
分时电价
泊位岸桥联合调度
岸
电
非支配排序遗传算法(NSGA
II)
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职称材料
基于强化学习的连续泊位岸桥联合调度优化研究
3
作者
邓涵毅
梁承姬
+2 位作者
SHI Jian
王钰
GINO LIM
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024年第9期15-21,共7页
为了提高算法在大规模问题上的求解速度,提高集装箱码头的船舶周转速度。本文针对船舶泊位分配与岸桥调度都具有时序性,提出了一种包含状态、动作和奖励函数的马尔科夫决策过程的强化学习调度算法。在考虑泊位分配与岸桥数量调度问题的...
为了提高算法在大规模问题上的求解速度,提高集装箱码头的船舶周转速度。本文针对船舶泊位分配与岸桥调度都具有时序性,提出了一种包含状态、动作和奖励函数的马尔科夫决策过程的强化学习调度算法。在考虑泊位分配与岸桥数量调度问题的基础上,研究了同时决策泊位分配与岸桥调度,并考虑岸桥移动与具体岸桥编号分配的动态调度方法,建立了目标为船舶在港时间最短的连续泊位岸桥联合调度的数学模型。实验结果表明强化学习算法在大规模数据上求解速度明显比遗传算法和CPLEX快,解的质量也是相对优秀,证明了算法的有效性与优越性。为了改进该算法本文最后分析了强化学习算法的学习率、动作选择概率和折扣因子对结果的影响。
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关键词
集装箱港口
泊位
与
岸
桥
联合
调度
马尔科夫决策过程
强化学习
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职称材料
集装箱码头泊位-岸桥减排协同调度优化研究
4
作者
杨嘉卉
尤再进
+2 位作者
倪立夫
赵煜
李婉莹
《计算机工程》
北大核心
2025年第10期381-391,共11页
随着“双碳”目标的持续推进,港口产业进一步升级。在考虑港区船舶废气排放的前提下,建立船舶服务成本和排放成本最小化的双目标泊位-岸桥协同调度优化模型,并设计基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的改进算法,即基于强化学习-Q学习NS...
随着“双碳”目标的持续推进,港口产业进一步升级。在考虑港区船舶废气排放的前提下,建立船舶服务成本和排放成本最小化的双目标泊位-岸桥协同调度优化模型,并设计基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的改进算法,即基于强化学习-Q学习NSGA-Ⅱ(RL-Q-NSGA-Ⅱ)。通过对赤湾集装箱码头进行实证分析,将双目标减排协同调度优化模型分别采用改进算法、原始NSGA-Ⅱ算法与先到先服务调度模式得到的结果进行定量对比,实验结果表明,RL-Q-NSGA-Ⅱ算法在迭代速度、收敛性及帕累托前沿解聚集程度方面表现更优,与原始NSGA-Ⅱ算法相比,船舶服务成本和港区船舶大气污染排放成本分别优化12.19%和6.04%,总成本优化8.39%,与先到先服务模式相比,船舶服务成本和港区船舶大气污染排放成本分别优化18.68%和3.79%,总成本优化9.82%;同时,港区船舶废气排放成本与服务成本呈负相关关系,若码头仅考虑船舶服务效率或码头作业成本,都将导致港区废气排放的社会成本大幅增加。该模型和算法可为港方和船公司在不同情形下做出合理的泊位岸桥调度计划提供参考。
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关键词
水路运输
多目标优化
非支配排序遗传算法Ⅱ
泊位岸桥联合调度
强化学习-Q学习
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职称材料
分时电价下考虑岸电船舶优先的泊位岸桥联合动态调度
被引量:
1
5
作者
郑捷航
钟慧玲
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第29期12763-12772,共10页
为研究岸电船舶优先靠泊和分时电价政策对船舶泊位和岸桥调度的影响,构建一个以最小化船舶总成本和最小化碳排放量为目标的泊位岸桥联合动态调度非线性混合整数规划模型。通过双种群协同进化和自适应交叉、变异算子改进基于非支配排序...
为研究岸电船舶优先靠泊和分时电价政策对船舶泊位和岸桥调度的影响,构建一个以最小化船舶总成本和最小化碳排放量为目标的泊位岸桥联合动态调度非线性混合整数规划模型。通过双种群协同进化和自适应交叉、变异算子改进基于非支配排序的遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)算法进行求解,并验证算法有效性。结果表明:改进NSGA-Ⅱ的求解效果优于NSGA-Ⅱ;分时电价下,岸电船舶靠泊优先政策能有效降低岸电船舶成本,提高非岸电船舶改造和使用岸电的积极性;峰谷电价差越大则调度方案的岸电船舶成本越大、非岸电船舶成本越小、所有船舶的碳排放量越小,同时更多岸电船舶为了减少高峰用电而选择不优先靠泊。研究结果可为在岸电船舶优先靠泊和分时电价政策下制定合理的调度方案提供科学依据。
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关键词
岸
电
泊位岸桥联合调度
动态
调度
靠泊优先
分时电价
改进NSGA-Ⅱ
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职称材料
题名
考虑潮汐和船舶到港时间不确定性的泊位岸桥联合调度
1
作者
章嘉文
初良勇
机构
集美大学航海学院
福建航运研究院
出处
《计算机工程与应用》
北大核心
2025年第20期379-390,共12页
基金
国家社会科学基金(23&ZD138)。
文摘
泊位和岸桥是港口重要资源,其调度直接港口运营效率。聚焦港口的泊位岸桥联合调度所面临的受潮汐影响大及调度资源有限等问题,考虑船舶到达时间不确定性、船舶靠泊偏好、岸桥数量时变、岸桥之间不能相互跨越等现实因素,以船舶等待时间成本、延迟离港成本、船舶在港期间油耗、岸桥装卸成本之和最小为目标构建混合整数规划模型。考虑到问题的复杂性采用自适应大邻域搜索算法对模型进行求解,并针对问题特征设计多种毁灭和修复算子来提高算法的求解精度与效率。通过与CPLEX的对比验证了算法有效性与准确性,与多类算法对比验证了算法的高效性,并通过重要参数的灵敏度分析给出泊位岸桥联合调度相关的建议,可以为港口运营实践提供参考。
关键词
水路运输
泊位岸桥联合调度
自适应大邻域搜索算法
潮汐因素
船舶到达时间不确定性
靠泊偏好
Keywords
waterway transportation
joint scheduling of berths and quay cranes
adaptive large neighborhood search algorithm
tidal factors
uncertainty in ship arrival times
berthing preferences
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
U691 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
分时电价下泊位岸桥联合调度研究
被引量:
5
2
作者
苟悦
梁承姬
张悦
机构
上海海事大学物流科学与工程研究院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2024年第9期338-345,共8页
基金
上海市“科技创新行动计划”软科学研究项目(22692111200)
国家重点研发计划(2019YFB1704403)
国家自然科学基金(71972128)。
文摘
基于全球各地推行分时电价政策以及大力发展港口岸电的背景下,将分时电价引入集装箱码头作业问题中,考虑岸电和分时电价对集装箱码头作业计划的影响,同时兼顾码头和船方的利益,在保证船舶可以按计划离港的前提下,构建以船舶在港时间、岸桥电力成本和船舶使用岸电的电力成本最小化为目标的多目标优化模型,根据所选取问题和模型目标函数的特点,选择带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA II)进行求解。通过不同规模的实例验证,与不考虑电力成本的传统泊位岸桥分配策略相比,所提出的模型算法均能够有效降低码头的电力成本,缓解高峰用电压力,尤其对集装箱吞吐量较少的码头优化效果更加显著。最后,通过对分时电价峰谷电价差的灵敏度分析,为码头相关部门针对不同的电价政策进行决策提供一定的依据。
关键词
分时电价
泊位岸桥联合调度
岸
电
非支配排序遗传算法(NSGA
II)
Keywords
time-of-use prices
joint scheduling of berths and quay cranes
shore power
non-dominated sorting genetic algorithm-II(NSGA II)
分类号
U691.3 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于强化学习的连续泊位岸桥联合调度优化研究
3
作者
邓涵毅
梁承姬
SHI Jian
王钰
GINO LIM
机构
上海海事大学物流科学与工程研究院
休斯敦大学工程技术系
休斯敦大学工业工程系
出处
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024年第9期15-21,共7页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFB1704403)
国家自然科学基金资助项目(71972128)
上海市“科技创新行动计划”软科学研究项目(22692111200)。
文摘
为了提高算法在大规模问题上的求解速度,提高集装箱码头的船舶周转速度。本文针对船舶泊位分配与岸桥调度都具有时序性,提出了一种包含状态、动作和奖励函数的马尔科夫决策过程的强化学习调度算法。在考虑泊位分配与岸桥数量调度问题的基础上,研究了同时决策泊位分配与岸桥调度,并考虑岸桥移动与具体岸桥编号分配的动态调度方法,建立了目标为船舶在港时间最短的连续泊位岸桥联合调度的数学模型。实验结果表明强化学习算法在大规模数据上求解速度明显比遗传算法和CPLEX快,解的质量也是相对优秀,证明了算法的有效性与优越性。为了改进该算法本文最后分析了强化学习算法的学习率、动作选择概率和折扣因子对结果的影响。
关键词
集装箱港口
泊位
与
岸
桥
联合
调度
马尔科夫决策过程
强化学习
Keywords
container port
berths combined with quay bridges
Markov decision process
reinforcement learning
分类号
U691.3 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
集装箱码头泊位-岸桥减排协同调度优化研究
4
作者
杨嘉卉
尤再进
倪立夫
赵煜
李婉莹
机构
大连海事大学交通运输工程学院
出处
《计算机工程》
北大核心
2025年第10期381-391,共11页
基金
国家重点研究计划(2021YFB2601100)。
文摘
随着“双碳”目标的持续推进,港口产业进一步升级。在考虑港区船舶废气排放的前提下,建立船舶服务成本和排放成本最小化的双目标泊位-岸桥协同调度优化模型,并设计基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的改进算法,即基于强化学习-Q学习NSGA-Ⅱ(RL-Q-NSGA-Ⅱ)。通过对赤湾集装箱码头进行实证分析,将双目标减排协同调度优化模型分别采用改进算法、原始NSGA-Ⅱ算法与先到先服务调度模式得到的结果进行定量对比,实验结果表明,RL-Q-NSGA-Ⅱ算法在迭代速度、收敛性及帕累托前沿解聚集程度方面表现更优,与原始NSGA-Ⅱ算法相比,船舶服务成本和港区船舶大气污染排放成本分别优化12.19%和6.04%,总成本优化8.39%,与先到先服务模式相比,船舶服务成本和港区船舶大气污染排放成本分别优化18.68%和3.79%,总成本优化9.82%;同时,港区船舶废气排放成本与服务成本呈负相关关系,若码头仅考虑船舶服务效率或码头作业成本,都将导致港区废气排放的社会成本大幅增加。该模型和算法可为港方和船公司在不同情形下做出合理的泊位岸桥调度计划提供参考。
关键词
水路运输
多目标优化
非支配排序遗传算法Ⅱ
泊位岸桥联合调度
强化学习-Q学习
Keywords
water transportation
multi-objective optimization
Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ(NSGA-Ⅱ)
combined berth-shore and bridge scheduling
reinforcement learning-Q learning
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
分时电价下考虑岸电船舶优先的泊位岸桥联合动态调度
被引量:
1
5
作者
郑捷航
钟慧玲
机构
华南理工大学电子商务系
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第29期12763-12772,共10页
基金
广东省自然科学基金面上项目(2023A1515010950)。
文摘
为研究岸电船舶优先靠泊和分时电价政策对船舶泊位和岸桥调度的影响,构建一个以最小化船舶总成本和最小化碳排放量为目标的泊位岸桥联合动态调度非线性混合整数规划模型。通过双种群协同进化和自适应交叉、变异算子改进基于非支配排序的遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)算法进行求解,并验证算法有效性。结果表明:改进NSGA-Ⅱ的求解效果优于NSGA-Ⅱ;分时电价下,岸电船舶靠泊优先政策能有效降低岸电船舶成本,提高非岸电船舶改造和使用岸电的积极性;峰谷电价差越大则调度方案的岸电船舶成本越大、非岸电船舶成本越小、所有船舶的碳排放量越小,同时更多岸电船舶为了减少高峰用电而选择不优先靠泊。研究结果可为在岸电船舶优先靠泊和分时电价政策下制定合理的调度方案提供科学依据。
关键词
岸
电
泊位岸桥联合调度
动态
调度
靠泊优先
分时电价
改进NSGA-Ⅱ
Keywords
shore power
joint scheduling of berths and quay cranes
dynamic scheduling
berthing priority
time-of-use price
improved nondominated sorting genetic algorithmⅡ(NSGA-Ⅱ)
分类号
U691.3 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑潮汐和船舶到港时间不确定性的泊位岸桥联合调度
章嘉文
初良勇
《计算机工程与应用》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
分时电价下泊位岸桥联合调度研究
苟悦
梁承姬
张悦
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2024
5
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职称材料
3
基于强化学习的连续泊位岸桥联合调度优化研究
邓涵毅
梁承姬
SHI Jian
王钰
GINO LIM
《运筹与管理》
CSSCI
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
4
集装箱码头泊位-岸桥减排协同调度优化研究
杨嘉卉
尤再进
倪立夫
赵煜
李婉莹
《计算机工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
5
分时电价下考虑岸电船舶优先的泊位岸桥联合动态调度
郑捷航
钟慧玲
《科学技术与工程》
北大核心
2024
1
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职称材料
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