【考慮船舶等待時間均衡的S港泊位調(diào)度問題研究開題報告文獻(xiàn)綜述3500字】

開題報告題目考慮船舶等待時間均衡的S港泊位調(diào)度問題研究題目來源1.科研；2.實際；3.模擬；4.其它（在選項上打勾選擇）成果形式1.硬件；2.硬件+軟件；3.軟件；4.純論文（在選項上打勾選擇）一、選題的目的及意義、本課題研究的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題：（一）目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）在國內(nèi)外市場一體化競爭越來越劇烈和國內(nèi)外港口與航運業(yè)的發(fā)展的時代背景下，靠擴(kuò)大規(guī)模來提高港口競爭力的辦法將不再可行。在未來，港口之間的競爭將不再是港口建設(shè)規(guī)模間的競爭，而會演變成港口服務(wù)的競爭。所以，建設(shè)服務(wù)型港口是提升港口競爭力的下一個發(fā)展階段。建設(shè)服務(wù)型港口需要正確處理規(guī)模與結(jié)構(gòu)、速度與質(zhì)量、公平與效率、交通發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。公平與效率是服務(wù)型港口的重要因素之一，在港口作業(yè)調(diào)度中二者是相互沖突的，不可能同時提高。提高效率，就要從港口角度安排各航運公司船舶的靠泊，最小化船舶總在港時間的同時必然會影響各船舶服務(wù)的公平性。提高公平性，港口在確定船舶靠泊順序，分配泊位、岸橋時，會盡量縮短各船舶等待時間偏差，讓等待時間更加均衡，這樣顯然會降低港口設(shè)備的作業(yè)效率。因此，如何權(quán)衡港口工作效率與服務(wù)公平性，對港口意義重大。港口調(diào)度目的是要做到岸線資源的最優(yōu)分配。也就是說港口岸線資源分配是否公平合理，并有整體效率，在保證公平性的前提下，資源在使用過程中的效用達(dá)到最大化。隨著學(xué)者們研究不斷進(jìn)步，越來越多的研究人員開始研究泊位調(diào)度問題。CaimaoTan等人在對泊位，岸橋聯(lián)合分配問題研究過程中，通過岸橋作業(yè)速率來表示船舶的在港作業(yè)時間[1]。GiorgiTadumadze等主要真對連續(xù)型泊位，岸橋的分配問題進(jìn)行了研究，對問題設(shè)計了一個混合整數(shù)規(guī)模模型，采用次梯度算法對模型進(jìn)行求解，并通過對實際問題求解驗證了算法[2]。AbdorrezaSheikholeslami等人在他們所建的岸橋分配模型中分別對岸橋作業(yè)完成時間和船舶延遲到港時間加了權(quán)值[3]。JuanFranciscoCorrecher等從船舶偏好靠泊位置和時間的角度，建立了泊位-岸橋聯(lián)合分配模型，模型目標(biāo)函數(shù)分別為船舶作業(yè)時間最短和船舶所分配岸橋最少[4]。HLMa等人在研究過程中，以船舶在港時間最短和船舶延遲離港時間最小為目標(biāo)函數(shù)，并通過禁忌搜索法對模型進(jìn)行求解[5]。國內(nèi)也有越來越多學(xué)者對泊位，岸橋聯(lián)合分配問題進(jìn)行研究。陳紹東等（2017）主要針對離散型的泊位，岸橋分配問題進(jìn)行了研究，通過遺傳算法對問題求解[6]。范志強（2016）在對泊位，岸橋的聯(lián)合分配問題研究過程中，建立了兩個模型，分別是泊位分配混合整數(shù)規(guī)劃模型和岸橋調(diào)度混合整數(shù)規(guī)劃模型，通過Gurobi軟件對模型求解[7]。吳迪等（2018）對泊位，岸橋聯(lián)合分配問題研究過程中，運用了泊位-岸橋聯(lián)合分配模型的模擬植物生長交替進(jìn)化算法[8]。李志平等（2018）基于港口群泊位共享的動態(tài)分配模型及對比分析，并設(shè)計了對應(yīng)的混合整數(shù)規(guī)劃模型[9]。張勇（2019）研究了船舶到港時間不確定下的泊位-岸橋分配優(yōu)化研究，采用仿真的方法，獲得問題的分配方案，豐富了泊位分配的研究，給碼頭調(diào)度提供了一定的參考[10]。李爽（2020）在泊位-岸橋聯(lián)合分配問題研究過程中，主要針對船舶優(yōu)先權(quán)的泊位問題進(jìn)行了研究，并設(shè)計了相應(yīng)的泊位-岸橋混合整數(shù)線性規(guī)劃模型：通過對寧波某港口的數(shù)據(jù)碼頭的實際數(shù)據(jù)，對混合整數(shù)線性規(guī)劃模型進(jìn)行了求解和經(jīng)濟(jì)性分析[11]。郭文文等（2020）重點研究了碼頭泊位與堆場協(xié)調(diào)分配模型與算法，設(shè)計了多目標(biāo)混合整數(shù)數(shù)學(xué)模型，并通過CPLEX軟件求解。通過對算例進(jìn)行求解，表明該模型的有效性[12]。鄭紅星等（2020）在對連續(xù)型泊位分配問題研究過程中，根據(jù)船舶到港時刻，靠泊位置和離港時刻的隨機性，設(shè)計出以碼頭損失最小為目標(biāo)的連續(xù)型泊位-岸橋調(diào)度模型。最后，通過CPLEX軟件進(jìn)行求解，通過實例求解結(jié)果證明模型是有效的[13]。高超鋒，趙姣等（2022）在研究過程中發(fā)現(xiàn)岸橋工作效率會受到多個岸橋并行作業(yè)的干擾，針對岸橋并行作業(yè)效率，對泊位-岸橋聯(lián)合分配進(jìn)行研究。建立以船舶在港懲罰成本最小為目標(biāo)的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，分析不同環(huán)境下的岸橋作業(yè)干擾因子對岸橋作業(yè)影響。還對并行作業(yè)岸橋數(shù)量變化對效率的影響進(jìn)行了研究[14]。邰世文等（2021）對碼頭船貨匹配下泊位-岸橋聯(lián)合分配問題進(jìn)行了全面的研究。實現(xiàn)了泊位的調(diào)度問題，岸橋的分配問題已經(jīng)岸的橋調(diào)度問題在同一個模型中的優(yōu)化[15]。任軍效等（2021）在對考慮用戶偏好泊位分配問題進(jìn)行研究過程中，以船舶在港時間最短為目標(biāo)，建立了數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，通過對模型求解，得到了問題的最優(yōu)解[16]。綜上所述，這些文章大多數(shù)是從港口利益的角度考慮問題，最小化船舶在港總時間，提高港口資源利用率，卻忽略了港口對船舶服務(wù)的均衡性。雖然有文章通過對船舶提早到達(dá)、延遲到達(dá)、延遲離港、偏離偏好泊位等情況的懲罰成本的分析，對船舶服務(wù)均衡性進(jìn)行了研究，但是，這些文章只是對影響船舶利益的因素進(jìn)行分析，沒有給出具體的改進(jìn)方案。本文建立了一個雙目標(biāo)泊位調(diào)度優(yōu)化模型，以船舶在港時間和各船舶等待時間方差為目標(biāo)函數(shù)，采用啟發(fā)式算法進(jìn)行求解，在最小化船舶在港時間的同時，保證服務(wù)的公平性，實現(xiàn)船舶在港時間一定延長范圍內(nèi)，船舶等待時間均衡化，為碼頭提供一組滿意解，解決S港船舶泊位調(diào)度公平性問題，同時為其他的碼頭船舶泊位調(diào)度提供參考。（二）研究的基本內(nèi)容建設(shè)服務(wù)型港口已經(jīng)成為新的趨勢，服務(wù)型港口要求既注重效率，又要注重服務(wù)公平性。為了提高港口服務(wù)的公平性，本文研究考慮各船舶等待時間均衡的泊位調(diào)度問題。為了綜合考慮港口效率以服務(wù)公平性，建立一個雙目標(biāo)泊位調(diào)度優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)分別為船舶在港總時間和船舶等待時間方差，其中船舶在港總時間越小說明港口作業(yè)效率越高，船舶等待時間方差越小說明港口服務(wù)越公平。利用啟發(fā)式算法對模型進(jìn)行求解，通過提供多個有效解為碼頭決策者提供多個方案來權(quán)衡效率與公平。（三）擬解決的主要問題和最終目標(biāo)通過構(gòu)建考慮船舶等待時間均衡的S港泊位調(diào)度模型，實現(xiàn)船舶在港等待時間均衡化，為碼頭調(diào)度提供參考。二、研究方法、論文特色或創(chuàng)新點、設(shè)計方案或論文撰寫提綱：研究方法：文獻(xiàn)研究法：通過網(wǎng)絡(luò)途徑搜索、收集關(guān)于碼頭船舶調(diào)度、服務(wù)公平等相關(guān)的國內(nèi)外歷史文獻(xiàn)資料，通過梳理與總結(jié)的方式明確課題研究的方向，同時為后續(xù)的研究奠定理論基礎(chǔ)。案例分析法：結(jié)合S港實際案例，描述S港泊位調(diào)度的問題及特點，建立優(yōu)化模型，設(shè)計相應(yīng)啟發(fā)式算法，對模型進(jìn)行求解。論文特色或創(chuàng)新點：論文擬以船舶在港時間和各船舶等待時間方差為目標(biāo)函數(shù)，采用啟發(fā)式算法進(jìn)行求解，在最小化船舶在港時間的同時，實現(xiàn)船舶等待時間均衡化。設(shè)計方案或論文撰寫提綱：1緒論1.1研究背景及意義1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3研究內(nèi)容及方法2考慮船舶等待時間均衡的S港泊位調(diào)度優(yōu)化模型2.1泊位分配問題2.2船舶靠泊作業(yè)流程及靠泊規(guī)則2.3優(yōu)化模型建立2.3.1模型假設(shè)2.3.2符號定義2.3.3數(shù)字模型2.4.模型算法3考慮船舶等待時間均衡的S港泊位調(diào)度分析3.1S港算例描述與原始數(shù)據(jù)3.2運行結(jié)果與結(jié)果分析3.2.1運行結(jié)果3.2.2結(jié)果分析4結(jié)論參考文獻(xiàn)三、課題研究工作進(jìn)度：起訖日期主要工作內(nèi)容第1－4周查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究內(nèi)容。確定方案，完成開題報告。第5－8周進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計工作及撰寫畢業(yè)設(shè)計論文第9－12周提交畢業(yè)設(shè)計論文中期檢查報告第13－16周完成并修改畢業(yè)論文。第17周準(zhǔn)備論文答辯。四、主要參考文獻(xiàn)：[1]CaimaoTan,JunliangHe.Integratedproactiveandreactivestrategiesforsustainableberthallocationandquaycraneassignmentunderuncertainty[J].AnnalsofOperationsResearch,2021(prepublish).[2]GiorgiTadumadze,SimonEmde,HeikoDiefenbach.Exactandheuristicalgorithmsforschedulingjobswithtimewindowsonunrelatedparallelmachines[J].ORSpectrum,2020,42(prepublish).[3]AbdorrezaSheikholeslami,RezaIlati.Asampleaverageapproximationapproachtotheberthallocationproblemwithuncertaintides[J].EngineeringOptimization,2018,50(10).[4]JuanFranciscoCorrecher,RamonAlvarez-Valdes.Abiasedrandom-keygeneticalgorithmforthetime-invariantberthallocationandquaycraneassignmentproblem[J].ExpertSystemsWithApplications,2017,89.[5]HLMa,FelixTSChan,SHChung.Afastapproachfortheintegratedberthalocationandquaycraneassignmentproblem[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartB:JournalofEngineeringManufacture,2015,229(11).[6]陳紹東,程正興,牛子昱.港口與泊位協(xié)同調(diào)度優(yōu)化模型構(gòu)建[J].統(tǒng)計與決策,2017(18):50-55.[7]范志強.連續(xù)泊位分配問題研究:模型優(yōu)化與計算分析[J].工業(yè)工程與管理,2016,21(03):81-87.[8]吳迪,王諾,林婉妮,吳暖.泊位-岸橋聯(lián)合分配模型的模擬植物生長交替進(jìn)化算法[J].交通運輸工程學(xué)報,2018,18(03):199-209.[9]李志平,趙楠,真虹.港口群泊位共享的動態(tài)分配模型及對比分析[J].系統(tǒng)工程,2018,36(01):120-129.[10]張勇.船舶到港時間不確定下的泊位-岸橋分配優(yōu)化研究[D].大連理工大學(xué),2019.[11]李爽.基于船舶優(yōu)先權(quán)的集裝箱碼頭泊位分配[D].大連海事大學(xué),2020.[12]郭文文,計明軍,祝慧靈.集裝箱碼頭泊位與堆場協(xié)調(diào)分配模型與算法[J].系統(tǒng)工程,2020,38(03):64-72.[13]鄭紅星,吳云強,邵思楊,徐海棟.考慮連續(xù)型泊位分配與船舶調(diào)度集成優(yōu)化[J].信息與控制,2020,49(01):95-103+113.[14]趙姣,胡卉,袁華智.不規(guī)則型泊位與岸橋集成分配問題的優(yōu)化建模和算法研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2022,59(04):42-50.[15]邰世文,商劍平,饒衛(wèi)振.煤炭碼頭