港口集装箱码头泊位与岸桥的多阶段协作调度仿真研究.pdf

第卷 第期 年月：港 口 集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 的 多 阶 段 协 作 调 度 仿 真 研 究冯 小 欧，杨瑾，袁 培 燕（郑 州 旅 游 职 业 学 院，郑 州；河 南 师 范 大 学 计 算 机 与 信 息 工 程 学 院，河 南 新 乡）摘要：港 口 集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 的 分 配 与 调 度 分 开 运 行 有 局 限 性，两 者 的 协 作调 度 能 有 效 提 高 码 头 的 装 卸 效 率。为 解 决 连 续 型 泊 位 分 配 中 岸 桥 动 态 调 度 的 协 作优 化 问 题，建 立 以 最 小 化 延 迟 完 工 作 业 量 和 偏 离 最 佳 泊 位 的 惩 罚 代 价 为 目 标 的 目标 函 数。为 求 解 最 优 化 目 标，将 协 作 调 度 分 阶 段 进 行，提 出算 法 对 连 续 泊 位 分配 进 行 求 解；将 岸 桥 分 配 分 两 步 进 行，提 出算 法 求 解 船 舶 泊 位 时 的 岸 桥 分配，算 法 进 行 船 舶 离 港 后 的 岸 桥 分 配；采 用 粒 子 群 算 法 对 模 型 进 行 编 解 码 及求 解。关 键 词：集 装 箱 码 头；泊 位 分 配；岸 桥 调 度；粒 子 群 算 法中 图 分 类 号：文 献 标 志 码：文 章 编 号：（），（，；，）：，：；收 稿 日 期：基 金 项 目：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目（）；河 南 省 自 然 科 学基 金 项 目（）；河 南 省 教 育 厅 基 金 项 目（）作 者 简 介：冯 小 欧（），女，河 南 济 源 人，硕 士，讲 师，主 要 研 究领 域 为 计 算 机 网 络，调 度 仿 真 技 术。：；：引言随 着 国 际 贸 易 的 快 速 发 展 和 大 规 模 大 吨 位 集 装 箱货 柜 船 舶 的 发 展 趋 势，集 装 箱 码 头 的 高 效 运 营 正 面 临巨 大 的 挑 战。集 装 箱 船 舶 及 其 装 卸 设 备 也 正 在 向 着 高速 重 负 荷 方 向 发 展，这 要 求 调 度 计 划 和 集 装 箱 码 头 作业 不 仅 需 要 满 足 船 舶 的 装 卸 工 作 任 务 要 求，还 要 降 低码 头 的 作 业 代 价 和 投 资。集 装 箱 码 头 的 主 要 作 业 空 间第期冯 小 欧，等：港 口 集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 的 多 阶 段 协 作 调 度 仿 真 研 究涉 及 两 类 主 要 资 源：泊 位 和 岸 桥。泊 位 和 岸 桥 是 集 装箱 码 头 的 稀 缺 资 源，泊 位 分 配 和 岸 桥 调 度 对 于 提 高 集装 箱 码 头 的 运 作 效 率 至 关 重 要。泊 位 分 配 是 指 为 到 港船 舶 安 排 靠 泊 位 置 和 靠 泊、离 港 时 间，并 最 小 化 船 舶 在港 时 间。船 舶 等 待 靠 泊 时 间 最 短、在 港 装 卸 作 业 时 间最 短、靠 泊 成 本 最 低 以 及 客 户 满 意 度 最 高 为 当 今 泊 位分 配 的 主 要 研 究 目 标。依 据 码 头 作 业 时 泊 位 分 布 方 式的 不 同，可 分 为 离 散 型 泊 位 和 连 续 型 泊 位。根 据 文 献 中 的 表 述，离 散 型 泊 位 是 将 码 头 分 割 成 一 定 数 量的 部 分，每 一 部 分 即 为 一 个 泊 位，在 每 一 个 时 间 点 每 一个 泊 位 上 只 能 停 靠 一 艘 船 舶。而 连 续 型 泊 位 分 布，码头 没 有 被 分 割，在 满 足 船 舶 长 度 的 情 况 下 船 舶 可 停 靠在 码 头 边 界 的 任 意 位 置。连 续 型 泊 位 相 对 离 散 型 泊 位能 更 好 地 利 用 空 间，但 连 续 型 泊 位 分 配 较 复 杂。岸 桥是 集 装 箱 码 头 重 要 的 装 卸 资 源，岸 桥 调 度 所 要 解 决 的是 在 给 船 舶 分 配 好 泊 位 后，根 据 到 港 船 舶 集 装 箱 装 卸任 务 量 以 及 船 舶 离 港 时 间 等 约 束 为 船 舶 分 配 可 用 的 岸桥。岸 桥 价 格 昂 贵，如 何 减 少 岸 桥 的 闲 置 时 间，提 高 岸桥 的 利 用 率 是 集 装 箱 码 头 取 得 竞 争 优 势 的 关 键。泊 位 与 岸 桥 协 调 调 度 比 单 独 调 度 能 更 有 效 提 高 集装 箱 码 头 的 装 卸 效 率，减 少 船 舶 在 港 时 间。图给 出了 泊 位 与 岸 桥 单 独 调 度 和 协 调 调 度 的 作 业 流 程。由 于船 舶 停 靠 的 泊 位 和 泊 位 附 近 的 岸 桥 工 作 状 态 不 同，导致 船 舶 的 服 务 时 间 不 同。泊 位 决 策 影 响 岸 桥 分 配 决策，从 而 影 响 船 舶 在 港 时 间。协 调 调 度 在 泊 位 调 度 时不 仅 要 考 虑 泊 位 空 闲 情 况，也 要 考 虑 该 泊 位 可 用 岸 桥的 状 态，计 算 停 泊 泊 位 岸 桥 的 装 卸 时 间，选 择 使 船 舶 在港 时 间 最 短 的 泊 位 停 靠。单 独 调 度 则 将 两 个 调 度 流 程分 开，先 为 船 舶 选 择 最 短 泊 位 停 靠 等 待 时 间，停 靠 后 再分 配 可 用 岸 桥，后 者 忽 视 了 岸 桥 分 配 对 船 舶 在 港 时 间的 影 响，造 成 后 续 船 舶 的 等 待，具 有 一 定 的 局 限 性。协（）泊 位 与 岸 桥 单 独 调 度（）泊 位 与 岸 桥 协 作 调 度图泊 位 与 岸 桥 调 度 方 式调 调 度 避 免 了 单 独 调 度 的 局 限 性，可 有 效 减 少 船 舶 总在 港 时 间，并 提 高 岸 桥 的 装 卸 效 率。泊 位 与 岸 桥 调 度 方 式为 解 决 泊 位 和 岸 桥 两 类 资 源 的 调 度，很 多 学 者 进行 了 研 究。集 装 箱 码 头 的 泊 位 和 岸 桥 分 配 的 单 独 调 度研 究 如 文 献 。基 于 静 态 调 度 和 离 散 泊 位 调 度 的相 关 研 究，文 献 中 提 出 一 种 动 态 调 度 方 法，建 立 一种 混 合 整 数 规 划 模 型，其 目 标 是 最 短 化 船 舶 的 在 港 时间。文 献 中 提 出 连 续 泊 位 概 念，此 时 泊 位 被 视 为连 续 空 间，以 最 大 化 泊 位 的 利 用 率。此 外 还 将 泊 位 转换 为 二 维 渐 缩 进 行 分 析，结 果 表 明，泊 位 调 度 是问 题。为 解 决 连 续 泊 位 分 配，文 献 中 将 要 求的 离 港 时 间 和 在 非 最 优 泊 位 上 的 额 外 处 理 代 价 的 总 附加 代 价 设 置 为 最 优 化 目 标，并 通 过 模 拟 退 火 算 法 时 进行 求 解。基 于 以 上 的 工 作，文 献 中 通 过 分 支 界 限法 和 自 适 应 贪 婪 算 法 进 行 求 解。文 献 中 提 出 一 种多 重 任 务 调 度 模 型，目 标 则 是 最 短 化 最 近 船 舶 的 离 港时 间，并 提 出 一 种 启 发 式 算 法。类 似 内 容 还 出 现 在 文献 中。为 提 高 资 源 利 用 率，文 献 中 引 入 岸 桥 生 产 率到 泊 位 和 岸 桥 分 配 的 协 作 调 度。为 最 短 化 处 理 时 间、等 待 时 间 和 延 时 时 间 的 总 和，文 献 中 提 出 一 种 混合 遗 传 算 法 对 以 上 协 作 调 度 进 行 求 解。由 于 码 头 工 作的 复 杂 性，连 接 泊 位 和 岸 桥 分 配 的 协 作 调 度 仍 然 缺 乏有 效 的 调 度 机 制。文 献 中 为 最 短 化 船 舶 在 港 时间，提 出 免 疫 遗 传 算 法 的 协 作 调 度 算 法。文 献 中将 协 作 调 度 的 优 化 目 标 设 为 最 小 化 船 舶 在 港 时 间 和 岸桥 移 动 次 数，提 出 泊 位 分 配 子 模 型 和 岸 桥 分 配 子 模 型的 耦 合 模 型，并 采 取 一 种 嵌 套 循 环 进 行 算 法 进 行 求 解。基 于 连 接 泊 位 的 可 分 割 性，本 文 提 出 一 种 最 优 化 调 度模 型，模 型 利 用 多 阶 段 启 发 式 调 度 算 法 和 粒 子 群 优 化算 法（，）可 有 效 处 理 在集 装 箱 船 舶 动 态 调 度 中 的 协 作 调 度。算 法 目 标 是 决 定船 舶 的 泊 位 和 泊 位 顺 序 以 及 岸 桥 的 使 用 数 量，以 最 小化 优 于 非 最 优 泊 位 带 来 的 额 外 代 价 和 停 港 延 时 的 惩 罚代 价 之 和。模 型 描 述船 舶 到 港 后 的 作 业 过 程 主 要 包 括：船 舶 到 港、分 配靠 泊 位 置（泊 位）、分 配 岸 桥、集 装 箱 装 卸 以 及 船 舶 离港。为 最 短 化 船 舶 的 总 在 港 时 间，码 头 管 理 者 会 根 据到 港 船 舶 的 相 关 信 息 以 及 码 头 装 卸 的 优 化 策 略，将 最优 的 靠 泊 位 置 以 及 可 用 的 岸 桥 分 配 给 船 舶 装 卸 集装 箱。由 文 献 中 可 知，码 头 作 业 中，对 于 船 舶 而 言 有一 个 最 优 泊 位，其 装 卸 工 作 代 价 是 最 小 的，（如 邻 近 仓第卷库 位 置，此 时 运 输 成 本 可 以 最 小 化）。对 于 泊 位 调 度来 说，船 舶 均 想 要 优 先 选 择 这 些 泊 位，若 这 些 泊 位 不 可用 才 考 虑 在 次 最 优 位 置 进 行 泊 位。装 卸 作 业 时 间 取 决于 分 配 的 岸 桥 数 量。为 确 保 船 舶 的 离 港 时 间 和 不 必 要的 设 备 消 耗，应 该 分 理、正 确 配 合 岸 桥 数 给 船 舶。因 为岸 桥 数 本 身 的 限 制，并 不 是 所 有 船 舶 都 能 得 到 充 足 的岸 桥 数，尽 量 当 船 舶 离 港 时，空 闲 岸 桥 需 要 重 新 分 配 给在 港 船 舶，同 时 满 足 船 舶 对 于 岸 桥 的 最 大 持 有 数，以 便降 低 船 舶 的 停 留 停 港 时 间 和 延 期 带 来 的 惩 罚 成 本。基 于 以 上 的 分 析，可 通 过 离 散 化 方 法 将 连 续 泊 位划 分 为 一 组 序 列 组 成 的 多 个 泊 位，如 图所 示。船 舶的 最 优 泊 位 标 识 为 分 割 后 的 序 号，每 个 船 舶 可 占 用 多个 泊 位 段，但 不 能 超 过 码 头 长 度。同 时，船 舶 的 停 靠 位置 可 由 船 舶 占 用 的 泊 位 段 进 行 标 识。图连 续 泊 位 分 布 模 型 相 关 符 号 说 明：岸 桥 数 量 集 合，；：装 载 集 装 箱 的 船 舶 数 量 集 合，；：泊 位 码 头 长 度；：连 续 泊 位 分 割 量；：单 个 泊 位 的 长 度 集，；：航 线 运 输 的 集 装 箱 标 准 箱；：岸 桥 效 率，单 位：；：船 舶需 要 的 最 大 岸 桥 数；：船 舶的 长 度；：港 内 船 舶的 集 装 箱 总 量；：船 舶要 求 的 离 港 时 间；：船 舶的 到 达 时 间；：船 舶的 最 优 泊 位，以表 示；：船 舶最 右 边 的 岸 桥；：船 舶最 左 边 的 岸 桥；：船 舶的 实 际 泊 位；：船 舶的 泊 位 时 间；：船 舶的 实 际 离 港 时 间；：等 待 泊 位 的 船 舶 集；：作 业 过 程 中 的 船 舶 集；：延 期 船 舶 集；：船 舶按 时 完 成 任 务 需 要 的 额 外 岸桥 数；：处 于 泊 位左 边 的 岸 桥 集；：处 于 泊 位右 边 的 岸 桥 集；：船 舶按 时 完 成 任 务 需 要 的 岸 桥 数；：如 果 岸 桥正 在 作 业，则，否 则；：如 果 泊 位 段正 在 作 业，则，否 则；：船 舶工 作 的 岸 桥 集；：船 舶工 作 时 的 泊 位 集；：船 舶的 左 边 集 装 箱 数 量；：船 舶的 估 计 作 业 时 间；：船 舶的 估 计 离 港 时 间；：船 舶工 作 时 的 岸 桥 数；：船 舶在 港 口 中 的 等 待 时 间；：船 舶的 作 业 持 续 时 间。船 舶 的 操 作 时 间 主 要 由 集 装 箱 货 柜 车 的 运 输 时 间和 操 作 的 岸 桥 数 决 定。船 舶 的 停 靠 位 置（泊 位）可 表示 为 运 输 时 间。岸 桥 数 量 主 要 取 决 于 要 求 的 离 港 时间。本 文 应 用 文 献 中 提 出 的 模 型 来 求 解 这 个 调 度问 题。不 同 的 是，两 阶 段 的 岸 桥 分 配 在 泊 位 时 进 行 了考 虑。（），式 中：为 船 舶 在 非 最 优 泊 位 上 的 额 外 成本，为 船 舶的 单 位 额 外 成 本；（）为 船 舶 延期 带 来 的 惩 罚 成 本；为 船 舶的 单 位 惩 罚 成 本。多 阶 段 协 作 调 度多 阶 段 协 作 调 度 包 括 船 舶 泊 位 分 配 和 岸 桥 分 配，岸 桥 分 配 又 划 分 为 泊 位 时 岸 桥 分 配 和 离 港 后 岸 桥分 配。泊 位 分 配 算 法当 船 舶 靠 港 时 一 般 会 选 择 最 优 泊 位，即：船 舶 抵 达港 口 后，首 先 检 查 最 优 泊 位 是 否 空 闲，若 空 闲，则 靠 港泊 位；若 泊 位 已 被 占 用，船 舶 选 择 次 最 优 泊 位；如 果 所有 泊 位 均 无 法 使 用，船 舶 将 被 推 迟 进 港，等 待 在 锚 泊 区域。对 已 经 泊 位 的 船 舶，离 其 最 近 的 岸 桥 按 船 舶 离 港时 间、处 理 集 装 箱 数 量 和 最 大 岸 桥 数 量 予 以 分 配。泊位 分 配 算 法（，）流 程 如 图所 示。第期冯 小 欧，等：港 口 集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 的 多 阶 段 协 作 调 度 仿 真 研 究图泊 位 分 配 算 法 岸 桥 调 度 算 法岸 桥 分 配 发 生 在 船 舶 泊 位 和 离 港 期 间。考 虑 下 一船 舶 到 达 对 其 的 影 响，如 果 下 一 到 达 船 舶 的 最 优 泊 位处 于 当 前 船 舶 的 左 边，则 其 右 边 的 岸 桥 被 优 先 分 配 给当 前 船 舶。否 则，左 边 岸 桥。岸 桥 分 配 分个 阶 段。（）泊 位 时 的 岸 桥 分 配 算 法。泊 位 阶 段，分 配 给船 舶 的 岸 桥 主 要 考 虑和。以 为例，设 置为 基 线，考 虑 岸 桥 状 态 和 非 交 叉 约 束，添加 处 于 基 线 左 边 的 岸 桥 到；其 他 添 加 到。根 据 船 舶 需 求 的 岸 桥 数 量，优 先 分 配 在且 与 船 舶 最 近 的 岸 桥 给 船 舶。如 果的 岸 桥 量 不 足，则 选 择 就 近 的 岸 桥 加 入 工作 组，且 为 船 舶工 作 的 岸 桥 量 不 能 超 过。泊 位 岸桥 分 配 算 法流 程 如 图所 示。图泊 位 时 岸 桥 分 配 算 法（）离 港 后 的 岸 桥 分 配 算 法。待 船 舶 完 成 任 务 离开 港 口 后，岸 桥 此 时 变 成 空 闲 资 源。同 时，可 能 有 些 船舶 无 法 按 时 离 港，所 以 这 些 空 闲 岸 桥 需 要 在 这 些 逾 期船 舶 中 重 新 分 配。不 同 于 泊 位 时 的 分 配，船 舶 离 港 后的 岸 桥 分 配 需 满 足 最 小 化 延 时 处 罚 代 价 的 需 求。离 港岸 桥 分 配 算 法流 程 如 图所 示。图离 港 时 岸 桥 分 配 算 法 基 于、和种 算 法，本 文 提 出 一 种多 阶 段 协 作 式 泊 位 与 岸 桥 调 度 算 法，步 骤 如 下。步 骤初 始 化 船 舶 信 息，包 括：船 舶 到 达 时 间、要 求 离 港 时 间、优 先 泊 位、集 装 箱 长 度 和 数 量，获 取 港口 泊 位 序 列。步 骤选 取 泊 位 序 列 中 的 泊 位。基 于、和算 法 为 船 舶分 配 泊 位。时 间 窗 口 移 至。步 骤从中 选 取 最 早 离 港 船 舶。如 果 （），返 回 步 骤；否 则，转 步 骤，且。步 骤选 取 当 前 离 港 船 舶，时 间 窗 口 移 至并 释 放。步 骤检 查中 是 否 有 船 舶 超 时。如 有，添加 至，；否 则，转 步 骤。步 骤选 取中 的 船 舶，基 于和算 法 分 配 岸 桥，并 更 新。步 骤检 查中 是 否 所 有 船 舶 已 经 处 理 或 所有 空 闲 岸 桥 已 经 分 配 给 船 舶。如 是，转 步 骤，否 则，转 步 骤。步 骤选 取中 的 船 舶作 为 目 标 船 舶，并基 于算 法 为 其 分 配 泊 位。步 骤检 查中 是 否 所 有 船 舶 已 经 处 理。如不 是，转 步 骤，否 则，转 步 骤。步 骤如 ，时 间 窗 口 移 至，转 步 骤，否 则 转 步 骤。步 骤如 所 有 船 舶 完 成 作 业，停 止 仿 真 并 输 出第卷结 果，否 则，转 步 骤。模 型 表 示 与 调 度 框 架为 便 于 求 解 调 度 方 案，以 粒 子 群 算 法对 泊 位和 岸 桥 分 配 进 行 编、解 码。粒 子 群 算 法 是 一 种 受 鸟 群活 动 启 发 的 群 体 智 能 技 术，其 核 心 是 通 过 协 作 和 粒子 间 的 信 息 共 享 寻 找 最 优 或 次 优 解。本 文 利 用 一 种 二维 数 组 记 录 粒 子 位 置 的 基 础 信 息 及 其 次 序，见 表。第 一 维 是 粒 子 的 位 置 信 息，第 二 维 表 示 数 据 的 次 序。更 新 粒 子 的 位 置 信 息 后，粒 子 次 序 同 步 进 行 计 算更 新。表粒 子 位 置 的 二 维 数 组 根 据的 值，可 以 得 到 每 个的 值。以 纵 向 序 列表 示 船 舶 的 标 识 号，的 次 序 可 映 射 为 船 舶 的 泊 位次 序。如 表所 示，数 组 表 示个 船 舶 的 次 序。通 过以 上 的 编 码 方 法，表中 的 服 务 序 列 可 表 示 成 表。表问 题 编 码 表服 务 序 列 解 码 基 于 以 上 分 配 算 法 和 粒 子 群 算 法，设 计 了 一 种 实现 岸 桥 和 泊 位 优 化 分 配 调 度 框 架 模 型，如 图所 示。模 型 主 要 包 括 调 度 算 法、分 析 和 优 化 等 模 块，其 中，调度 算 法 模 块 负 责 实 现 侯 选 调 度 计 划 和 输 出 统 计 结 果，分 析 模 块 负 责 转 换 编 码 信 息 为 可 用 信 息 并 传 送 到 调 度算 法 模 块，同 时 接 收 调 度 算 法 模 块 的 数 据，优 化 模 块 负责 通 过 粒 子 群 算 法 实 现 主 要 调 度 方 案 的 产 生，并 更 新粒 子 群 和 选 择 优 化 结 果。图泊 位 与 岸 桥 多 阶 段 协 作 调 度 框 架 个 体 初 始 化 通 过 粒 子 群 算 法 形 成，并 作 为 候 选 方案，见 表。解 码 操 作 之 后，通 过 调 度 算 法 模 块 将 每 个个 体 解 析 为 可 用 信 息。分 析 模 块 转 换 解 析 数 据 至 调 度算 法 模 块 以 模 拟 集 装 箱 码 头 的 作 业 过 程。通 过 这 个 仿真 框 架，计 算 出 侯 选 方 案 的 结 果，并 将 结 果 传 送 到 优 化模 块，并 从 中 选 择 最 优 解。如 运 行 满 足 停 止 条 件，就 输出 最 优 解。否 则，实 施 更 新 操 作，更 新 个 体 信 息 进 行 下一 次 迭 代。通 过 该 模 型，能 实 现 协 作 式 调 度 的 仿 真 和最 优 化。算 例 分 析基 于 文 献 ，建 立 测 试 案 例 对 算 法 进 行 验 证，采用 平 台 并 结 合 图所 示 的 调 度 框 架 编写 算 法 仿 真 程 序。设 置 码 头 长 度 为 ，在 一 次 调度 周 期 内，假 设艘 集 装 箱 船 舶 依 次 抵 达 港 口，船 舶 的基 本 数 据 选 取 长 江 上 游 某 大 型 港 口 的 部 分 统 计 数 据 设计 算 例，见 表。对 于 船 舶 每 小 时 惩 罚 代 价 和 每米 额 外 处 理 代 价 设 为 和 。船 舶设 为 和 。假 设 现 有个 岸桥 部 署 在 泊 位 附 近，岸 桥 的 生 产 率 为 。泊 位船 舶 间 的 安 全 距 离 设 为。测 试 中，选 取 先 来 先 服务 调 度 算 法（，）作 为 比 较 算法 进 行 性 能 比 较。算 法 中，船 舶 按 时 间 优 先 级 进 行 泊 位。最 早到 达 的 船 舶 将 优 先 进 行 泊 位，其 目 标 是 最 短 化 船 舶 的总 等 待 时 间。调 度 计 划 见 表，其 中，为 要 求 的 离 港时 间 与 实 际 离 港 时 间 的 差 值，为 首 选 泊 位 与 实 际 泊位 的 差 值。船 舶 在 港 的 总 时 间 为，总 处 理 时 间 为。所 以 船 舶 无 须 等 待 即 可 泊 位。表船 舶 参 数 设 置 第期冯 小 欧，等：港 口 集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 的 多 阶 段 协 作 调 度 仿 真 研 究表 算 法 结 果 ，本 文 算 法 中，船 舶 的 泊 位 顺 序 由 粒 子 群 算 法 决 定，其 结 果 见 表。可 见，船 舶 在 港 时 间 总 和 为，工作 时 间 为，等 待 时 间 为。表本 文 算 法 结 果 ，算 法 比 较 见 表，表 中，为 船 舶 总 在 港 时 间，为 总 处 理 时 间，为 总 等 待 时 间，为 惩 罚 代 价，为泊 位 附 加 代 价。显 见，算 法 可 以 降 低 船 舶 的 等 待时 间，但 由 于 泊 位 不 在 最 优（首 选）位 置，附 加 代 价 成为 泊 位 代 价 的 主 要 部 分。通 过 协 作 调 度 优 化 可 满 足 大部 分 船 舶 对 首 选 泊 位 的 需 求，并 通 过 岸 桥 分 配 算 法 也能 确 保 大 部 分 船 舶 能 按 计 划 完 成 处 理 任 务。比 较 第种 算 法，本 文 算 法 的 目 标 代 价 显 然 更 加 经 济。表两 种 算 法 比 较算 法 本 文 算 法 本 文 比 较 了种 算 法 获 得 最 终 解 所 需 时 间 和 得 到相 同 解 时 所 需 时 间，该 时 间 也 反 映 了 算 法 本 身 的 收 敛性。如 图所 示，当 求 解 问 题 规 模 增 大 时，种 算 法 求解 最 终 解 所 需 要 的 时 间 是 递 增 的，本 文 算 法 略 高 于算 法，这 是 由 于 本 文 算 法 在 每 次 迭 代 求 解 时 均 需对 泊 位 分 配 和 岸 桥 调 度 进 行 优 化，以 降 低 总 代 价，计 算量 大 于算 法。可 见，若 本 文 算 法 得 到 与相同 的 解 即 停 止 运 算，该 时 间 则 略 低 于得 到 相 应解 的 求 解 时 间。综 上，本 文 算 法 为 最 小 化 总 体 代 价，其运 行 效 率 在 调 度 规 模 增 大 时 仍 然 是 可 以 接 受 的。图 种 算 法 求 解 效 率结语为 解 决 集 装 箱 码 头 连 续 泊 位 和 岸 桥 的 协 作 调 度 分配，提 出 一 种 结 合 启 发 式 算 法 和 粒 子 群 算 法 的 优 化 模型。通 过 将 码 头 划 分 为 多 个 倚 靠 单 元，船 舶 的 倚 靠 位置 和 岸 桥 可 以 表 示 成 单 元 序 列。在 泊 位 阶 段，通 过算 法 将 单 元 序 列 分 配 给 船 舶。考 虑 到 码 头 作 业 的 多 阶段 性，提 出和算 法 进 行 岸 桥 分 配。结 果表 明，尽 管 延 时 代 价 更 高，且 最 终 解 的 求 解 时 间 略 长，但 本 文 算 法 的 的 总 代 价 低 于算 法，这 表 明 模 型对 于 泊 位 和 岸 桥 的 协 作 调 度 分 配 是 可 行 有 效 的。参 考 文 献（）：，：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：（下 转 第页）第期杨 钊 灿，等：基 于的 智 能 小 车 控 制 系 统图主 板图图弯 道 场 景结语本 文 基 于设 计 了 一 款 直 立 行 驶 的 智 能小 车，使 用 超 声 波 进 行 障 碍 物 探 索，使 小 车 在 距 障 碍 物 距 离 外 进 行 避 障 操 作。陀 螺 仪 和 摄 像 头 结 合 实行 姿 态 转 换 任 务，摄 像 头 进 行 车 道 线 识 别，当 检 测 到 黑白 车 道 线 后，陀 螺 仪 进 行 姿 态 转 换。通 过 电 磁 采 集 模块 和 编 码 器 模 块 进 行 路 径 规 划 相 应 的 控 制，构 成 闭 环系 统，提 高 系 统 的 稳 定 性、准 确 性 和 快 速 性。参 考 文 献（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，：，（）：王 露 峰基 于控 制 的 电 动 汽 车 直 流 驱 动 电 机 调 速 研 究 汽 车 实 用 技 术，（）：张辉，樊 亚 妮基 于的 智 能 小 车 追 逐 问 题 的研 究 计 算 技 术 与 自 动 化，（）：胡 徐 胜，李 赛 红，陶 彬 彬基 于的 循 迹 足 球 机 器 人 设 计辽 宁 工 业 大 学 学 报（自 然 科 学 版），（）：张毅，高 进 可，王琪，等视 觉 导 引 智 能 车 的 自 适 应 路 径 识别 及 控 制 研 究 测 控 技 术，（）：杨柳，张 仁 尊基 于的 动 态 闭 环 电 轨 车 控 制 系 统 硬 件 设计 技 术 与 市 场，（）：李 全 民，贾 林 锋电 磁 循 迹 式 智 能 小 车 传 感 器 布 置 研 究 实验 技 术 与 管 理，（）：李 志 远语 音 识 别 技 术 概 述 中 国 新 通 信，（）：黄 峻 远语 音 技 术 开 发 应 用 探 究 电 子 世 界，（）：李 万 敏，韩 致 信，赵 耕 云基 于 摄 像 头 智 能 车 典 型 路 径 图 像 识别 算 法 研 究 兰 州 工 业 学 院 学 报，（）：檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿（上 接 第页），：，（）：韩骏，孙 晓 娜，靳 志 宏集 装 箱 码 头 泊 位 与 岸 桥 协 调 调 度 优 化大 连 海 事 大 学 学 报，（）：杨 春 霞，王诺，杨 华 龙集 装 箱 码 头 泊 位 岸 桥 分 配 耦 合 优 化计 算 机 集 成 制 造 系 统，（）：彭 丽 姣，韩 晓 龙连 续 泊 位 下 泊 位 分 配 与 岸 桥 动 态 调 度 的 联 合优 化 水 运 工 程，（）：