摘要
集装箱码头是航运市场的重要组成部分，码头运营者必须提供高效、安全的装卸服务，以满足客户和市场的需求。然而随着集装箱码头规模的不断扩大，岸桥的数量不断增加，再加上港口恶劣的天气和运输环境的影响，集装箱码头岸桥故障问题日益突出。岸桥是为来港船舶提供装卸服务的主要设备之一，其在提高码头装卸效率、降低工人劳动强度、提高码头安全性等方面发挥了重要作用，一旦发生故障，会影响到整个码头的运营。因此，为提高集装箱码头在故障发生后的应急管理水平，减少故障造成的负面影响，本文研究了考虑岸桥故障的泊位-岸桥联合分配问题，具体研究内容如下： （1）在考虑故障岸桥可移动性的基础上，构建岸桥故障持续时间确定情景下的泊位-岸桥联合分配干扰恢复模型和岸桥故障持续时间不确定情景下的泊位-岸桥联合分配干扰恢复随机规划模型。为分析故障岸桥不可移动对码头调度的严重影响，在建模时考虑故障岸桥的可移动性约束，并从实用性角度在相关时间约束中引入靠泊作业时间、开工准备等辅助作业时间。在此基础上，本文首先构建了一个以码头总运营成本最小为目标的泊位-岸桥联合分配初始调度模型，为正常作业情况下的码头提供最佳的调度方案。其次，针对岸桥故障持续时间确定的情景，本文构建了基于前景理论的泊位-岸桥联合分配干扰恢复模型。最后，考虑到码头实际岸桥故障持续时间通常难以确定，本文构建了岸桥故障持续时间不确定情景下的泊位-岸桥联合分配干扰恢复随机规划模型。 （2）为加快模型求解速度，设计自适应权重粒子群算法。岸桥故障下的泊位-岸桥联合分配决策问题属于NP-hard问题，求解难度较高。为了提高算法的决策效率，本文对传统粒子群算法进行改进，通过调节惯性权重来优化搜索方向，从而提高了算法的效率和收敛速度。在算例实验部分，本文首先设计了6种不同规模的算例实验，并将计算结果与Gurobi求解结果进行对比，验证了模型和算法的实用性和有效性。在此基础上，利用不同模型对故障岸桥可移动与不可移动情景下不同岸桥故障位置影响进行分析。结果表明，同一岸桥发生故障时，不可移动情景下的重调度计划比可移动情景会造成更高的偏离成本。同时，故障岸桥不可移动情景下，端部泊位上的岸桥发生故障时距离岸线端部越远对重调度计划影响越大。针对岸桥故障下的泊位-岸桥联合分配决策问题，本文所提出的干扰恢复随机规划模型比干扰恢复模型具有更好的适应性。
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