view in publisher's site

Joint optimization of container slot planning and truck scheduling for tandem quay cranes

Highlights•A new integrated optimization problem of container terminal to fully utilize the tandem quay crane (TQC) is proposed.•Both container slot planning and truck scheduling are illustrated to have significant impacts on the efficiency of the TQC.•A novel model for integrated optimization of container slot planning and truck scheduling based on the TQCs is developed.•A greedy randomized adaptive search procedure is designed to solve the problem.•The effectiveness of the proposed methods and the significance of the integrated optimization are verified.AbstractThis paper examines the loading operations of a new type of quay crane, the tandem quay crane (TQC), which has been designed to increase the terminal productivity by lifting more containers simultaneously. Due to the special characteristics of the TQC, more than one truck is required to serve a tandem-lift of it, and the containers handled in a tandem-lift must be loaded into two neighboring rows in the same tier of the containership. Of particular importance in schedules at the terminal is to coordinate the truck scheduling and container stowage slot plan with the TQCs, which is a key challenge in practice. This paper is an attempt to tackle this issue by developing a mixed integer linear programming (MILP) model with an objective of minimizing the completion time of the loading operation under the full utilization of the TQC. Due to the complexity of the MILP model, we then propose a model to derive lower bounds of the problem, and a greedy randomized adaptive search procedure (GRASP) to solve the problem. Computational experiments are conducted with a variety of instances. The results derived by GRASP for solving small size problems are within 0.04% of the optimal results obtained by the Gurobi. For large scale instances, GRASP outperforms the Gurobi in terms of the solution quality and computation time. Additionally, on average results derived by GRASP are within 8.2% of the lower bound. Further experiments demonstrate the advantage of the integrated optimization of container slot planning and truck scheduling for TQCs.

بهینه‌سازی مشترک برنامه‌ریزی شکاف کانتینری و برنامه‌ریزی کامیون برای جرثقیل‌های بندرگاه پشت سرهم

نقاط برجسته * یک مساله بهینه‌سازی یکپارچه جدید پایانه کانتینری برای استفاده کامل از جرثقیل اسکله پشت سرهم (TQC)پیشنهاد شده‌است. برنامه‌ریزی سهمیه کانتینری و برنامه‌ریزی کامیون هر دو نشان داده می‌شوند تا تاثیر قابل‌توجهی بر کارایی TQC داشته باشند. یک مدل جدید برای بهینه‌سازی یکپارچه برنامه‌ریزی سهمیه کانتینری و زمانبندی کامیون براساس TQC ها ارایه شده‌است. یک روش جستجوی تصادفی سازگار حریصانه برای حل مشکل طراحی شده‌است. این مقاله عملیات بارگذاری نوع جدیدی از جرثقیل اسکله، جرثقیل اسکله پشت سر هم (TQC)را بررسی می‌کند که برای افزایش بهره‌وری پایانه با بلند کردن هم‌زمان کانتینرهای بیشتر طراحی شده‌است. به دلیل ویژگی‌های خاص TQC، بیش از یک کامیون برای حمل پشت سر هم آن مورد نیاز است و کانتینرهای جابجا شده در یک آسانسور پشت سر هم باید در دو ردیف مجاور در همان ردیف از کانتینرها بارگیری شوند. از اهمیت ویژه‌ای که در برنامه‌های زمان‌بندی در ترمینال وجود دارد، هماهنگ کردن زمان‌بندی کامیون و برنامه سهمیه انبار کانتینری با TQC ها است، که یک چالش کلیدی در عمل است. این مقاله تلاشی برای حل این مساله با توسعه یک مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP)با هدف به حداقل رساندن زمان اتمام عملیات بارگذاری تحت استفاده کامل از TQC است. با توجه به پیچیدگی مدل MILP، سپس مدلی را برای استخراج حدهای پایین مساله و روش جستجوی تصادفی تطبیقی حریصانه (GRASP)برای حل مساله پیشنهاد می‌کنیم. آزمایش‌ها محاسباتی با انواع نمونه‌ها انجام می‌شوند. نتایج بدست‌آمده توسط GRASP برای حل مسایل با اندازه کوچک در ۴ / ۰ % نتایج بهینه بدست‌آمده توسط Gurobi است. برای نمونه‌های مقیاس بزرگ GRASP از نظر کیفیت راه‌حل و زمان محاسبه بهتر از Gurobi عمل می‌کند. علاوه بر این، نتایج میانگین به‌دست‌آمده توسط GRASP در حدود ۸.۲ % از کران پایین است. آزمایش‌ها بیشتر، مزیت بهینه‌سازی یکپارچه برنامه‌ریزی سهمیه کانتینری و زمانبندی کامیون برای TQC ها را نشان می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Information Systems and Management
  • ترجمه مقاله Information Systems and Management
  • مقاله سیستم‌های اطلاعاتی و مدیریت
  • ترجمه مقاله سیستم‌های اطلاعاتی و مدیریت
  • مقاله Modelling and Simulation
  • ترجمه مقاله Modelling and Simulation
  • مقاله مدل‌سازی و شبیه‌سازی
  • ترجمه مقاله مدل‌سازی و شبیه‌سازی
  • مقاله Management Science and Operations Research
  • ترجمه مقاله Management Science and Operations Research
  • مقاله علوم مدیریت و پژوهش عملیاتی
  • ترجمه مقاله علوم مدیریت و پژوهش عملیاتی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.