研究课题

        泊位与岸桥联合调度

要解决问题

        通过控制船舶航速，控制船舶实际到港时间；通过分配泊位（靠泊位置）和岸桥数量，控制该船舶实际离港时间以及同一泊位的下一艘船的开始靠泊作业时间。

研究目标

        对于计划期内所有船舶，①P海里范围内，碳排放量最小（与航速正相关）；②船舶等待靠泊和离港延迟时间最小。两个目标之间应该是相互制约的，此消彼长。

碳排放量与船舶油耗量成正比，碳排放量Ci 可表示为：

Ci=cei0+ei1Pai'-piαiai'-pi

（4-2）

其中，参数说明如下：

        Ci ：表示集装箱船i靠近港口P 海里范围内的碳排放量；

        c ：表示碳排放系数，本文采用政府间气候变化专门委员会（IPCC）的计算方法，碳排放系数c 取为3.17 kg-CO2kg-fuel ，即每使用1 千克船用油，将产生3.17 千克的二氧化碳排放量；

        ei0 ：船舶辅机功率系数；

        ei1 ：船舶主机功率系数；

        pi ：集装箱船i驶入距离港口P 海里范围的时刻；

        αi ：幂指数，该参数与船舶尺寸相关，本文所研究的小船和大船分别取α 为3.5和4.5；

（1）目标函数

minZ1=iCi,∀i∈V	（4-3）
minZ2=isi-ai'+di'-di, ∀i∈V	（4-4）

式（4-3）目标函数Z1 表示：最小化集装箱船在近港航行过程中产生的碳排放量；式（4-4）目标函数Z2 表示：最小化船舶等待靠泊时间和离港延误时间。

si ：船i靠泊开始作业时间；ai' ：实际到港时间；di' ：实际离港时间（等于si +岸桥装卸作业时间）；di ：预计离港时间。

研究对象

        集装箱码头，混合型泊位：泊位是离散的，有编号，要做的也就3个泊位，编号1，2，3。1号泊位即下图左边凹进陆侧的是缩进式泊位，船的两边都可以配置装卸用的岸桥，理论上效率是右边顺岸式泊位2、3号的2倍。（这个图的重点是看1号缩进式，2.3号停船数量与图无关）。案例是3个长为400m的泊位：在每个泊位上，可停泊1艘大船（处理过船长400米）或2艘小船（处理过船长200米）。如果，在1号凹进的泊位有两小船：里面的船要比外面的船先靠泊，且后离港，即先进后出（有点像“栈”）

案例：19艘船：船长chang两种：400m和200m；

岸桥：12台[初始时（3+3缩进式）+6]两个顺岸式的6岸桥可以移动，比如2号泊位4个岸桥，3号泊位2个岸桥；缩进式泊位和顺岸式泊位之间要避免岸桥移动。

岸桥作业效率：30箱（TEU）/小时

某集装箱码头拥有12台岸桥，泊位总长1200米，取前400米为缩进式泊位，余下800米为2个400米长的顺岸式泊位。某作业期内有19艘船抵港，作业周期为一周。对实际作业数据进行预处理：按实际船长将到港船舶整合为400米的大船和200米的小船。

注意 

若大船等待，造成的不满意程度通常高于小船。

1号缩进式泊位效率较高，所以船舶都倾向靠泊1号缩进式泊位，但也不能使到1号泊位的船过于密集，不然的话，所有的船都慢慢地开等着用1号泊位了，要均衡资源。

缩进式泊位因两侧均可布置岸桥，岸桥数是顺岸式泊位的2倍。

进入港口P海里范围内时刻pi：P先取60海里，然后40，然后20，后面分析这个对结果的影响。 这个40.20不用管，我自己调

无论船型大小，最大航速24 海里/小时，最小航速14海里/小时。（距港口P海里范围内）

表3.1 船舶信息表

船舶 编号	处理后的 船长/米	进入港口P 海里时刻pi/时	预计到达 时刻ai/时	任务量/TEU	预计离港 时刻di/时	最小岸桥数 qi min/台	最大岸桥数 qi max/台
0	200	0	3	540	21	2	2
1	400	0	3	2880	26	3	6
2	200	1	4	330	16	2	2
3	400	1	4	3390	25	3	7
4	400	17	20	3390	51	3	5
5	200	21	24	750	41	2	3
6	400	34	37	540	46	3	6
7	400	37	40	810	54	3	7
8	400	49	52	3420	79	3	5
9	400	53	56	3150	88	3	5
10	200	77	80	900	100	2	3
11	200	77	80	1980	104	2	4
12	400	85	88	3270	112	3	6
13	400	89	92	2520	112	3	7
14	200	93	96	660	105	2	4
15	200	101	104	930	122	2	3
16	200	109	112	1080	129	2	3
17	400	121	124	3240	149	3	6
18	200	121	124	390	136	2	2

预期结果

        每艘船实际到达港口时间、靠泊并开始作业的时间（有空闲泊位：到港就靠泊；无空闲泊位：到港等待靠泊（因为即使航速可控，也不可能所有船都是到港就靠泊））、靠泊在哪个泊位（编号1、2、3）、分配了哪几个岸桥、实际离港时间（所有箱子装卸完，任务量完成就离港）并且产生目标函数Z1和Z2间关系的图（点成线），要得到两个目标函数之间的关系。