This paper addresses the optimization of container unloading and loading operations at ports, integrating quay-crane dual-cycling with dockyard rehandle minimization. We present a unified model encompassing both operations: ship container unloading and loading by quay crane, and the other is reducing dockyard rehandles while loading the ship. We recognize that optimizing one aspect in isolation can lead to suboptimal outcomes due to interdependencies. Specifically, optimizing unloading sequences for minimal operation time may inadvertently increase dockyard rehandles during loading and vice versa. To address this NP-hard problem, we propose a hybrid genetic algorithm (GA) QCDC-DR-GA comprising one-dimensional and two-dimensional GA components. Our model, QCDC-DR-GA, consistently outperforms four state-of-the-art methods in maximizing dual cycles and minimizing dockyard rehandles. Compared to those methods, it reduced 15-20% of total operation time for large vessels. Statistical validation through a two-tailed paired t-test confirms the superiority of QCDC-DR-GA at a 5% significance level. The approach effectively combines QCDC optimization with dockyard rehandle minimization, optimizing the total unloading-loading time. Results underscore the inefficiency of separately optimizing QCDC and dockyard rehandles. Fragmented approaches, such as QCDC Scheduling Optimized by bi-level GA and GA-ILSRS (Scenario 2), show limited improvement compared to QCDC-DR-GA. As in GA-ILSRS (Scenario 1), neglecting dual-cycle optimization leads to inferior performance than QCDC-DR-GA. This emphasizes the necessity of simultaneously considering both aspects for optimal resource utilization and overall operational efficiency.


翻译:本文研究港口集装箱装卸作业优化问题,将岸桥双循环操作与堆场翻箱最小化进行集成。我们提出了一个统一模型,涵盖两项核心操作:一是通过岸桥进行船舶集装箱的卸载与装载,二是在装船过程中减少堆场翻箱操作。我们认识到,由于操作间的相互依赖关系,孤立地优化单个方面可能导致次优结果。具体而言,为最小化作业时间而优化的卸载序列可能无意中增加装载过程中的堆场翻箱,反之亦然。针对这一NP难问题,我们提出了一种混合遗传算法QCDC-DR-GA,包含一维与二维遗传算法组件。我们的QCDC-DR-GA模型在最大化双循环次数和最小化堆场翻箱方面持续优于四种先进方法。相较于这些方法,该算法为大型船舶减少了15-20%的总作业时间。通过双尾配对t检验的统计验证,在5%显著性水平上证实了QCDC-DR-GA的优越性。该方法有效结合了岸桥双循环优化与堆场翻箱最小化,实现了装卸总时间的整体优化。结果凸显了分别优化岸桥双循环与堆场翻箱的低效性。碎片化方法(如通过双层遗传算法优化的岸桥双循环调度以及GA-ILSRS(情景2))相较于QCDC-DR-GA仅显示出有限改进。正如GA-ILSRS(情景1)所示,忽略双循环优化将导致性能劣于QCDC-DR-GA。这强调了必须同时考虑两方面因素以实现资源最优配置与整体运营效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员