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畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評語：
基本掌握了檢索并閱讀外文文獻(xiàn)的方法，所選外文內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計題目基本相關(guān)，格式基本符合要求。
簽名： 秦志英
2015 年 4 月 15日
附件1：外文資料翻譯譯文
從距離最小化和堆棧重排角度解決路線集裝箱堆積問題方法
關(guān)鍵詞:組合優(yōu)化 天車調(diào)度 堆垛機(jī)問題 集裝箱堆放 混合整數(shù)規(guī)劃
摘要
我們考慮一個優(yōu)化問題的排序操作起重機(jī)來用于內(nèi)部運(yùn)動在海上集裝箱港口。關(guān)于塔式起重機(jī)(SCP)的問題一些文章也研究了這個問題的一些特性。然而,大多數(shù)文獻(xiàn)的范圍(包括SCP)局限于最小化的路線或距離起重機(jī)和由此產(chǎn)生的刺激 成本。在實踐中,通常堆放的貨物集裝箱或堆積在多個單獨(dú)的列或者棧在港口。所以,起重機(jī)等需要經(jīng)常重新安排或調(diào)整集裝箱堆棧,以選擇任何必需的容器。如果大量重新堆垛,起重機(jī)花費(fèi)相當(dāng)大的精力集裝箱堆棧重排操作。最小化的問題對起重機(jī)總的精力/時間的努力，必須占兩個堆棧重組成本和刺激(路線距離)的成本。合并問題不同于標(biāo)準(zhǔn)路線距離最小化的情況下 堆棧重排活動被認(rèn)為是。我們正式定義合并問題,識別它特征,因此設(shè)計出合適的模型。我們制定一些替代MIP 方法來解決這個問題。我們MIP配方的性能進(jìn)行比較和分析他們是否適合各種可能的情況。
1介紹
起重機(jī)的分配和調(diào)度容器——移動表示“狀態(tài)”操作已經(jīng)被充分研究過的國際米蘭- 模態(tài)貨運(yùn)集裝箱運(yùn)輸在貨物集裝箱碼頭，經(jīng)常被應(yīng)用于優(yōu)化模型提高整體性能和效率方面——轉(zhuǎn)在時間和吞吐量。具體來說,塔式起重機(jī)問題(SCP)地址的問題/成本最小化時間發(fā)生時，車輛的單位負(fù)荷能力指定部署到皮卡和交付之間的容器位置
主要貨物終端處理大量的集裝箱空間限制經(jīng)常強(qiáng)迫,堆放或容器堆在棧上列或堆。疊加發(fā)生在存儲碼(存儲容器,通常長時間)或在碼頭泊位區(qū)(起重機(jī)負(fù)載船舶或卸載容器)。另外，堆積最終導(dǎo)致無成本，只要集裝箱堆棧隨后重新獲取堆在另一個容器。然而,起重機(jī)調(diào)度和SCP的討論現(xiàn)有的文獻(xiàn)忽視疊加歌劇——的影響操作效率和時間表
堆棧重排的努力水平是不同的，活動執(zhí)行的起重機(jī)而身體運(yùn)動，沿通路終端移動容器?？偝杀景l(fā)生在集裝箱裝卸操作的總和(垂直)堆棧重排成本和(水平)——移動成本。我們處理的順序順序容器,所以以減少關(guān)注整體的處理成本統(tǒng)一-成本最小化。底層問題也可以擴(kuò)展到更一般的情況下(如印度河- 審判倉庫)和棧對象的其他例子需要有效地重新安排叉車。我們不解決一邊像時間窗限制約束。
內(nèi)部運(yùn)動的集裝箱貨物終端涉及到各種各樣的需要執(zhí)行的操作。我們使用圖1說明這個問題。這個圖顯示集裝箱堆放位置(ζ1…ζ6)貨物碼頭。圖顯示了最初的堆棧安排和所需的最終安排在這六個地點(diǎn)的容器。一個起重機(jī)分配來執(zhí)行所有的水平和垂直重排任務(wù)是必需的?？紤]集裝箱1,它被放置在一堆容器2、17和19在位置ζ6。1需要搬到一個新的容器 在終端位置ζ5。起重機(jī)部署活動必須做到以下幾點(diǎn):
圖1：草圖顯示需要重排的典型SpRP數(shù)據(jù)實例的容器。
1.存取機(jī)必須從其當(dāng)前位置移動到皮卡ζ6集裝箱1點(diǎn)。我們稱之為空載水平運(yùn)動的努力(NLHM)。NLHM涉及順序相依的成本水平運(yùn)動,因為它依賴于直接的優(yōu)先級順序容器由起重機(jī)。
2.起重機(jī)現(xiàn)在必須重新排列堆棧位置ζ1移除容器19;17;2、堆積和堆積以上所需的容器1。我們稱之為垂直這一努力堆棧重排的努力(VSR)。VSR還依賴于順序容器由起重機(jī)。但這是完全與NLHM不同,在這個意義上,VSR任何容器j取決于處理的所有容器的累積效應(yīng)在這個特定的容器。
3.起重機(jī)攜帶容器1到目的地位置ζ5。我們叫這是滿載水平運(yùn)動(FLHM)。FLHM 涉及到一個水平運(yùn)動的固定成本。
4.起重機(jī)必須放棄容器1在堆棧的頂部目標(biāo)位置ζ5。我們忽視的成本和努力做的事情這個活動。最后棧1在ζ5的位置不是一個問題當(dāng)前討論的目的。
容器搬遷的總成本的總和，積累后果依賴成本(NLHM),累計- 序列相關(guān)的成本(VSR)和所有給定的固定成本容器(FLHM)。我們表示最小化的問題總和所有容器的容器堆積優(yōu)先路由問題(SpRP)。貨物終端每日處理集裝箱100件(見[31日33])和采用集裝箱堆棧大約8 - 10米高(見[32]),可以實現(xiàn)使用節(jié)省大量成本，起重機(jī)操作時間表,占VSR結(jié)合NLHM。SpRP是我們研究的動機(jī),其中，我們研究擴(kuò)展SCP,直到現(xiàn)在,也包括不小VSR成本。
NLHM為模板通過轉(zhuǎn)換問題(見[30日39]) ，到一個非對稱旅行商問題如下：我們模擬容器訪問節(jié)點(diǎn)圖,任何一對節(jié)點(diǎn)之間花費(fèi)一段不對稱弧Eij，這段弧在容器對應(yīng)位置之間。水平運(yùn)動是通過直接模仿完整的圖，n+1個節(jié)點(diǎn)表示，位置在N里，0和n個容器。邊緣E 包括所有定向邊緣需要連接任何一對i;j的節(jié)點(diǎn)從й。任何有效邊界ij消耗就是 E ij的距離。在哈密頓循環(huán)N解釋一個可行的操作順序來處理所有容器。NLHM成本降到最低,我們尋找哈密頓路徑最小化成本的所有邊緣遍歷。對于一個給定的SpRP實例X,我們定義了圖G 作為其水平圖。在SCP文學(xué)里NLHM的建模是一個標(biāo)準(zhǔn)(見[30日39])。
從圖1討論VSR成本,考慮集裝箱7。它需要從其皮卡位置ζ3交貨地點(diǎn)ζ5。我們 忽視重量20集裝箱我們的討論。但是容器8在堆疊ζ3里高于容器7 。同時,集裝箱9應(yīng)該是進(jìn)入位置ζ3。考慮到起重機(jī)已經(jīng)處理容器9一些時間處理7,但是容器8尚未處理?，F(xiàn)在,如果容器獲取7, 存在容器8和9以上集裝箱7。這兩個集裝箱需要暫時從堆棧中刪除ζ3之前獲取集裝箱7。集裝箱7的堆棧后,這些容器必須放置在ζ3的位置原始訂單。因此,額外的堆疊兩個容器的成本發(fā)生在抓取集裝箱7從ζ3。
相反,考慮到起重機(jī)處理容器8, 然后7最后9。在這種情況下,當(dāng)7是被拿來8和9上面出現(xiàn)7。所以VSR成本7是零(忽視集裝箱的重量20)。因此,序列容器為8和9決定了VSR處理成本集裝箱7。應(yīng)用這個到其他位置時,放置或刪除一些容器j影響VSR其他容器的成本以后的時間。
1.1問題定義
考慮n無關(guān)的相同的容器(不感動的優(yōu)先購買權(quán))在一個已知的時間范圍。這些n容器堆積在列或堆棧?？赡軙懈嗟娜萜鳁Ｖ?除了n容器需要移動)。這些額外的容器的重量棧處理。任何容器,是包含與n個被處理的容器之一,最初的皮卡位置i和最終的目的地D位置i是已知的。i的物理距離位置，i是用C和D。一對容器i;j,距離從交貨地點(diǎn)DiPj來標(biāo)示Eij皮卡位置。在集裝箱堆棧i之上最初數(shù)量的容器i被指示為Hi。然而,i上面的實際數(shù)量的容器變化時更多的容器可能從i上面掉落。
一個起重機(jī)可將n容器。起重機(jī)停在一個特殊的位置0(倉庫)的開始嗎時間范圍,必須回到這個倉庫位置0的結(jié)束的時間范圍。這個起重機(jī)是唯一的資源的能力SpRP所需執(zhí)行的所有操作。任何行動參與NLHM FLHM或VSR繳費(fèi),轉(zhuǎn)化為一個成比例的成本。我們定義這些成本如下:
1. 成本發(fā)生的起重機(jī)的水平距離旅行單位是λh(無論NLHM或FLHM)。如果起重機(jī)i在位置D放置容器。然后移動到皮卡Pj容器的位置。為此,它距離Eij NLHM 努力和成本導(dǎo)致λh ×Eij。然后,起重機(jī)將攜帶容器j從位置Pj到Dj，穿越的距離 Cj。這導(dǎo)致耗費(fèi)λh ×Eij。
2. 起重機(jī)被移除并且從堆棧被一個容器(而重新安排集裝箱)替換的總花費(fèi)就是λv?？紤]到容器j包含hj 在堆棧上面。如果就被獲取,VSR的花費(fèi)λh ×Eij必須會發(fā)生。這VSR成本是獨(dú)立于實際位置Pj和任何容器下面的堆棧。
因子λh,λv是固定的端口/終端和假設(shè)，并且作為SpRP初始參數(shù)。然后,涉及到的任何SpRP數(shù)據(jù)實例有以下參數(shù):
1. P?（n×1）向量的位置確定，作為初始來源或皮卡位置n容器。
2. D?（n×1）向量的位置確定，作為交付目的地(或下降位置)n容器。
3. H?（n×1）向量的初始堆棧高度的容器堆積，在皮卡堆棧點(diǎn)P我上面容器(定義i在原來的容器)容器。實際的數(shù)量的容器上面堆放我以后可能會改變,只要其他容器被移動。
4. C?（n×1）矢量傳感器之間的水平距離，點(diǎn)Pi和交付點(diǎn)Di任何容器i。
5. E?（n×1）向量之間的水平距離Di的的容器和小點(diǎn)Pj 容器, i為所有對容器;j為原始容器。E 不需要對稱的。
我們定義術(shù)語E0j的向量水平之間的距離，位置0和jth容器的傳感器位置Pj 。同樣的,我們定義術(shù)語Ei0作為向量之間的水平距離，交貨地點(diǎn)D i容器和位置0。最后,對于為了方便討論,我們定義設(shè)置N=（1，2 ，…）作為無序集所有n容器處理。
1.2假設(shè)
雖然研究SpRP,我們做以下簡化假設(shè):
1. 時間方面:我們忽視任何時間窗限制或集裝箱裝卸操作的最后期限。我們將使用一個，在幾個MIP配方方面的時間。我們假設(shè)時間花費(fèi)在執(zhí)行一個特定活動是數(shù)值等于成本或投資于這樣做活動。例如,如果VSR處理致力于容器i是λv×hi ，那么我們斷言,λv×hi 單位需要的時間，起重機(jī)從堆棧獲取容器i。所以,最小化總時間為任何SpRP需要完成的所有活動，實例導(dǎo)致總成本的最小化。
2. 暫存區(qū):存在一些小臨時暫存區(qū)，附近的小容器可能被放置的地方，在堆棧重排?？紤]到起重機(jī)的任務(wù)是與抓取容器ζi從一些位置。但是容器j 堆疊超過i。所以,起重機(jī)將首先取出并將j 放入暫存區(qū)域。然后旁邊的起重機(jī)將i挑選。此后,它將取代堆棧j的位置。最后,它會選i,開始朝著D。暫存區(qū)僅在堆棧重組活動中,必須使用并盡快空出。
3. 籌備重排容器:沒有起重機(jī)可以做任何預(yù)期或制備容器或重排堆棧。另外,對于一個給定的操作容器，不能預(yù)處理買下資方或中斷。例如,參照圖1, 假設(shè)首先一個起重機(jī)將處理容器9, 處理容器7和8 緊隨其后。然后我們假設(shè)起重機(jī)將首先交付容器9之上的堆棧位置ζ3容器7 和8。這對容器9完成所需的操作。此后,吊車將開始操作容器7。抓取集裝箱7,吊車將容器9 20 和8暫時放在暫存區(qū)域,然后獲取集裝箱7,然后取代容器9、20和ζ3和8 ，最后離開集裝箱7。具體來說,起重機(jī)不中斷容器9促進(jìn)以后的交付來自檢索ζ3的集裝箱7。
4. 最后在交貨地點(diǎn)產(chǎn)生的煙囪高度:假設(shè)容器i被交付給它的下降位置D。期間這個交付操作后,煙囪高度的容器在Di，高于或低于i的成本沒有影響。最后i在D棧序列SpRP并不重要。終端運(yùn)營商和工人可能需要知道這一點(diǎn)，未來的操作規(guī)范,但它不會影響成本/時間/精力SpRP。
圖7：內(nèi)的變異比較混合配方所需的時間(以秒為單位)達(dá)到最優(yōu)解
圖8：確定整體最佳MIP瓦里安
不可行性或subtour這樣的路線，預(yù)期在只有少數(shù)情況下才出現(xiàn)。執(zhí)行兩種途徑誘導(dǎo)之間的互連由兩組變量。所以路線可行性限制，最好的執(zhí)行通過補(bǔ)救或治療干預(yù)只有δ變量誘導(dǎo)出一個毫無意義的路線(違反傳遞性)。這個動作削減使治療干預(yù)的基本配方緊湊,容易解決。任何額外的約束或變量(如Wijk或Yk)是多余的、有害的。因此,定理1和2的應(yīng)用導(dǎo)致了一個新交叉之間的約束路由和疊加還導(dǎo)致了一個MIP制定執(zhí)行出最好的選項的探索。
4結(jié)論和未來工作
在本文中,我們介紹了SpRP新的貢獻(xiàn)，文獻(xiàn)(我們所知,SpRP之前沒有的文獻(xiàn)研究)。我們提出了幾個傳統(tǒng)MIP模型，作為解決SpRP配方的一部分，計算分析時,我們還顯示一些能力—具體配方不同配置的能力。一個重要貢獻(xiàn)是邏輯基礎(chǔ)(定理1和2)從不同的MIP方法結(jié)合的關(guān)鍵概念。這使用約束的相互適應(yīng)發(fā)展強(qiáng)大MIP配方。我們演示了這些方法的優(yōu)越性，這些在許多可能的配方/寬的方法能解決數(shù)據(jù)實例具有不同配置的問題。
盡管這些方法是引人注目的和有效的，在這工作也有一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，但加強(qiáng)我們開發(fā)的配方的方法仍難以解決，尺寸問題就是實例。此外,一些額外的實際問題和約束，如在海上遇到港口還需要解決。集裝箱港口可能有特定的時間限制，某些容器也必須達(dá)到一個離開船,火車或卡車。我們還需要考慮動態(tài)/在線實例。在未來的研究，我們相信,最好的方法來解決大SpRP數(shù)據(jù)(額外的約束)是通過開發(fā)實例，高效的啟發(fā)式方法。
后記
作者期望得到有見地的評論，因為曾經(jīng)匿名評論者的評論已經(jīng)充分幫助改善了此文。
參考文獻(xiàn)（略）
附件2：外文原文（復(fù)印件）
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