Einführung
Das Liegeplatz- und Zuweisungsproblem tritt bei der Verteilung von Liegeplätzen für Schiffe in Containerterminals auf. Wenn Schiffe an den Terminals anlegen, müssen die Terminalbetreiber den Schiffen bestimmte Liegeplätze zuweisen, die innerhalb kürzester Zeit bedient werden müssen. Mehrere Faktoren beeinflussen die Auswahl des Liegeplatzes und die für jedes Schiff zugewiesene Zeit. Die Entscheidungen über die Aufgaben der Kaikräne und die Planung werden autonom getroffen. Dennoch kann die Effizienz des Containerterminals gesteigert werden, wenn die Entscheidungen aufgrund der Wechselbeziehung zwischen Kaikranaufgaben und Vorbereitung gleichzeitig getroffen werden.
Es gibt verschiedene Arten von Literatur, die das Problem der Liegeplätze und der Zuteilung erklären. Die Literatur veranschaulicht die verschiedenen Methoden zur Lösung des Problems. Einige dieser Methoden konzentrieren sich auf das statische Liegeplatzzuweisungsproblem (SBAP). Andere Methoden konzentrieren sich auf das dynamische Liegeplatzzuweisungsproblem (DBAP). Die oben genannten Methoden unterscheiden sich hinsichtlich des verwendeten Kaidesystems. Das Design ist diskret, konstant oder hybrid. Im Folgenden finden Sie eine Literaturübersicht über sechs Artikel, die sich mit dem Problem der Liegeplatzzuweisung befassen.
Literaturübersicht
Fu und Tsai bieten eine neue Methode zur Untersuchung des inkorporierten (QCASP) Kaikran-Zuweisungs- und Terminierungsproblems (Fu & Tsai 6959). Die Wissenschaftler behaupten, dass das Problem die Aufgaben der Kaikräne für die Container und die Reihenfolge der von jedem Kaikran gleichzeitig zu erledigenden Aufgaben definiert. Aufgrund der Komplexität der Aufgabenstellung ist es schwierig, diese mit präzisen Ansätzen zu lösen. Daher bieten Fu und Tsai einen genetischen Algorithmus namens GA an. Sie gehen davon aus, dass GA das integrierte QCASP lösen kann (Fu & Tsai 6960). Ihre Berechnungsergebnisse bestätigen die Leistung des empfohlenen GA. Laut Fu & Tsai hat das Modell reale Beschränkungen wie Sicherheitsmargen und QC-Anordnung berücksichtigt.
Chen, Der-Horng und Mark präsentieren eine Analyse des unidirektionalen gruppenbasierten QCSP (Chen, Der-Horngee, & Mark 198). Sie schlagen eine alternative Methode zur Lösung des oben genannten Problems vor. Die Methode zielt darauf ab, die Schwierigkeit der gruppenbasierten Kaikranplanung anzugehen, die Hafenkräne dazu zwingt, während ihrer Vorbereitung in eine Richtung zu fahren. Im Vergleich zu anderen MIP-Prototypen für das gruppenbasierte QCSP ist der vorgeschlagene Prototyp effektiv, da er nur eine winzige Gruppe von doppelten Entscheidungsvariablen enthält. Um die Funktionsweise des vorgeschlagenen MIP-Prototyps zu bewerten, führte Chen umfangreiche arithmetische Versuche durch, um die Qualität der QCSP-Lösungsansätze zu evaluieren (Chen, Der-Horngee, & Mark 199). Was die Ergebnisse der Versuche betrifft, so übertrifft der vorgeschlagene Ansatz den von Legato entwickelten LTM-Algorithmus.
Diabat und Effrosyni empfehlen einen zusammenhängenden Prototyp für den QCAP und den QCSP (Diabat & Effrosyni 115). Ihr Modell weist den in einem bestimmten Planungshorizont angedockten Schiffen Hebezeuge zu. Das wichtigste Merkmal des oben genannten Prototyps ist die Einbeziehung des Aufgaben- und Planungsproblems für Kaikräne, was zu besseren Ergebnissen führt als die autonome Lösung dieser Probleme. Außerdem wählt der Prototyp genau das Hebezeug aus, das einer bestimmten Bucht zugewiesen werden soll (Diabat & Effrosyni 116). Auf diese Weise versucht der Prototyp, die Zeit zu verkürzen, die für die Verwaltung des neuesten Schiffes benötigt wird. In ihren Forschungen bietet Diabat die Ausführung eines genetischen Algorithmus GA zur Lösung des QCASP an. In ähnlicher Weise berichten die Wissenschaftler über die Ergebnisse der Berechnungsstudien, die für bestimmte Problemfälle durchgeführt wurden.
Diabat und Yi-Min bieten einen numerischen Entwurf für den QCASP an. In den Entwurf sind Überlegungen aus der Praxis eingeflossen (Diabat & Yi-Min 1194). Zu den Überlegungen gehören die Eigenschaften von Kaikränen. Mit Hilfe des Modells führt Diabat eine Lagrangesche Entspannung ein. Anschließend zeigen die Forscher mögliche Lösungen auf der Grundlage der vorgeschlagenen Heuristik auf. Es werden auch Berechnungsergebnisse für die vorgeschlagene Lagrange-Relaxation vorgestellt. Diabat implementiert die Lagrange-Relaxation in ihr Modell. Dadurch sind sie in der Lage, das Problem zu zerlegen. Sie sind auch in der Lage, mehrere Problemfälle zu testen, um die Funktionsweise der von ihnen empfohlenen Methode zu bestätigen. Die Ergebnisse werden dann mit denen der kommerziellen Software verglichen.
Ahmed und Ali weisen darauf hin, dass der globale Frachtverkehr ein milliardenschwerer Wirtschaftszweig ist, der in den letzten zehn Jahren eine rasante Entwicklung erfahren hat (Ahmed & Ali 34). Sie behaupten, dass durch die Verbesserung und Steigerung der Leistung von Containerterminals erhebliche Gewinne erzielt werden könnten. Ihrer Meinung nach ist das Problem der Liegeplatzzuweisung eine der größten Herausforderungen im internationalen Schifffahrtsgeschäft. In diesem Zusammenhang formulieren sie eine Lösung für das DBAP. Ihr Ziel ist es, die gesamte Verwaltung und Wartezeit von Containern am Schiffsterminal zu minimieren. Der DBAP ist keine deterministische polynomiale Aufgabe. Daher entwickeln sie ein inhärentes, auf einem Algorithmus basierendes Experiment, um das Problem anzugehen.
Simrin und Nasir stellen fest, dass mehrere Methoden formuliert wurden, um das Problem der Liegeplätze und der Zuweisung zu lösen (Simrin & Nasir 3630). Die Ansätze veranschaulichen mögliche Wege zur Lösung des Problems. Eine Reihe dieser Methoden konzentriert sich auf das Problem der statischen Zuweisung von Liegeplätzen (SBAP). Andere Methoden konzentrieren sich auf das Problem der dynamischen Zuweisung von Liegeplätzen (DBAP). Um eine Lösung für das Liegeplatz- und Zuweisungsproblem zu finden, setzt Simrin die Lagrangesche Relaxation auf einem SBAP-Prototyp ein. Mit diesem Ansatz ist es möglich, die Methode der Schnittebene mit Matlab zu verschlüsseln.
Zitierte Werke
Ahmed Simrin, und Ali Diabat. “Das dynamische Liegeplatzzuweisungsproblem: Eine linearisierte Formulierung”. RAIRO-Oper. Res. (2015): 34-35.Print.
Chen, Jiang Hang, Der-Horng Lee, und Mark Goh. “An Effective Mathematical Formulation For The Unidirectional Cluster-Based Quay Crane Scheduling Problem”. European Journal of Operational Research 232.1 (2014): 198-208. Print.
Diabat, Ali, und Effrosyni Theodorou. “An Integrated Quay Crane Assignment And Scheduling Problem”. Computers & Industrial Engineering 73 (2014): 115-123. Print.
Diabat Ali, und Yi-Min Fu. “A Lagrangian relaxation approach for solving the integrated quay crane assignment and scheduling problem”. Applied Mathematical Modelling 39.3-4 (2015): 1194-1201. Print.
Fu, Yi-Min, und Tsai I-Tsung. “A Multi-Vessel Quay Crane Assignment And Scheduling Problem: Formulation And Heuristic Solution Approach”. Expert Systems with Applications 41.15 (2014): 6959-6965. Print.
Simrin, Ahmed, und Nasir Alkawaleet. A Lagrangian Relaxation Based Heuristic For The Static Berth Allocation Problem Using The Cutting Plane Method’. International Journal of Production Research 50.13 (2012): 3630-3642. Print.