[发明专利]岸桥QC、集卡YT和龙门吊YC的集成调度模型及其GA算法

摘要

本专利解决了港口多资源设备QC、YT和YC的集成调度问题。为此提出了一种MIP模型，由于大量的变量和约束条件，MIP模型难以处理大型实际问题。为此，开发了一种遗传算法，该算法结合了所提出的一般化算法框架。在GA中，设计了三维染色体，其将三个子问题相互关联起来。基于染色体的结构特征，引入了三对交叉算子和变异算子，每对交叉和变异算子只针对其中一个子问题。GA中的这种机制很好地匹配了集成问题的属性。此外，为了提高所提出的遗传算法的效率，设计了一种新的启发式变异算子。通过并行地应用三对交叉算子和变异算子，可以找到更好的解决方案。通过计算结果显示了所提出的算法能够较好地解决港口集成调度问题。

主权项

1.岸桥QC、集卡YT和龙门吊YC的集成调度模型，其特征是：所述模型为：Minimize C_max  (1)其中：公式(1)描述了模型的目标函数；约束条件(2)定义了所有集装箱的总完工时间；约束条件(3)计算每个作业的完成时间，并表明在通过YT将该作业转移到相应QC之后，QC可以立刻对该作业进行装载；约束条件(4)确保在通过YC将集装箱转移到储位的转移点之后，YT可以开始进行转移；约束条件(5a)，(5b)定义了系统停滞状态：约束条件(5a)描述了在YC e上作业i排在了作业j之前进行处理，约束条件(5b)描述了在YT k上作业i排在了作业j之前进行处理；约束条件(6a)，(6b)分别限制了每个YT和每个YC从其初始位置开始其第一项任务；约束条件(7a)，(7b)确保QC q上不能同时处理任务对(i，j)所包含的工作i和j；约束条件(8a)，(8b)确保每个作业仅分配给一个YT和一台YC；约束条件(9a)描述了如果作业i和j由YT k先后进行运送，则必须将作业i和j分配给YT k；约束条件(9b)针对YC限定了同样的约束；约束条件(10a)，(10b)分别确定了每个YT和每个YC的首任务。约束条件(11a)描述了如果作业i是YT k的第一个任务，则必须将作业i分配给YT k；约束条件(11b)描述了如果作业i是YC e的第一个任务，则必须将作业i分配给YC e；约束条件(12a)‑(12c)确定每个YT上的作业顺序；约束条件(13a)‑(13c)确定每台YC上的作业顺序；约束条件(14)对0‑1整数决策变量进行了限定。