战略层面针对码头进出口箱区规划的研究还不多。目前,多数集装箱码头采用集中堆放的策略。这种策略的优点是:堆场龙门吊(场桥)的连续作业时间较长,作业效率较高,堆场的规划也相对简单。但是这种策略也存在着较大的不足之处:首先,堆场的利用率偏低,短期内卸船或即将装船的集装箱主要集中于少数几个箱区,鉴于堆场允许堆存的空间的压力,后进入码头的集装箱通常会压在先进入码头集装箱的上面,从而造成装船过程中的倒箱操作,这在第2章中已经给出了比较详细的讨论,在此不再赘述。此外,由于作业只集中于堆场的某几个箱区,场桥连续作业的时间很长,一旦场桥出现故障,极易引起装卸船作业的长时间中断。
近年来,随着集装箱船舶的不断大型化与码头吞吐量的不断提升,分散堆放的码头管理策略逐渐引起了管理者与学者的关注。分散堆放策略的基本思想是将卸船作业量或装船作业量尽量分散到整个堆场。这种策略主要有两个优点。第一,由于堆存箱区的相对分散,堆场的使用率较高,可以大大减少倒箱操作。第二,由于集装箱在堆场内分布较广,如果作业过程中某些区域发生了交通阻塞、作业冲突、机械故障等意外,能够灵活调整、迅速恢复作业。
本节研究的进出口箱区规划问题为:在分散堆放策略下,一个码头的集装箱堆场中的每一个箱区应设置为进口箱区还是出口箱区?考虑的因素包括船舶的到港时间、装卸集装箱的数量、岸桥和场桥的作业效率、堆场道路的拥堵情况、外部集卡和内部集卡在场区的作业冲突等。为提高竞争力,码头管理者多以船舶的装卸效率为管理目标,因此这里以船舶的总平均装卸效率(即船舶的装卸箱总量与装卸工时数的比值)为问题的优化目标。
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