توصيفگر ها :
حمل‌ونقل دريايي , جرثقيل اسكله , مدل‌هاي رياضي , الگوريتم ابتكاري رديف غلتان , مقدار ديركرد
چكيده فارسي :
حمل‌ونقل دريايي يكي از مهم‌ترين كانال‌هاي جابه‌جايي محصولات در سرتاسر دنيا است كه افزايش كارايي آن بسيار حائز اهميت است. يكي از روش‌هاي جابه‌جايي محصولات از طريق اين كانال، جايگذاري محصولات در كانتينرها و جابه‌جايي آنها توسط كشتي‌ها ميان بنادر است. در عمليات ترمينال‌هاي دريايي از جرثقيل‌ها استفاده مي‌شود. جرثقيل‌ها تجهيزات گران‌قيمتي هستند كه افزايش كارايي آنها باعث افزايش نرخ جابه‌جايي محصولات ميان بنادر كانتينري مي‌شود. در ادبيات موضوع معمولاً كمينه كردن زمان تكميل انجام آخرين كار به‌عنوان تابع هدف مسئله تعيين توالي جرثقيل اسكله در نظر گرفته مي‌شود. در حال حاضر نسل جديدي از جرثقيل‌ها، به‌نام جرثقيل‌هاي دوبازويي در بنادر براي جابه‌جايي محصولات استفاده مي‌شود. در پايان‌نامه جاري به معرفي نحوه عملكرد جرثقيل دوبازويي و مدل‌هاي رياضي و الگوريتم فراابتكاري موجود در ادبيات موضوع پرداخته مي‌شود. همچنين چند مدل برنامه‌ريزي عددصحيح مختلط و يك الگوريتم ابتكاري با نام رديف غلتان براي يافتن ترتيب تخليه مجموعه‌اي از كانتينرها به نحوي‌كه زمان تكميل انجام آخرين كار كمينه شود ارائه مي‌گردد. براي بررسي كارائي مدل‌هاي رياضي، تعداد نمونه‌هاي حل شده به‌صورت بهينه، ميانگين درصد خطا و ميانگين مدت زمان حل، محاسبه شده و نشان داده مي‌شود كه مدل‌هاي ارائه شده از مدل رياضي موجود در ادبيات موضوع براي حل مسئله كاراتر مي‌باشند. ميانگين مدت زمان حل بهترين مدل رياضي ارائه شده در نمونه‌هاي دسته كوچك داده‌هاي معيار 4 ثانيه است، در حالي‌كه ميانگين مدت زمان حل مطالعه موجود در ادبيات موضوع 55 ثانيه بوده است. به‌علاوه مدل مذكور و مدل ادبيات موضوع به‌ترتيب تعداد 7 و 2 نمونه از نمونه‌هاي دسته متوسط را به‌صورت بهينه حل كرده‌اند. در نمونه‌هاي غيربهينه نيز خطاي مدل رياضي ارائه شده كمتر بوده است. همچنين با مقايسه كيفيت روش ابتكاري الگوريتم رديف غلتان و الگوريتم فراابتكاري موجود در ادبيات موضوع، نشان داده شده است كه الگوريتم ابتكاري رديف غلتان در 32 نمونه جواب بهتري نسبت به الگوريتم فراابتكاري به‌دست آورده است. سپس به مسئله تعيين توالي جرثقيل دوبازويي با در نظر گرفتن تابع هدف حداقل كردن زمان ختم آخرين كار و تابع هدف مرتبط با ديركرد پرداخته شده است. براي اين منظور 4 نوع تابع هدف مرتبط با ديركرد شامل تابع هدف نرمال شده زمان تكميل انجام آخرين كار و تابع هدف نرمال شده مقدار ديركرد ارائه شده است. براي هر حالت مدل رياضي مناسب آن به همراه نتايج حل آن ارائه شده است. همچنين يك الگوريتم ابتكاري به نام الگوريتم ابتكاري رديف غلتان شامل كانتينرهاي اولويت‌دار و با الهام از مدل رياضي براي حل نمونه‌ها در تمام ابعاد كوچك، متوسط و بزرگ ارائه شده و ميانگين درصد خطا نسبت به جواب بهينه محاسبه و نشان داده شده كه زير 2% است.
چكيده انگليسي :
Maritime transportation is one of the most important product transportation channels around the world, so efficiency increasing is of absolute importance. To transport products using this channel, products are put into containers and transported among ports by ships. Cranes are used in maritime terminal operations. They are expensive equipment that increasing their productivity causes an increase in the movement rates among container ports. According to the literature review, minimizing the makespan is usually considered as the objective function of quay cranes sequencing problems. Currently, a new generation of cranes called dual cranes is being used for products transportation. This thesis focuses on the function of dual cranes, the mathematical model, and the meta-heuristic algorithm existing in the literature review. Furthermore, several number of mixed-integer programming models and a heuristic algorithm called rolling row is presented to find the unloading sequence of containers so that the makespan is minimized. To survey the mathematical model efficiency, the number of optimized instances, the mean of the gap percentage and the run time mean have been calculated and the superiority of the presented models compared to the existing mathematical model in the literature will be shown. The run time mean of the best model introduced in this thesis for small-scale instances, is 4 seconds, while it is 55 seconds in the existing literature. Moreover, this model and the literature review model have optimized 7 and 2 instances of the medium-scale instances, respectively. There has been a smaller gap in non-optimal instances in this mathematical model. A comparison between the rolling row algorithm and the metaheuristic one existing in the literature review has shown that the rolling row algorithm has solved 32 instances that they are better than the metaheuristic algorithm. The dual quay crane sequencing considering minimizing the makespan and the objective function related to tardiness has been dealt with. To this aim, 4 types of objective functions related to tardiness, including normalized makespan and normalized tardiness have been utilized. For each type, the appropriate mathematical model has been presented with related results. Furthermore, a heuristic algorithm called rolling row-including containers with priority, inspired by a mathematical model has been presented to solve all small, medium and large instances and the mean of the gap percentage has been calculated and shown to be under 2%.
