海铁联运模式下自动化码头进口集装箱调度优化研究
摘要
海铁联运是集装箱远洋运输的重要运输方式，码头作为陆海连接点，直接影响集装
箱的集疏运效率。面对快速增长的航运需求，自动化码头以高效的集疏运能力受到港口
企业的青睐，加快建设、升级自动化码头以适应海铁联运成为众多港口未来的发展方向。
很显然，随着港口集疏运技术的更新迭代，不断涌现新的码头作业模式，而传统模式与
新模式的优缺点是一个值得深入探讨的问题。
鉴于此，本文从进口集装箱卸货的角度分析海铁联运的作业调度过程，将海铁联运
作业过程拆分并分段展开研究，并明确各阶段作业的耦合关系，这样既能降低求解问题
的复杂度，又能深入分析分段作业的调度优化方案。本文将海铁联运模式的作业过程分
为两大部分，即从集装箱船运输至编排场的初次转运过程和从编排场到铁路堆场的二次
转运过程，集装箱在编排场的安置分配方案会影响集装箱的两次转运过程。针对初次转
运过程，可以要求岸桥更加频繁地在轨道移动作业以追求一线作业效率的提升，而对二
次转运过程，空中智轨作为一项新型运输方式，其优劣势值得深入分析。基于上述分析，
本文做了以下研究：
第一，本文分别建立关于两次转运过程的混合整数规划模型，并提出各自的求解方
案。对于初次转运过程，本文设计了两阶段启发式求解框架，能够在可接受的时间内解
Cplexε
决等求解器难以直接求解的较大规模算例；对于二次转运过程，本文采用约束法
求解双目标模型，以探究空中智轨在帕累托前沿解集中的影响。最终，基于两次转运过
程的耦合机制，综合评估集装箱在编排场的安置方案对两次转运过程的影响。
第二，对两阶段启发式求解框架中的算法展开参数调优分析，提高解的质量。求解
框架中涉及两种算法：一方面，分析变邻域搜索算法中各算子组合的影响，从中选出优
势组合；另一方面，调整自适应大领域搜索算法的学习速率等参数，选取优质参数参与
VNSALNS
后续的实证研究，结果显示在初始解的基础上利用和算法进行初始解改进
的求解框架求解效果最好。
第三，从定性和定量两个方面分析在一线作业过程中现实因素的影响。在量化分析
方面，在建模过程中，考虑到岸桥的安全作业间隔、空中智轨在轨道上的运输线路等约
束，对比约束对调度作业方案的影响；另一方面，对于模型中较为模糊且难以量化的基
础性假设，本文进行了补充性分析与说明，并提出相应的保障性措施。
关键词：海铁联运；自动化码头；空中智轨；邻域搜索
海铁联运模式下自动化码头进口集装箱调度优化研究
Abstract
Sea-railtransportisanimportantmodeoftransportationforcontainerocean
transportation.Asalandseaconnectionpoint,terminalsdirectlyaffecttheefficiencyof
containercollectionanddistribution.Inthefaceofrapidlygrowingshippingdemand,
automatedterminalsarefavoredbyportenterpriseswithefficientcollectionanddistribution
capabilities.Acceleratingtheconstructionandupgradingofautomatedterminalstoadaptto
sea-railintermodaltransportationhasbecomethefuturedevelopmentdirectionofmanyports.
Obviously,withtheupdatinganditerationofportcollectionanddistributiont