集装箱码头中车辆与起重机协调的无缝任务调度：一种时空优化方法 王星宇、 刘向伟、 赖金涛、 林伟蒙、 凌强、 沈阳、 赵宁、 胡佳

《Journal of Marine Science and Engineering》：Seamless Task Scheduling for Vehicle-Crane Coordination in Container Terminals: A Spatio-Temporal Optimization Approach Xingyu Wang, Xiangwei Liu, Jintao Lai, Weimeng Lin, Qiang Ling, Yang Shen, Ning Zhao and Jia Hu

　　

摘要

车辆与起重机协调的任务调度对于电气化自动化集装箱码头（ACTs）的运营效率至关重要。然而，在完全共享的调度模式下，现有研究很少关注充电引起的容量波动如何破坏双向服务-到达匹配以及服务窗口的偏移。为了解决这一问题，本研究提出了一种全面的时空优化方法。首先，建立了一个双目标模型，在电池电量（SOC）和充电器容量约束下，最小化服务-到达不匹配和车辆能耗，同时明确量化了车辆与起重机在处理接口处的对齐情况。其次，开发了一种改进的多目标算法（ST-NSGA-II），该算法结合了保持可行性的递归解码机制和时空变量邻域搜索（VNS）程序。最后，数值实验表明，与标准NSGA-II相比，ST-NSGA-II在大规模场景中显著减少了不匹配和能耗。此外，它在帕累托集质量上也优于MOEA/D，具有更高的超体积（1.301 vs. 0.960）和更低的间距值（0.102 vs. 0.185）。结果表明，所提出的时空优化方法可以有效减少交接不匹配，从而实现车辆与起重机协调的无缝任务调度。