1．目的及意义

1.1 课题背景及研究意义

港口是国家和经济发展中的重要基础设施，它承载着一个国家对外贸易和区域经济协调发展的重要使命，能够直接拉动城市和腹地区域经济快速增长。集装箱港口的作用是为集装箱船舶的停靠和船舶上的集装箱装卸提供专门的作业场所，还有为集装箱提供堆放、中转等作业，在集装箱的水运和陆运的运输中起连接点的作用。集装箱码头的功能和作用决定了其需要通过运用大型智能化的机械和高效率大规模的生产运作流程模式，使得集装箱码头和集装箱船构成一个完整的高效的生产运作系统，以确保码头的集装箱作业系统的顺畅高效率运行。

根据对集装箱的作业功能的不同，集装箱码头的平面布局一般可主要分为码头前沿、前方堆场和后方堆场三个部分。码头前沿包括泊位、岸桥和集卡等硬件设施。前方堆场一般指的是集装箱堆场，主要有场桥和集卡等设备。后方堆场主要是由间口、控制室、维修车间、集装箱货运站等设施组成。集装箱码头进口作业流程如图1.1所示。根据集装箱码头的硬件设施和布局对集装箱装卸作业的环节不同，集装箱码头的作业系统可分为四类：码头前沿作业系统、水平运输系统、堆场作业系统和堆场后方作业系统。

图1.1集装箱码头进口作业流程

本文主要针对码头前沿作业展开研究。码头前沿作业系统主要是为到港的集装箱船舶安排泊位和为其作业的岸桥。同时对船舶上的集装箱卸到集卡上或者是将集卡从堆场运输的集装箱装到船上，完成集装箱的任务进行集装箱的装卸。我们暂且不考虑集卡作业对系统产生的影响，只考虑泊位与岸桥的调度问题。而港口的泊位本身会受到地理环境的限制，岸桥是港口最为昂贵的作业设备之一，所以泊位和岸桥现已成为制约集装箱港口作业效率的主要瓶颈。如何根据实际情况为进港船舶分配泊位和岸桥，提升码头效率以减

少船舶在码头的逗留时间，对提升港口的整体服务水平和竞争力从而获得与其邻近港口的竞争优势有着重要的意义。

1.2 国内外研究现状

泊位分配问题(berthallocation problem，BAP)和岸桥调度问题(quaycrane assignment problem，QCAP)一直是集装箱港口优化生产运营的基础问题和热点问题，该问题也是学术界公认的NP-hard 问题，吸引了大量的学者研究。根据对这两个问题的求解方法，现有研究可以分成两大类：第一类为独立分配方法，即将泊位分配问题和岸桥调度问题独立分开求解；第二类为集成分配方法，即将泊位分配问题和岸桥分配问题作为一个整体来考虑。

1.2.1 独立分配方法