بررسی عملکرد دو روش بازیابی محلی و سراسری در مدیریت اختلال برنامه اولیه پهلوگاه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

دسته‌ای از مسائل برنامه‌ریزی بندرها که موردتوجه مقاله‌ها و پژوهش‌های زیادی قرارگرفته است، مسائل برنامه‌ریزی پهلوگاه است. برنامه‌ریزی پهلوگاه شامل دو زیر مسئله می‌شود؛ مسئله تخصیص پهلوگاه و مسئله تخصیص جرثقیل اسکله. این مقاله قصد دارد با ادغام این دو زیر مسئله در قالب یک مدل ریاضی، برنامه بهینه پهلوگاه را برنامه‌ریزی کند. برای حل مدل ریاضی برنامه‌ریزی پهلوگاه، از دو الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچگان و جستجوی ممنوعه استفاده می‌شود. از طرفی، برنامه پهلوگاه در یک محیط دارای اختلال قرار دارد؛ به این معنی که در حین اجرای برنامه ممکن است اتفاقات غیرقابل پیش‌بینی رخ دهد که اجرای برنامه اولیه پهلوگاه را با مشکل مواجه کند. این اتفاقات غیرقابل پیش‌بینی اصطلاحاً با عنوان اختلال شناخته می‌شوند که می‌تواند هزینه‌های مضاعفی را به بندر تحمیل کند و یا حتی برنامه اولیه پهلوگاه را غیرقابل اجرا کند. به همین دلیل تمرکز این مقاله بر روی بازیابی برنامه اولیه پهلوگاه در شرایط وقوع اختلال قرار گرفته است. بازیابی برنامه اولیه پهلوگاه با دو روش کلی انجام می‌گیرد؛ بازیابی سراسری و بازیابی محلی. در این مقاله دو روش بازیابی سراسری و محلی با هم مقایسه می‌شوند تا روشی که عملکرد بهینه در بازیابی برنامه اولیه پهلوگاه دارد شناسایی شود. نتایج این مقاله نشان می‌دهد که روش بازیابی محلی در مدت زمان کم‌تری به پاسخ‌های بهتری منتج می‌شود. در این مقاله برای اعتبار سنجی مدل‌ها و روش‌های بازیابی، از داده‌های ورود و خروج کشتی‌ها در بندر شهید رجایی استفاده می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying the Performance of Local and Global Recovery in the Berth Planning Disruption Management

نویسندگان [English]

  • Ali Omidvarvarpanah Ahmadabadi 1
  • Abdolreza Sheikholeslami 2
1 Master of science, Transportation Planning, School of civil engineering, Iran University of Science and Technology
2 assistant Professor, Department of transportation Planning, School of civil engineering, Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

One of the port planning problems that has been noticed in many papers and research is the berth planning problems. Berth planning includes two sub-problems; Berth Allocation Problem (BAP) and Quay Crane Assignment Problem (QCAP). This paper develops one mathematical model by integrating these two sub-problems. The berth allocation and quay crane assignment model (BAQCAP) is solved by two metaheuristic algorithms; Taboo Search (TS) and Ant Colony Optimization (ACO). On the other hand, the berth plan is located in a disturbed environment; unexpected events may occur during the execution of the plan, making it infeasible or challenging to do the initial berth plan. These unexpected events are known as disruptions, which can impose additional costs on the port or make the initial berth plan infeasible. For this reason, The primary purpose of this paper is on the berth plan recovery in the disrupted situation. the Berth plan is recovered with two methods; Global recovery and local recovery. This paper compares global and local recovery to identify the optimal method for berth plan recovery. The numerical results show the optimal performance in the local recovery method. In this paper, the data from Shahid Rajaei port is used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Berth Planning Recovery
  • Global Recovery
  • Local Recovery
  • Berth Planning
  • Disruption Management
حسن‌نایبی, ع., س. ح. ذگردی, م. امین ناصری و م. یقینی (2018). "بهینه سازی استراتژی‌های مدیریت اختلال در خطوط راه آهن شهری با استفاده از الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر." فصلنامه مهندسی حمل و نقل 9(3): 451-471.
 
Bierwirth, C. and F. Meisel (2010). "A survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals." European Journal of Operational Research 202(3): 615-627.
 
Bierwirth, C. and F. Meisel (2015). "A follow-up survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals." European Journal of Operational Research 244(3): 675-689.
 
Carlo, H. J., I. F. Vis and K. J. Roodbergen (2015). "Seaside operations in container terminals: literature overview, trends, and research directions." Flexible Services and Manufacturing Journal 27(2): 224-262.
 
Iris, Ç. and J. S. L. Lam (2019). "Recoverable robustness in weekly berth and quay crane planning." Transportation Research Part B: Methodological 122: 365-389.
 
Kim, A., H.-J. Park, J.-H. Park and S.-W. Cho (2021). "Rescheduling Strategy for Berth Planning in Container Terminals: An Empirical Study from Korea." Journal of Marine Science and Engineering 9(5): 527.
 
Lee, C.-Y. and D.-P. Song (2017). "Ocean container transport in global supply chains: Overview and research opportunities." Transportation Research Part B: Methodological 95: 442-474.
 
Li, M. Z., J. G. Jin and C. X. Lu (2015). "Real-time disruption recovery for integrated berth allocation and crane assignment in container terminals." Transportation Research Record 2479(1): 49-59.
 
Li, Q., S. Tong, C. Yang and N. Wang (2009). Optimization of operation scheme of container terminal based on disruption management. International Conference on Transportation Engineering 2009.
 
Liu, C., X. Xiang and L. Zheng (2020). "A two-stage robust optimization approach for the berth allocation problem under uncertainty." Flexible Services and Manufacturing Journal 32(2): 425-452.
 
Liu, C., L. Zheng and C. Zhang (2016). "Behavior perception-based disruption models for berth allocation and quay crane assignment problems." Computers & Industrial Engineering 97: 258-275.
 
Lu, Z.-q. and L.-f. Xi (2010). "A proactive approach for simultaneous berth and quay crane scheduling problem with stochastic arrival and handling time." European Journal of Operational Research 207(3): 1327-1340.
 
Lv, X., J. G. Jin and H. Hu (2020). "Berth allocation recovery for container transshipment terminals." Maritime Policy & Management: 1-17.
 
Rodrigues, F. and A. Agra (2021). "An exact robust approach for the integrated berth allocation and quay crane scheduling problem under uncertain arrival times." European Journal of Operational Research.
 
Rodriguez-Molins, M., M. Salido and F. Barber (2014). "Robust scheduling for berth allocation and quay crane assignment problem." Mathematical Problems in Engineering 2014.
 
Schepler, X., N. Absi, D. Feillet and E. Sanlaville (2019). "The stochastic discrete berth allocation problem." EURO Journal on Transportation and Logistics 8(4): 363-396.
 
Xiang, X., C. Liu and L. Miao (2018). "Reactive strategy for discrete berth allocation and quay crane assignment problems under uncertainty." Computers & Industrial Engineering 126: 196-216.
 
Yan, S., C.-C. Lu, J.-H. Hsieh and H.-C. Lin (2019). "A dynamic and flexible berth allocation model with stochastic vessel arrival times." Networks and Spatial Economics 19(3): 903-927.
 
Zeng, Q., Z. Yang and X. Hu (2011). "Disruption recovery model for berth and quay crane scheduling in container terminals." Engineering Optimization 43(9): 967-983.
 
Zhang, Q., Q. Zeng and H. Yang (2016). "A lexicographic optimization approach for berth schedule recovery problem in container terminals." Transport 31(1): 76-83.
 
Zhen, L., L. H. Lee and E. P. Chew (2011). "A decision model for berth allocation under uncertainty." European Journal of Operational Research 212(1): 54-68.
 
Zhou, P.-f. and H.-g. Kang (2008). "Study on berth and quay-crane allocation under stochastic environments in container terminal." Systems Engineering-Theory & Practice 28(1): 161-169.