نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی عمران، گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، ، دانشگاه علم‌وصنعت ایران

2 کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی عمران، گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم‌وصنعت ایران

3 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی عمران، گرایش برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشگاه علم‌وصنعت ایران

چکیده

در این پژوهش مسئله تخصیص دینامیک و گسسته پهلوگاه با هدف کمینه کردن میزان تاخیر خروج کل کشتی‌ها در بندر کم‌عمق شهید رجایی ایران مورد مطالعه قرار گرفته است. مشکل بندر کم عمق شهید رجایی عمق کم کانال دسترسی آن است. توضیح اینکه وقتی که جزر اتفاق می‌افتد کشتی‌هایی که عمق آبخور زیادی دارند قادر به عبور از کانال نیستند و باید منتظر بمانند تا مد اتفاق افتاده و عمق کانال دسترسی به حد قابل عبوری برسد. مدل پیشنهادی این پژوهش یک مدل خطی عددصحیح مختلط است که قادر است اثر پدیده جزرومد در کانال دسترسی بر مسئله تخصیص پهلوگاه را با هر دقتی در نظر بگیرد. برای اعتبارسنجی مدل، ابتدا نتایج وضع موجود عملیات تخلیهوبارگیری بندر شهید رجایی با نتایج حاصل از مدل پیشنهادی مقایسه شده است. نتایج نشان داده‌اند مدل پیشنهادی میتواند مقدار تاخیر خروج کشتیها را به مقدار قابل ملاحظهای کاهش دهد. سپس به بررسی حساسیت مدل نسبت به عمق کانال دسترسی پرداخته شده است. نتایج نشان داده‌اند که لایروبی کانال می‌تواند تاثیر بسزایی در کاهش تاخیر خروج کشتی‌ها و بهبود عملکرد بندر کانتینری شهید رجایی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Dynamic and discrete berth allocation problem in container port considering tidal effect

نویسندگان [English]

  • Abdolreza Sheikholeslami 1
  • Mehdi Mardani 2
  • Ehsan Ayazi 3

1 Assistant professor, Department of civil engineering, Iran University of Science and Technology.

2 Department of civil engineering, Iran University of Science and Technology.

3 School of civil engineering, iran university of science and technology.

چکیده [English]

In this paper a dynamic and discrete berth allocation problem with objective of minimizing total departure delay in Shahid-Rajaee container port is studied. The matter in Shahid-Rajaee container port is low depth of its access channel. When low-depth tide occurs, vessels with deep-draft are not able to pass the channel. Thus they have to wait until high-depth tide occurs and the draft of access channel reach to a passable depth for the vessels. The proposed model is a mix integer linear programming model that is able to consider the effect of tidal phenomenon with each accuracy degree. For evaluating validation of the proposed model first the proposed model is compared to existing operations of Shahid-Rajaee container port. The results show that applying the proposed berth allocation model can improve operations and significantly decrease vessel delayed departures. Next sensitivity analysis for depth of the access channel is proposed. The results have shown dredging of the access channel could have significant influence in reducing departure delays and improving the operation quality of Shahid-Rajaee container port.

کلیدواژه‌ها [English]

  • maritime transportation
  • container terminal
  • berth allocation
  • berth scheduling

[1] Imai, Nishimura, E., & Papadimitriou, S, “The Dynamic Berth Allocation Problem for a Container Port”, Transportation Research. Part B: Methodological, Vol.35, No.4, pp.401- 417, 2001.

[2] S. Theofanis, M. Boile, and M. Golias, “Container Terminal Berth Planning”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol.2100, pp.22-28, 2009.

[3] میربها, بابک و علی داداشی، ارایه مدل برنامه ریزی تخصیص پهلوگاه در پایانه‌های کانتینری با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود، هفدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی حمل و نقل و ترافیک، تهران، معاونت و سازمان حمل و نقل ترافیک، ۱۳۹۶.

[4] Bierwirth, C. and Meisel, F., “A Survey of Berth Allocation and Quay Crane Scheduling Problems in Container Terminals”, European Journal of Operational Research, Vol.202, No.3, pp.615–627, 2009.

[5] Cordeau, J. F., Laporte, G., Legato, P. and Moccia, L, “Models and Tabu Search Heuristics for the Berth Allocation Problem”, Transportation Science, Vol.39, pp.526-538, 2005.

[6] Buhrkal, K., Zuglian, S., Ropke, S., Larsen, J. and Lusby, R, “Models for the Discrete berth Allocation Problem: A Computational Comparison”, Transportation Research Part E, Vol.47, No.4, pp.461-473, 2011.

[7] Golias, M., I. Portal, D. Konur, E. Kaisar and G. Kolomvos, “Robust Berth Scheduling at Marine Container Terminals via Hierarchical Optimization”, Computers & Operations Research, Vol. 41, pp.412-422, 2014.

[8] Li, C.L., Cai, X. and Lee, C.Y., “Scheduling with Multiple-Job-on-One-Processor Pattern”, IIE Transactions on Scheduling and Logistics, Vol.30, No.5, pp.433–445, 1998.

[9] Kim, K. and Moon, K, “Berth Scheduling by Simulated Annealing”, Transportation Research Part B, Vol.37, pp.541-560, 2003.

[10] Du, Y., Q. Chen, X. Quan, L. Long and R. Y. Fung, “Berth Allocation Considering Fuel Consumption and Vessel Emissions”, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol. 47, No. 6, pp.1021-1037.

[11] Xu, D., Li C. and Leung, J., “Berth Allocation with Time-Dependent Physical Limitations on Vessels”, European Journal of Operational Research, Vol.216, pp.47–56, 2012.

[12] Umang, N., Bierlaire, M. and Vacca, I., “Exact and Heuristic Methods to Solve the Berth Allocation Problem in Bulk Ports”, Transportation Research Part E, Vol.54, pp.14–31, 2013.

[13] Barros, V. H., Costa, T.S., Oliveira, A.C.M. and Lorena, L.A.N, “Model and Heuristic for Berth Allocation in Tidal Bulk Ports with Stock Level Constraints”, Computers and Industrial Engineering, Vol.60, No.4, pp.606, 2011.

[14] Sheikholeslami, A., Ilati, G. and Kobari, M., “The Continuous Dynamic Berth Allocation Problem at a Marine Container Terminal with Tidal Constraints in the Access Channel”, International Journal of Civil Engineering, Vol.12, No.3, pp.344-353, 2014.

[15] Lin S.W., Ying, K.C., and Wan, S.Y.,  “Minimizing the Total Service Time of Discrete Dynamic Berth Allocation Problem by an Iterated Greedy Heuristic”, The Scientific World Journal, 2014.

[16] Saadaoui, Yousra, Nitish Umang, and Emma Frejinger, “A Column Generation Framework for Berth Scheduling at Port Terminals”, Cirrelt  2015.

[17] Gharehgozli, Amir Hossein, Debjit Roy, and René de Koster, “Sea Container Terminals: New Technologies and OR Models”, Maritime Economics & Logistics, Vol.18, No.2, pp.103–140, 2016.

[18] Dragović, B., Ernestos T., and Nam K.P., “Simulation Modelling in Ports and Container Terminals: Literature Overview and Analysis by Research Field, Application Area and Tool.” Flexible Services and Manufacturing Journal, Vol.29, No.1, pp.4–34, 2017.

[19] Tsai, A.H., Lee C.N., Wu, J.S., and Chang, F.S., “Novel Wharf-Based Genetic Algorithm for Berth Allocation Planning.” Soft Computing, Vol.21, No.11, pp.2897–2910, 2017.

[20] Sheikholeslami, A., & Ilati, R., “A Sample Average Approximation Approach to the Berth Allocation Problem with Uncertain Tides”. Engineering Optimization, Vol.50, No.10, pp.1772-1788, 2018.