نجمیه سادات صفرآبادی

نجمیه سادات صفرآبادی

عنوان پایان‌نامه

زمانبندی لنگرگیری کشتی ها در یک پایانه کانتینری چند اسکله ای با استفاده از الگوریتم جستجوی فاخته بهبودیافته



    دانشجو نجمیه سادات صفرآبادی در تاریخ ۳۱ شهریور ۱۴۰۳ ساعت ، به راهنمایی حسن رشیدی ، پایان نامه با عنوان "زمانبندی لنگرگیری کشتی ها در یک پایانه کانتینری چند اسکله ای با استفاده از الگوریتم جستجوی فاخته بهبودیافته" را دفاع نموده است.


    استاد راهنما
    حسن رشیدی
    استاد مشاور
    محمد بحرانی
    رشته تحصیلی
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    تاریخ دفاع
    ۳۱ شهریور ۱۴۰۳
    ساعت دفاع

    چکیده
    در بنادر کانتینری، اسکله نقش حیاتی در تعیین ظرفیت پایانهها دارد و ساخت آن هزینه بر است. بنابراین، بهبود کارایی پایانه ها ضروری است. یکی از چالشهای کلیدی در لجستیک بنادر، تخصیص فضای اسکله به کشتی های ورودی بر اساس ویژگی ها و تعداد کانتینرهاست. این پژوهش به بهینه سازی تخصیص اسکله و زمانبندی آن با در نظر گرفتن محدودیت های موجود پرداخته و بدین منظور از الگوریتم تکاملی الهام گرفته از پیاده روی تصادفی پرواز لِوی بهره گرفته است. اهداف اصلی شامل کاهش هزینه و زمان توقف کشتی ها، و تخصیص بهینه لنگرگاه ها در افق برنامه ریزی است. آزمایشهای انجام شده حاکی از نرخ همگرایی سریع الگوریتم پیشنهادی فاخته ارتقا یافته در مقایسه با سه الگوریتم های فرااکتشافی دیگر، و همچنین کاهش هزینه های ناشی از تاخیر جهت زمانبندی مناسب برای کشتی های ورودی در پایانه دریایی می باشد. در آزمایش تحلیل پایداری، الگوریتم پیشنهادی توانسته است با ۵۵ گردش میانگین هزینه راه حلهای کاندید را به ?.۹?۶ واحد پنجره زمانی برساند. این نتیجه در مقایسه با الگوریتم های فاخته پایه، بهینه ساز ازدحام ذرات و برآورد توزیع و تغیی ر توابع هدف برای هرکدام از آنها بهدست آمده است. در آزمایشهای دوم تا چهارم تغییر تعداد کشتی ها، اسکله ها و میزان اثرگذاری فاکتورهای غیر قطعی از جمله میزان اثر گذاری آب و هوا و سطح جذر بررسی شد. در این آزمایش ها زمان اجرای الگوریتم در بازه کم تر از یک ثانیه تا حداکثر شش ثانیه بوده و نرخ بهره وری اسکله ب ه حداکثر میزان ?۸۶ رسیده است. نهایتا در آزمایش پنجم و ششم مقایسه عملکردی ، بین الگوریتم پیشنهادی با سه الگوریتم دیگر و رویکرد اولویت پردازش بر اساس ترتیب ورود و بر روی دو مجموعه داده مختلف صورت گرفته است. در این آزمایش ها نرخ همگرایی در فاخته ارتقا یافته به سرعت کاهش یافته است و به میانگین ?.?۸?۵ در ثانیه رسیده است که این نشان از سرعت باالی این الگوریتم در کشف راه حل های دقیق مسئله است.
    Abstract

      In container ports, the wharf plays a key role in determining the capacity of terminals and its construction is costly. Therefore, improving the efficiency of terminals is essential. One of the key challenges in port logistics is the allocation of wharf space to incoming ships based on their characteristics and container numbers. This study focuses on optimizing the allocation of wharf space and its scheduling, taking into account existing constraints, using an evolutionary algorithm i  ired by Levy Flight. The main objectives include reducing the cost and time of ship stays, and optimal allocation of berths in the planning horizon. The experiments carried out indicate the effect of the fast convergence rate of the proposed algorithm, known as Enhanced Levy Flight, compared to other meta-heuristic algorithms, as well as the reduction of costs due to delayed scheduling for incoming ships in the port terminal. In the stability analysis experiment, the proposed algorithm was able to achieve an average cost of ۴.۹۳۶ units in a specified time window, with ۵۵ iterations. This result was obtained by comparing the proposed algorithm to other baseline algorithms, including particle swarm optimization, simulated annealing, and changing objective functions. In the second to fourth experiments, changes in the number of ships, wharfs, and the impact of uncertain factors, such as weather and tidal levels, were investigated. In these experiments, the execution time of the algorithm was less than one second to a maximum of six seconds, and the wharf utilization efficiency reached a maximum of ۸۶%. Finally, in the fifth and sixth experiments, a functional comparison was made between the proposed algorithm and three other algorithms, as well as a priority processing approach based on the order of arrival, using two different datasets. In these experiments, the convergence rate of the Enhanced Levy Flight algorithm decreased rapidly and reached an average of ۰.۱۸۳۵ units, indicating the high speed of this algorithm in finding accurate solutions to the problem