李 斌, 杨家其

(1. 武汉理工大学 交通学院,武汉 430063;2. 福建工程学院 交通运输系,福州 350108)

PID 控制框架下的集装箱码头调度算法

李 斌*1,2, 杨家其1

(1. 武汉理工大学 交通学院,武汉 430063;2. 福建工程学院 交通运输系,福州 350108)

集装箱码头物流系统(Container Terminal Logistics Systems,CTLS) 的生产调度是具有强约束巨规模 NP-Hard 性质的多目标组合优化问题,一直是理论研究和生产实践的难点和热点.本文将经典的 PID 控制引入到港口的生产调度中,CTLS 内部复杂的层次性、非线性和动态性被转化为较为简单的线性关系,形成了一种新的调度算法,并利用主动时间窗和 PID 控制的变种形式进一步定义了的多种子控制模式,帮助 CTLS 在允许的时间范围内获取计划调度中的高质量的较优解.最后,通过一个大型集装箱码头的生产实例,从通过能力、任务延迟和负载均衡等方面全面评估了所提调度算法的优劣,并给出了相应的结论.

物流工程; 调度算法;PID 控制; 集装箱码头; 负载均衡

1 引 言

集装箱码头物流系统(Container Terminal Logistics Systems,CTLS) 是典型的离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic Systems,DEDS) 、分布式控制系统(Distributed Control Systems,DCS) 和大规模并行处理系统(Massive Parallel Processing Systems,MPPS),其单个环节的生产调度往往就已经是 NP-Hard 问题,其集成生产调度更是极难获取最优解,甚至是较优解[1].更为严重的是,当前大多数研究即使能够利用启发式或智能优化算法获取质量较高的满意解,往往也具有以下的限制:①所提出的算法较为复杂,且往往是比较理想情况下面向港口局部环节某种装卸工艺的抽象模型,缺乏实用性和普适性[2];②较为贴……