論文の概要: Optimizing Container Loading and Unloading through Dual-Cycling and Dockyard Rehandle Reduction Using a Hybrid Genetic Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08534v1
- Date: Wed, 12 Jun 2024 16:47:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-14 22:37:00.709912
- Title: Optimizing Container Loading and Unloading through Dual-Cycling and Dockyard Rehandle Reduction Using a Hybrid Genetic Algorithm
- Title（参考訳）: ハイブリッド遺伝的アルゴリズムを用いたデュアルサイクルおよびドックヤードリハンドリダクションによるコンテナローディングとアンロードの最適化
- Authors: Md. Mahfuzur Rahman, Md Abrar Jahin, Md. Saiful Islam, M. F. Mridha,
- Abstract要約: クレーンによる船のコンテナの降ろしと積載の両操作を包含する統一モデルを提案する。
本稿では,1次元と2次元のGA成分からなるハイブリッド遺伝的アルゴリズム (GA) QCDC-DR-GAを提案する。
我々のモデルは2サイクルの最大化と造船所再処理の最小化の4つの最先端手法を一貫して上回っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6919386619690135
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper addresses the optimization of container unloading and loading operations at ports, integrating quay-crane dual-cycling with dockyard rehandle minimization. We present a unified model encompassing both operations: ship container unloading and loading by quay crane, and the other is reducing dockyard rehandles while loading the ship. We recognize that optimizing one aspect in isolation can lead to suboptimal outcomes due to interdependencies. Specifically, optimizing unloading sequences for minimal operation time may inadvertently increase dockyard rehandles during loading and vice versa. To address this NP-hard problem, we propose a hybrid genetic algorithm (GA) QCDC-DR-GA comprising one-dimensional and two-dimensional GA components. Our model, QCDC-DR-GA, consistently outperforms four state-of-the-art methods in maximizing dual cycles and minimizing dockyard rehandles. Compared to those methods, it reduced 15-20% of total operation time for large vessels. Statistical validation through a two-tailed paired t-test confirms the superiority of QCDC-DR-GA at a 5% significance level. The approach effectively combines QCDC optimization with dockyard rehandle minimization, optimizing the total unloading-loading time. Results underscore the inefficiency of separately optimizing QCDC and dockyard rehandles. Fragmented approaches, such as QCDC Scheduling Optimized by bi-level GA and GA-ILSRS (Scenario 2), show limited improvement compared to QCDC-DR-GA. As in GA-ILSRS (Scenario 1), neglecting dual-cycle optimization leads to inferior performance than QCDC-DR-GA. This emphasizes the necessity of simultaneously considering both aspects for optimal resource utilization and overall operational efficiency.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,港湾におけるコンテナアンロードおよびローディング操作の最適化に対処し,クエーククレーン二重サイクルとヤードリハンドルの最小化を併用する。
クレーンによる船のコンテナの降ろしと積載の両操作を包含する統一モデルを提案する。
分離の1つの側面を最適化することは、相互依存による最適以下の結果につながると認識している。
具体的には、最小限の操作時間でアンローディングシーケンスを最適化することは、ロード中の造船所のハンドルを不注意に増加させ、その逆も可能である。
このNPハード問題に対処するために,1次元と2次元のGA成分からなるハイブリッド遺伝的アルゴリズム (GA) QCDC-DR-GAを提案する。
我々のモデルであるQCDC-DR-GAは、2サイクルの最大化と造船所再処理の最小化の4つの最先端手法を一貫して上回っている。
これらの方法と比較して、大型船舶の総運用時間の15-20%を短縮した。
2尾対t-testによる統計的検証により,QCDC-DR-GAの5%の有意差が認められた。
このアプローチは、QCDC最適化と造船所再処理の最小化を効果的に組み合わせ、総降ろし時間を最適化する。
結果は,QCDCと造船所の再処理を個別に最適化する非効率性を裏付けるものである。
2レベルGAとGA-ILSRS(Scenario 2)で最適化されたQCDCスケジューリングのようなフラグメンテッドアプローチは、QCDC-DR-GAと比較して改善が限られている。
GA-ILSRS(Scenario 1)と同様、二重サイクル最適化を無視するとQCDC-DR-GAよりも性能が劣る。
これは、最適な資源利用と全体の運用効率の両方を同時に考慮することの必要性を強調している。
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