港湾ターミナルでのゲート制御と内陸側荷役の高度化に関する研究

港口码头闸门控制研究及内陆货物装卸推进

• 批准号: 21K04530
• 负责人: 西村 悦子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04530/
• 关键词: コンテナ港湾; コンテナ配置; ターミナルレイアウト; ゲートの混雑状況; ビークル運用; ゲート前混雑緩和; 港湾コンテナターミナル; ゲート制御; 最適化モデル

港湾ターミナルのゲート前では、コンテナ搬送用トレーラーの待ち行列が、交通渋滞を招き、環境問題にも影響することから社会問題となっている。これは日本国内だけなく、諸外国の港湾周辺でも同様である。このため、行政を主体として様々な対策が実施され、その1つとして、最近、ゲート前コンテナ仮置きデポの設置が計画されている。そこで本研究では、内陸側から到着するコンテナに着目し、ゲート前のコンテナ仮置きデポの利用の有無やその運用内容を考慮したコンテナ配置の最適化アルゴリズムを構築する。当該年度では、コンテナ仮置きデポの有無を考慮せず、外来トレーラーの到着に着目したコンテナ配置問題を数理モデルにおいて、比較的短時間で最適解を得られるよう問題の捉え方ならびに定式化の改良を行った。またこれを用いてコンテナ取扱を複数まとめてコンテナ群として扱う場合のコンテナ群サイズの違いによる影響分析を行った。次に、ターミナルにおけるブロックレイアウト設計を、岸壁延長に垂直にヤードトレーラーが走行する通路を配置する問題として取り上げ、施設配置問題の応用として取り扱うことで、比較的短時間での計算で最適解を得るための数理モデルの定式化を行うことができ、Gurobiによる検証を行うことができた。ターミナルの外形での影響、ターミナルでの岸壁の利用頻度（混雑状況）をパラメータとして与え、現状を再現するモデル（例えば、長方形ターミナルなら、等間隔に通路を配置する）を構築することができた。さらに外来トレーラーの到着を考慮したコンテナ配置問題とブロックレイアウト設計の最適化のハイブリッドモデルを構築し、最適化したブロックレイアウトをもとに、岸壁とヤードの保管エリアとの間の移動距離を荷役時間に変換させ、コンテナ配置最適化を行うことで、レイアウトの評価を時間で行うモデルに拡張することができた。

港口码头门前集装箱运输拖车排起长龙，造成交通拥堵，影响环境，已成为社会问题。不仅在日本如此，其他国家的港口周围也是如此。为此，主要由政府采取了各种措施，其中之一是最近计划在门前设置一个临时集装箱堆场。因此，在本研究中，我们以内陆到达的集装箱为重点，构建了考虑门前临时集装箱堆场是否使用及其操作细节的集装箱放置优化算法。本财年，我们针对国外拖车到达情况建立了集装箱放置问题的数学模型，不考虑临时集装箱堆场的存在与否，并改进了处理问题的方法和表述，使我们能够可以在较短的时间内得到最优解。我们还用它来分析当将多个容器作为一个容器组一起处理时，不同容器组大小的影响。接下来，我们将码头的块布局设计视为一个为堆场拖车安排一条垂直于码头延伸部分的路径的问题，并将其视为设施布局问题的应用，我们可以得到一个最优解决方案在相对较短的时间内，我们能够为此制定一个数学模型，并能够使用 Gurobi 进行验证。通过考虑码头外部形状和码头使用频率的影响，我们能够构建一个再现当前情况的模型（例如，如果是矩形码头，通道等间隔布置）（拥塞情况）作为参数。此外，我们构建了考虑国外拖车到达情况并优化区块布局设计的混合模型，并基于优化的区块布局，通过计算计算出码头至堆场存储区之间的行驶距离通过将其转换为模型并优化集装箱放置，我们能够将模型扩展为基于时间评估布局的模型。

项目成果

プッシャー・バージの運航方式の違いによる経済性比較 ー複数港間ネットワークを対象としてー

不同推驳作业方式经济效益比较-多港口间瞄准网络-

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本航海学会講演予稿集
• 作者: 新谷 浩一;永岩 健一郎
• 通讯作者: 永岩 健一郎

Yard arrangement problem with the external truck arrival

外部卡车到达的堆场安排问题

• DOI: 10.1109/ieem50564.2021.9672947
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of 2021 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management
• 作者: Hirotaka Aoki;Koji Morishita;Marie Takahashi;Rea Machida;Kousuke Hirata;Atsushi Kudoh and Tsuyoshi Shirai;Etsuko Nishimura
• 通讯作者: Etsuko Nishimura

Block Layout Design Problem for Marine Container Terminals

• DOI: 10.1109/ieem55944.2022.9989678
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: 2022 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM)
• 作者: Yilong Su;E. Nishimura

The impact of foldable containers on saving containership bunker costs

可折叠集装箱对节省集装箱船燃油成本的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Koichi Shintani;Etsuko Nishimura;Akio Imai
• 通讯作者: Akio Imai

The impacts of operation method and departure-time in a multi-port pusher-barge system

多港推驳船系统操作方法和出发时间的影响

• DOI: 10.9749/jin.145.29
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Journal of Japan Institute of Navigation
• 作者: SHINTANI Koichi;NAGAIWA Ken’ichiro
• 通讯作者: NAGAIWA Ken’ichiro