مشكلة تخصيص الأرصفة

تُعدّ مسألة تخصيص الأرصفة ( المعروفة أيضًا بمسألة جدولة الأرصفة) مسألةً من مسائل NP-complete في بحوث العمليات ، وتتعلق بتخصيص مساحة الرصيف للسفن في محطات الحاويات . تصل السفن تدريجيًا، ويحتاج مشغل المحطة إلى تخصيص أرصفة لها لخدمتها (تحميل وتفريغ الحاويات) في أسرع وقت ممكن. وتؤثر عوامل مختلفة على تخصيص الرصيف والوقت لكل سفينة.

من بين النماذج الموجودة في الأدبيات، هناك أربع حالات تم رصدها بشكل متكرر:

1. مساحة رسو منفصلة مقابل مساحة رسو متصلة،
2. وصول السفن الثابت مقابل وصول السفن الديناميكي،
3. أوقات مناولة السفن الثابتة مقابل الديناميكية، و
4. مواعيد وصول السفن متغيرة.

في المسألة المنفصلة، ​​يُنظر إلى الرصيف على أنه مجموعة محدودة من المراسي. أما في المسألة المستمرة، فيمكن للسفن أن ترسو في أي مكان على طول الرصيف، وتتناول غالبية الأبحاث الحالة الأولى. في مسألة الوصول الثابتة، تكون جميع السفن موجودة بالفعل في الميناء، بينما في المسألة الديناميكية، لا يتواجد سوى جزء من السفن المراد جدولتها. وتتناول غالبية الأبحاث المنشورة في جدولة المراسي الحالة الثانية. في مسألة وقت المناولة الثابتة، تُعتبر أوقات مناولة السفن مدخلات، بينما في المسألة الديناميكية، تُعتبر متغيرات قرار. وأخيرًا، في الحالة الأخيرة، تُعتبر أوقات وصول السفن متغيرات ويتم تحسينها.

تُعدّ القيود الفنية، مثل غاطس الرسو والمسافة بين السفن ومسافة الخلوص عند نهاية الرصيف، من الافتراضات الإضافية التي اعتُمدت في بعض الدراسات التي تناولت مشكلة تخصيص الأرصفة، مما يُقرّب صياغة المشكلة من ظروف العالم الحقيقي. ويُعدّ إدخال قيود فنية على نماذج تخصيص الأرصفة الحالية أمرًا بسيطًا نسبيًا، وقد يزيد من تعقيد المشكلة، ولكنه يُبسّط استخدام الخوارزميات الاستكشافية (يُقلّل من نطاق الحلول الممكنة).

من أبرز الأهداف التي تناولتها الأدبيات ما يلي:

1. تقليل إجمالي أوقات خدمة السفينة (أوقات الانتظار والمناولة)،
2. تقليل حالات المغادرة المبكرة والمتأخرة،
3. تحسين أوقات وصول السفن،
4. تحسين الانبعاثات واستهلاك الوقود.

تمت صياغة المشكلات على أنها أحادية الهدف ومتعددة الأهداف، وكذلك أحادية المستوى وثنائية المستوى.

• عملية تصميم ميناء الحاويات
• قائمة مسائل NP-كاملة

• جولياس، ميخاليس م.؛ وآخرون  (2009). "مشكلة تخصيص الأرصفة: تحسين وقت وصول السفن". الاقتصاد البحري واللوجستيات . 11 (4): 358-377 . doi : 10.1057/mel.2009.12 . S2CID 14279733 . 
• غوان، يونغبي؛ تشيونغ، ريموند ك. (2004). "مشكلة تخصيص الأرصفة: نماذج وطرق حل". مجلة OR Spectrum . 26 (1): 75-92 . doi : 10.1007/s00291-003-0140-8 . S2CID 67751655 . 
• بينيدو، مايكل ل. (2008). الجدولة: النظرية والخوارزميات والأنظمة . نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-0-387-78934-7.
• بريانو سي، بريانو إي، بروتزوني إيه جي، ريفيتريا آر. (2005) نماذج لدعم الخدمات اللوجستية البحرية: دراسة حالة لتحسين تخطيط المحطات. مؤرشف في 3 أغسطس 2019 على موقع Wayback Machine . المؤتمر الأوروبي التاسع عشر للنمذجة والمحاكاة. 1-4 يونيو 2005، ريغا، لاتفيا
• براون جي جي، كورميكان كي جي، لوفونغبانيتش إس، وويديس دي بي. تحسين إرساء الغواصات باستخدام حافز الاستمرارية . بحوث اللوجستيات البحرية. المجلد 44، 1997، الصفحات  301-318.
• براون جي جي، لوفونغبانيتش إس، وثورمان كيه بي. تحسين رسو السفن. بحوث اللوجستيات البحرية، المجلد 41، 1994، الصفحات  1-15.
• كانوناكو، ب.، ليجاتو، ب.، مازا، ر.، موسمانو، ر. نموذج شبكة الانتظار لإدارة عمليات رافعة الرصيف . الحوسبة وبحوث العمليات، المجلد 35 (8)، 2008، الصفحات  2432-2446.
• كوردو، جيه.-إف.، لابورت، جي.، ليجاتو، بي.، موتشيا، إل. نماذج وأساليب بحث محظورة لحل مشكلة تخصيص الأرصفة . علوم النقل. المجلد 39، 2005، الصفحات  526-538.
• داي، جيه.، ليو، دبليو.، مورثي، آر.، وتيو، سي.-بي. تحسين تخطيط تخصيص الأرصفة في محطات الحاويات . http://www.bschool.nus.edu.sg/staff/bizteocp/berthplanningjuly2004.pdf%5B%5D
• دراغوفيتش، ب.، بارك ن.ك، رادميلوفيتش ز. تقييم أداء وصلة السفينة بالرصيف: المحاكاة والأساليب التحليلية . السياسة والإدارة البحرية، المجلد 33 (3)، 2006، ص  281-299.
• إدموند إي دي، وماجز آر بي، 1978. ما مدى فائدة نماذج الطوابير في قرارات الاستثمار في الموانئ لأرصفة الحاويات؟ مجلة جمعية بحوث العمليات، المجلد 29، 1978، الصفحات  741-750.
• غولياس، م.م. (2011). صياغة ثنائية الأهداف لتخصيص الأرصفة لمراعاة عدم اليقين في وقت مناولة السفن . مجلة الاقتصاد البحري واللوجستيات. 13: 419-441
• جولياس، م.م.، وهارالامبيدس، هـ.إ. جدولة الأرصفة باستخدام دوال التكلفة المتغيرة . (2011) مجلة الاقتصاد البحري واللوجستيات. 13: 174-189
• غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس، إفستاثيو سي (2010) مشكلة جدولة الأرصفة: تعظيم إنتاجية الأرصفة وتقليل استهلاك الوقود وانبعاثات الغازات . سجل أبحاث النقل: مجلة مجلس أبحاث النقل، النقل البحري وعمليات الموانئ، 2166، 20-27.
• جولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس (2010) مشكلة جدولة الأرصفة المنفصلة: نحو صياغة رياضية موحدة . سجل أبحاث النقل: مجلة مجلس أبحاث النقل، نمذجة نقل البضائع والتخطيط واللوجستيات، 2168، 1-8.
• غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس، تابوادا إيه إتش (2010) نهج متعدد الأهداف لاتخاذ القرارات والتحليل لمشكلة جدولة الأرصفة . المجلة الدولية لإدارة مشاريع تكنولوجيا المعلومات، 1(1)، 54-73.
• ساهاريديس جي كي دي، غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس، إيرابيتريتو إم (2009) مشكلة جدولة الأرصفة مع تمييز العملاء: نهج منهجي جديد قائم على التحسين الهرمي . المجلة الدولية لتكنولوجيا التصنيع المتقدمة، 46(1-4)، 377-393.
• غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس (2009) جدولة أرصفة السفن بناءً على وقت الخدمة لتمييز العملاء. بحوث النقل الجزء هـ: مراجعة اللوجستيات والنقل، 45(6)، 878-892.
• غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس (2009) طريقة استدلالية قائمة على تحسين لامدا لمشكلة جدولة الأرصفة المنفصلة. بحوث النقل الجزء ج، 18(5)، 794-806.
• غولياس إم إم، بويل إم، ثيوفانيس إس (2009) خوارزمية قائمة على تقسيم نافذة زمنية تكيفية لمشكلة جدولة الأرصفة المنفصلة والديناميكية. سجل أبحاث النقل: مجلة مجلس أبحاث النقل، نمذجة الشبكات، 2091، 21-30.
• بويل، م.، غولياس، م.م.، ثيوفانيس، س. (2009). جدولة موارد الرسو في محطة حاويات بحرية باستخدام الخوارزميات الجينية: البحوث الحالية والمستقبلية. في: بينهيرو دوس سانتوس، ويلينغتون وآخرون (محررون)، الحوسبة التطورية . فوكوفار: إن-تيه. ISBN 978-953-307-008-7، الصفحات  61-76.
• غوان واي، شياو دبليو كيو، تشيونغ آر كيه، ولي سي إل. نموذج جدولة مهام متعدد المعالجات لتخصيص الأرصفة: تحليل استدلالي وتحليل أسوأ الحالات . رسائل بحوث العمليات، المجلد 30، 2002، الصفحات  343-350.
• Han M., Ping L., and Sun J. “ The Algorithm For Berth Schuling Problem By The Hybrid Optimization Strategy GASA ”, 9th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, ICARCV, 2006.
• Hansen P., and Oguz C. ملاحظة حول تركيبات مشاكل تخصيص الأرصفة الثابتة والديناميكية . تقرير، دفاتر جيراد، G-2003-20، 2003.
• هانسن، ب.، أوغوز، ج.، وملادينوفيتش، ن. البحث عن الجوار المتغير لتخصيص رصيف بأقل تكلفة. المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 131 (3)، 2008، ص  636-649.
• إيماي أ.، جيه تي. تشانغ، إي. نيشيمورا، وإس. باباديميتريو. مشكلة تخصيص الأرصفة مع أهداف وقت الخدمة ووقت التأخير، الاقتصاد البحري واللوجستيات، المجلد 9، 2007، الصفحات  269-290.
• إيماي أ.، ناغايوا ك.، تات سي دبليو. التخطيط الفعال لتخصيص الأرصفة لمحطات الحاويات في آسيا . مجلة النقل المتقدم، المجلد 31، 1997، الصفحات  75-94.
• إيماي أ.، نيشيمورا إي.، وباباديميتريو س. تخصيص الأرصفة مع أولوية الخدمة. مؤرشف في 2019-08-03 على موقع Wayback Machine . أبحاث النقل الجزء ب، المجلد 37، 2003، الصفحات  437-457.
• إيماي أ.، نيشيمورا إي.، هاتوري م.، وباباديميتريو س. تخصيص الأرصفة في الأرصفة المتداخلة لسفن الحاويات العملاقة . المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 179 (2)، 2007، الصفحات  579-593.
• إيماي أ.، صن إكس.، نيشيمورا إي.، وباباديميتريو إس. تخصيص الأرصفة في ميناء حاويات: استخدام نهج فضاء الموقع المستمر . بحوث النقل الجزء ب، المجلد 39، 2005، الصفحات  199-221.
• إيماي، أ.، نيشيمورا، إ. وباباديميتريو، س. إرساء السفن في محطة حاويات متعددة المستخدمين ذات سعة رصيف محدودة . بحوث النقل الجزء هـ، المجلد 44 (1)، 2007، ص  136-151.
• إيماي، أ.، نيشيمورا، إ. وباباديميتريو، س. تصحيح لـ "مشكلة تخصيص الأرصفة الديناميكية لميناء حاويات". بحوث النقل الجزء ب، المجلد 39 (3)، 2005 أ، ص  197.
• إيماي، أ.، نيشيمورا، إ.، باباديميتريو، س. مشكلة تخصيص الأرصفة الديناميكية لميناء حاويات . بحوث النقل الجزء ب، المجلد 35، 2001، ص  401-417.
• إيريس، سي.، باتشينو، دي.، روبك، إس.، لارسن، إيه.، مشكلة تخصيص الأرصفة المتكاملة وتخصيص رافعات الرصيف: نماذج تقسيم المجموعات والنتائج الحسابية . بحوث النقل الجزء هـ، المجلد 81، 2015، الصفحات  75-97.
• كيم كيه إتش، ومون كيه سي. جدولة الأرصفة بواسطة التلدين المحاكي . بحوث النقل الجزء ب، المجلد 37، 2003، الصفحات  541-560.
• لاي كيه كيه، وشيه كيه. دراسة حول تخصيص أرصفة الحاويات . مجلة النقل المتقدم، المجلد 26، 1992، الصفحات  45-60.
• لي دي إتش، سونغ إل، ووانغ إتش.، خوارزمية جينية لنموذج برمجة ثنائي المستوى لتخصيص الأرصفة وجدولة رافعات الرصيف. وقائع الاجتماع السنوي لمجلس أبحاث النقل لعام 2006. واشنطن العاصمة، 2006.
• لي، واي. وتشين، واي.-سي. طريقة استدلالية للتحسين لمشكلة جدولة الأرصفة . المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، 2008 (قيد النشر).
• ليجاتو، ب. ومازا، ر. تخطيط الأرصفة وتحسين الموارد في محطة حاويات عبر محاكاة الأحداث المنفصلة . المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 133 (3)، 2001
• لي سي إل، كاي إكس، ولي سي واي. جدولة باستخدام نمط المهام المتعددة على معالج واحد . معاملات معهد مهندسي الصناعة. المجلد 30، 1998، الصفحات  433-445.
• ليم أ. مشكلة تخطيط الرصيف . رسائل بحوث العمليات. المجلد 22، 1998، ص  105-110.
• لوكوجي، ب. وألاهاكون، ب. تحسين القدرة على التكيف في جدولة السفن الآلية في موانئ الحاويات باستخدام وكلاء البرمجيات الذكية . المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 177 (3)، 2007، الصفحات  1985-2015.
• ميرسمانز، بي جيه إم وديكر، آر. بحوث العمليات تدعم مناولة الحاويات. تقرير المعهد الاقتصادي القياسي EI 2001-22، جامعة إيراسموس، هولندا، 2001.
• مايسل إف. وبيرويرث سي.، دمج تخصيص الأرصفة وتخصيص الرافعات لتحسين استخدام الموارد في محطة حاويات الميناء البحري . وقائع بحوث العمليات، المجلد 2005، سبرينغر برلين هايدلبرغ، 2006.
• مايزل، ف. (2009). تخطيط العمليات الساحلية في محطات الحاويات . فيزيكا-فيرلاغ برلين هايدلبرغ.
• Meisel, F., and Bierwirth, C. (2009) Heuristics for the integration of crane production in the barte allocation problem . Transportation Research Part E 45(1): 196-209.
• موناكو، إم إف وسمارا، إم. مشكلة تخصيص الأرصفة: صياغة قوية تم حلها بواسطة نهج لاغرانج ، علوم النقل، المجلد 41، العدد 2، 2007، ص  265-280.
• مورثي ر. وتيو سي بي. إدارة الأرصفة في محطات الحاويات: مشكلة تصميم النموذج . مجلة OR Spectrum. المجلد 28 (4)، 2006، الصفحات  495-518.
• نيكولاو إن إس. تخطيط الأرصفة من خلال تقييم الازدحام والتكلفة . مجلة قسم الطرق السريعة المائية. وقائع الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين، المجلد 93، 1967، الصفحات  107-132.
• نيشيمورا إي، إيماي أ، باباديميتريو س. تخطيط تخصيص الأرصفة في نظام الأرصفة العامة باستخدام الخوارزميات الجينية. المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 131، 2001، الصفحات  282-292.
• نوتيبوم، تي إي. عامل الوقت في خدمات الخطوط البحرية. الاقتصاد البحري واللوجستيات، المجلد 8 (1)، 2006، ص  19-39.
• بارك إم واي، وكيم إتش كيه إيه. طريقة جدولة رافعات الرصيف والساحل . مجلة OR Spectrum، المجلد 25، 2003، الصفحات  1-23.
• بارك، كيه تي وكيم، كيه إتش. جدولة أرصفة محطات الحاويات باستخدام تقنيات تحسين التدرج الفرعي . مجلة جمعية بحوث العمليات، المجلد 53، 2002، الصفحات  1054-1062.
• ستالبوك، ر. وفوس، س. بحوث العمليات في محطات الحاويات: تحديث للأدبيات . OR Spectrum، المجلد 30، 2007، ص  1-52.
• ستينكن، د.، فوس، س. وستالبوك، ر. تشغيل محطات الحاويات وبحوث العمليات - تصنيف ومراجعة الأدبيات . OR Spectrum، المجلد 26، 2004، الصفحات  3-49.
• ثيوفانيس إس، بويل إم، غولياس إم إم (2009) تخطيط أرصفة محطات الحاويات: مراجعة نقدية لمناهج البحث والتحديات العملية. سجل أبحاث النقل: مجلة مجلس أبحاث النقل، النقل البحري وعمليات الموانئ، 2100، 22-28.
• تونغ، سي جيه، لاو، إتش سي وليم، إيه. تحسين مستعمرة النمل لمشكلة رسو السفن . وقائع المؤتمر الآسيوي لعلوم الحاسوب (ASIAN)، ص  359-370، 1999.
• أومانغ، ن.، بيرلاير، م.، وفكا، إ. طرق دقيقة واستدلالية لحل مشكلة تخصيص الأرصفة في موانئ البضائع السائبة . بحوث النقل الجزء هـ: مراجعة اللوجستيات والنقل، المجلد 54، 2013، الصفحات  14-31.
• فيس، إيفا ودي كوستر، ر. إعادة شحن الحاويات في محطة الحاويات: نظرة عامة . المجلة الأوروبية لبحوث العمليات، المجلد 147، 2003، الصفحات  1-16.
• وانغ ف، ليم أ (2007) بحث شعاعي عشوائي لمشكلة تخصيص الأرصفة . أنظمة دعم القرار، المجلد 42، 2007، الصفحات  2186-2196.
• تشو ب، كانغ هـ، ولين ل. (2006) نموذج تخصيص ديناميكي للأرصفة قائم على الاعتبارات العشوائية . وقائع المؤتمر العالمي السادس للتحكم الذكي والأتمتة. داليان، الصين.
• كرم، أ.، وإب.ب. الطويل. " طريقة جديدة لتخصيص الأرصفة ورافعات الرصيف والشاحنات الداخلية في محطات الحاويات ". المؤتمر الدولي لعلوم اللوجستيات والمعلوماتية والخدمات (LISS)، 2015. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، 2015.
• البغدادي، ت.، بدر الدين، م.، وجونز، د. (يوليو 2016). تطوير أساليب البحث المحلي لحل مشكلة تخصيص الأرصفة وتخصيص رافعات الرصيف المتكاملة . في مؤتمر IEEE للحوسبة التطورية (CEC) لعام 2016 (ص 2880-2887). IEEE.
• وانغ، سي.، مياو، إل.، تشانغ، سي.، وو، تي.، وليانغ، زد. (2023). التحسين الأمثل القوي لمشكلة تخصيص الأرصفة وتخصيص رافعات الرصيف المتكاملة . بحوث اللوجستيات البحرية (NRL)، 1-25. https://doi.org/10.1002/nav.22159