Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật công nghiệp: Tối ưu hóa công việc xếp container tại bãi ở cảng container

Khi xếp container một cách ngẫu nhiên vào bãi dẫn đến việc cần phải đảocác container nhiều lần khi cần bốc dỡ và làm ảnh hưởng đến hiệu suất của cần cầu cũngnhư làm tăng thời gian chờ củ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ ANH KHÔI

Tôi ưu hóa công việc xép container tại bãi ở cảng container

Chuyên ngành: KỸ THUAT CÔNG NGHIEP.Mã s6:60.52.01.17

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỎ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ ANH KHÔI

Tôi ưu hóa công việc xêp container tại bãi ở cảng container

Chuyên ngành : KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP.Mã số:1670710

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỎ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học tic eceeesssescescssccescesssscssescscaecscescesssceaceaees

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)Cán bộ chấm nhận xét 1 : - SG te S223 E3883 8888588588588 18 8585818 se eserd

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)Cán bộ chấm nhận xét 2 : - 2c ta E233 E3818 8188188588881 E58 E151 3e rd

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lýchuyền ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

il

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: LE ANH KHÔI -. 5- 5255255: MSHV: 1670710

Ngày, thang, năm sinh: 07/03/1990 -<<<-2-<<<<<s+ Nơi sinh:TPHCM

Chuyên ngành: KỸ THUAT CÔNG NGHIỆP - Mã số :

I TÊN DE TÀI: Tối ưu hóa công việc xếp container tại bãi ở cảng container

II NHIỆM VU VA NỘI DUNG: Giới thiệu cảng container và hiện trang của các cảngcontainer ở Việt Nam Đề xuất phương án để thực hiện việc xếp container ở bãi nhằmtối ưu hóa hoạt động ở bãi Thuật toán reward based được đề xuất nhăm tối ưu hóa việcxếp container ở cảng Tác giả thực hiện việc lập trình cho thuật toán bang phan mềmMatlab và tiễn hành kiểm chứng trên một mô hình khu vực nhỏ cua bãi chứa containervới một số đơn hàng nhằm kiểm tra sự tối ưu của thuật toán - -:- + cccce se se s2HI NGÀY GIAO NHIỆM VU : (Ghi theo trong QD giao dé tai) 26/02/2018

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tài)

V CAN BO HUONG DAN (Ghi rõ học hàm, học vi, họ, tên): Tiến sĩ Phan Thị Mai HàTp HCM, ngày tháng năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký)

Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vu này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh LV

iil

Lời cảm ơnSau hai năm học cao học chuyên ngành kỹ thuật công nghiệp tại khoa cơ khí thuộctrường đại hoc Bách Khoa thành phó Hồ Chí Minh, tôi đã tích lũy được những kiến thứcquý báu góp phần vào hành trang kiến thức của bản thân Băng sự biết ơn và kính trọng,tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô thuộc bộ môn kỹ thuật công nghiệp đã nhiệttình giảng dạy và hỗ trợ tác giả trong quá trình học tập và làm luận văn.

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn và lời cảm ơn sâu sắc tới cô Phan Thị Mai Hàngười đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài.Em xin trân trọng cảm ơn./.

TpHCM, ngày tháng năm

Lê Anh Khoi

TÓM TAT LUẬN VĂNHiện nay tại Việt nam có khá nhiều cảng container khắp cả nước và tập trung ở thànhphố Hồ Chí Minh (Tp HCM) Những thiết bị nâng chuyển tại các cảng chưa được tựđộng hóa nhiều nên chưa thể sử dụng hệ thống Terminal Operating System (TOS) trongquản lý vận hành một cách tối ưu hóa như các cảng trên thế giới Việc lên kế hoạch vàtriển khai sắp xếp container ở bãi chứa được làm theo kinh nghiệm nên tốn nhiều thờigian và công sức Vị trí khi xếp container vào bãi có ảnh hưởng lớn đến toàn bộ hiệusuất của cảng Khi xếp container một cách ngẫu nhiên vào bãi dẫn đến việc cần phải đảocác container nhiều lần khi cần bốc dỡ và làm ảnh hưởng đến hiệu suất của cần cầu cũngnhư làm tăng thời gian chờ của tàu và các xe tải từ đó làm tăng chi phí cho việc vận hànhcảng Việc áp dụng mô hình toán để đưa ra giải pháp sắp xếp container vào bãi một cáchhiệu quả là rất cần thiết Thuật toán reward based được đề xuất trong nghiên cứu nàynhằm tối ưu hóa vị trí xếp các confainer từ tàu hoặc từ vùng nội địa vào bãi nhằm làmtăng hiệu suất của các thiết bị tại bãi chứa và Thuật toán đã được lập trình bang phanmềm Matlab trên một môt hình nhỏ của bãi container Kết quả của thuật toán đã được sosánh với sắp xếp container một cách ngẫu nhiên như hiện nay Kết quả cho thấy việc ápdụng thuật toán reward based đã cho kết quả tốt hơn so với việc sắp xếp container mộtcách ngẫu nhiên Dựa vào kết quả nay ta có thé tiễn hành những nghiên cứu tiếp theo vềviệc sap xếp container dé tăng cường năng lực hiện hành của cảng.

ABSTRACTCurrently in Vietnam there are many container terminals throughout the country andare concentrated in Ho Chi Minh city (HCMC) The lifting equipment at the containerterminals have not been automated too much so we cannot use Terminal OperatingSystem (TOS) in managing the operation of an optimized way as the other terminals inthe world The planning and implementation of stacking container in the yard is madeaccording to experience should spend more time and effort The location when stackingon the yard had a great influence on the entire performance of the terminal Whenstacking at random on yard lead to the need to reshuffle the container several timeswhen we want to pick up a container and affect the performance of the crane as well asincrease the latency of the vessel and the truck from which increases cost for portoperation Applying of mathematical models to provide effective solutions for stackingcontainer in yards is necessary The reward based algorithm proposed in this studyaims to optimize the stacking of containers from vessel or inland in order to reduce thenumber of inbound containers when we need to retrieve a known container for a port inHCMC The algorithm was programed by Matlab A small area of container yard wasselected to check the effectiveness After that, we compared the resutl with stackingrandomly method The results show that the effect performance of yard is better thanwe apply the reward based algorithm Based on this result we can do more researchabout arranging container at yard to have a better performance for the yards.

vi

LỜI CAM ĐOANTôi cam đoan răng, luận văn thạc sĩ “Tôi ưu hóa công việc xêp container tại bãi ở cảngcontainer” là công trình nghiên cứu của riêng tÔi.

Những số liệu được sử dụng trong luận văn là trung thực được chỉ rõ nguồn trích dẫn Kết quảnghiên cứu này chưa được công bô trong bât kỳ công trình nghiên cứu nào từ trước đên nay.

TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 06 năm 2018

TÁC GIÁ LUẬN VĂN

Lê Anh Khôi

Vil

077 A ốÃốỐố ốc Trangx01 ố a |Nhiệm vụ luận văn thạc SĨ - c5 c3 E330 118011 1101 E113 11v 1v v vn vế lilLO1 CAM O11 ou a5 ivTO tat LUM VAN cccccccccccccccscecceccesccscesccseesecsecsecsecsecsecsecsecseesscsecsscsececsecseeseeeaees V| Boy er 1006 (0)-1) ce viMục LUC - cccc E000 000 S1 HH TH ng TH nh nh tt VillDanh sách bảng bDiGu ccceccscscseccscesssscessscescscsceccevscsevecsceesavsceevscssvevsceesavscnevavsees XDanh sách hình V6 - c0 0010100000221 1111110110100 111111 TT nhà XIDanh sách các từ viẾt tắt - - ch TH T HT TH HT TH TT TT ngưng rrkt xI

Chương 1: Giới thiỆu cc CS 21221251131 131 131151131111 111 111111111111 11 11111 11 11 1 Hài |

1.1.Xác định vẫn đề - 5: 2c 211 22112212111211121111112112211121121 1 re |1.2.Mục tIÊU -L TQ SH SH Hy TT TK TK TT TK TT TT ky TK Thu ket l1.3.Phurong phap “Hai l1.4.G161 hạn của luận văn - - - L TQ n1 Y ST ST TK TH nh ket 21.5.Cấu trite của luận VĂN LH HH TT HH nhe HH kay nhe 2Chương 2: Van dé tối ưu hóa ở cảng -s c St 1E 215E121111251111111 E151 eErrree 3

2.1.Giới thiệu về cảng container và hoạt động bốc/dỡ ở bãi - sac sen cse2 3

2.1.1 Cảng COTIẨAITT - 75555555 c 2222222232333 reg 3

2.1.T.1 V41 8 0 0 c- c c2 22222222 1151151 111111 n TH nà 3QV 2.CHUC NANG dd 62.1.1.3.Hoạt động của cảng container cece cece seers 72.1.2 Hoat dOng 6 no sa II

2.1.2.1.Bồ trí bãi conifainer - ác ccn St Sx SE xn Tre Hưyg 12

2.1.2.2.Các thiết bị sử dụng trong bãi confainer 12

2.1.2.3.Kê hoạch xếp hàng - 5c nS 1v vn Tn Hee reyg 13

2.2.Tinh trang ra quyết định tức thoi cccececcecceccesescseesesesceeesvseesesvevestsvseseeees 14

2.3.Van dé xếp dỡ container cho bãi chứa hang của RMG - c2 cccsxssce2 162.4.Mô tả vấn đề - cece esteseseseeeseessstesesisseeesessestsisstssesteseeiesessenessseeseees l6

viii

2.5.Các nghiên cứu liên quan - - - - 2E 22221%%11111111111 21 333 x3 33555 55tr reg 18

2.5.1 Wiese và cộng SU (2009) G0 12011122 1v 1v ngư 182.5.2 Kim, Park & Ryu (2000) - 201111112212 2 1111111 ky 182.5.3 Kim, Park & Ryu (2002) oo ccccccssseeeeeceeeeseeeeeeeeceeeeeaeeees 212.5.4 Kim và Hong (2004) 0c cccccccccceceeceeseeseesceeceeceeeeeeeeeeeeeseeseeeeeeees 222.5.5 Ozcan & Elltyi 0/0/0085 a dẢ 23

Chương 3: Phân tích hiện trang tại bãi chứa - 2c 2 22212222212 kesrrkkrea 26

3.1 Phân tích hiện trạng - - 2 Đ Q2 332 1131111111111 1111111111111 1 se 263.2 Phuong phap nghién CUU 2 4 273.2.1 Muc ti€u 101 Quin 22 Ả 273.2.2 Phương pháp nghiên cứu - - - 2 22 sees eee ee esse ee eee eee eeneeeeeeeees 283.2.3 Phân tích và diễn giải số liệu thu được . - +: cccxscvzvxserere 28

Chương 4: Kết quả thực hiện ¿1 St 1 St 3 12E15122111111 211121 1x1 EEerrrrrrrrree 29

4.1 Các bước thực hiện - - - - ceeccceeeceeececuecccuceceececuecccsececeeceauseeseceeaueceaesens 294.1.1 Tình tự thưc thiện luận văn - - - L CC n1 Y Sky 294.1.2 trình tự thực hiện thuật toán.

4.2 Giới thiệu thuật toán reward based ceeccceecccuececuscececenuecceuecereeeenaeees 294.3 Kết quả thực hiện - - c t1 21211111111 15 151 1511151110111 1E 1t HH ng 324.3.1 Bài toán Vi Ụ ccQ TH TH SH TK St TK TK TT ky cv ca 324.3.2 phân tích mô hình thử nghiệm - - 552252 S << << << ssssss2 324.3.1.1 Crane distance scOr€ (1,J) -<ccccc++sssssereeeres 344.3.1.2 Crane Work load ccaaảăảấă*3 344.3.1.3 Neighborhood stack S€OFe -++cc+ccsreerres 354.3.1.4 Stack heigh SCOT€ -ccccSS nnn 2S nH nen ren 35Ă==6ÉốÔ(ỒÔÔÖÔÔỐÔÔÔÔÔÔÔÔ 37

Chương 5: Kết luận & hướng nghiên cứu tiếp theo - s25 xxx EtzErrxrrrrresee 44

XA<I1ầaaaađaẳdđađaiaẳ 445.2 Hướng nghiên cứu tiếp theO ii 1 tt SE v31 EE15151 E111 1E E1 ri 44Tài liệu tham khảo - - - c c1 1211032111111 1110111115 111 111 1511k 1k TK TK TK Tu tk sn 45

Phụ lỤc - -c SH nu TT ST TK TT TK TK TK TK KTS TK 1k 5 va 46

Danh sách bảng biểu5.0 ẻẻẻẻ TrangBảng 2.1: Phân tích các loại Cau bãii -G- Gv về 1n HH ng 13Bảng 4.1: Xác định điểm cho thành phan Neighborhood stack score (ï,j) 31Bảng 4.2: Điểm số Crane distance score ban đầu - se ke sec cerseeeree 34Bảng 4.3: Điểm số Crane distance score ban đầu: se ke sex cerseeeree 35Bảng 4.4: Kết quả về tổng điểm của thuật toán s6 ssx cv Eexskcerseekree 38Bảng 4.5 Kết quả về khối lượng làm việc tối đa trên mỗi crane - 39Bảng 4.6: tỷ lệ % làm việc cao hơn của phương pháp xếp ngẫu nhiên so với việc áp dụngthuật {Oáñ - - -c c Q00 111 TH TT TT TT TK vn ch 39

Danh sách hình ảnh08: 1 1 TrangHình 2.1: Thơng lượng các cảng Đơng Nam A và phát triển trong thập ký qua 5Hình 2.2 Khu vực hoạt động của một cảng container biển và dịng chảy của vận0 sp 6Hình 2.3 Chuỗi vận chuyển và xử lý confainer -c- se set rke 6Hình 2.4: Bays, row Va ẦITCS - L Q HT TT TH TT Tnhh 7Hình 2.5: Quy trình vận chuyển và xử lý của một confainer - se sscssc«¿ 8Hình 2.6: Thiết bị xử lý OnnfainI€r - c1 E31 về 1n HH ng Hy ng 8Hình 2.7: Các loại thiết bị xử lý khác nhau cc ccc ccccescecscessscsscssscsscecsceesevscevessees 9Hình 2.8: Tau neo đậu ở cảng - c0 0101001211111 11111111111 1 nhà 10Hình 2.9: Luồng container trong một cảng confainer- ¿s5 ssxse+srseeecxe 10Hình 2.10: Sơ đồ cảng €OnnfaÏnI€T ch 1 E991 về 1g TH ng ni 12Hình 2.11 Minh họa của một trạng thái đại diện - - 55+ <<<<<<<<<<+<<s2 20Hình 2.12 Mơ hình tối ưu hĩa đa giai đoạn trong điều kiện khơng chắc chắn 20Hình 2.13 Chia nhánh sử dụng thuộc tính H1 - 55+ <<<<<<<<<<+sss2 21Hình 3.1 Thơng lượng các cảng biển ở Việt Nam trong giai đoạn 2001-2015 27Hình 4.1: Sơ đồ bãi container ban đầu ¿ ¿+ + E121 £E£EEE£EEEEsEskrrrrrered 33Hình 4.2 Kết quả thu được sau khi tính tốn don hàng với 5 container 36Hình 4.3: Tong điểm (trung bình 10 lần) của các đơn hàng với số container đếnKhAC MAU NG—II ố.ố 36Hình 4.4 Bang so sánh khối lượng work load tối đa của các container 41Hình 4.5 Bảng so sánh về điểm số neighbour row-bay của các bloek 41Hình 4.6: Điểm số so sánh về chiều cao của các staek ¿-¿ 2 scccscscseseced 42Hình 4.7: Thời gian tính tốn trung bình cho thuật tốn -+<<+ss+2 43

xi

Danh sách các từ viết tắtTừ viết tắt Tên tiéng Anh Tên tiéng ViệtQC Quay crane Can cầu bờ

YC Yard crane Can cau bai

OR Operation reasearch Nghiên cứu hoạt động

PRD Pearl river delta Đồng băng châu giangMILP Mixed linear programming Lập trình tuyên tinh hỗn hợp

GA Genetic algorithm Thuat toan di truyénWSs Water side Phia bién

LS Land side Phía bờRTG Rubber-tired Gantry

SC Straddle carrierRMG Rail-mounted gantryA-RMG Automated rail-mounted gantryTEU Twenty-foot equivalent unitMTS Multi-trailer systems

AGV Automatic guided vehicle Xe có hướng dan tự độngPM Prime mover Dau máy kéo

AS/RS Automated Storage va Retrieval Systems

Xii

Chương 1: Giới thiệu1.1 Xác định van dé.

Hiện nay tại Việt nam có khá nhiều cảng container khắp ca nước va tập trung ở thànhphố Hồ Chi Minh (Tp HCM) Những thiết bị nâng chuyển tại các cảng chưa được tựđộng hóa nhiều nên chưa thé sử dụng hệ thông Terminal Operating System (TOS) trongquản ly vận hảnh một cách tôi ưu hóa như các cảng trên thé giới Chính vì vậy, việcnghiên cứu dé đưa ra một thuật toán nhằm tdi ưu hóa công việc xếp đỡ tại cảng containerlà một van dé cấp bách và cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyến hàng hóa ngàycàng cao của Việt Nam Luận văn này được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu đó

Hiện nay các tài liệu về cảng container và việc vận hành cảng container ở Việt Namvẫn còn chưa nhiều tải liệu bằng tiếng Việt Chính vì vậy, trong nội dung luận văn nàytác giả cũng trình bày thêm về lý thuyết của cảng container, quy trình hoạt động, chứcnăng và vận hành của cảng từ các nguồn tải liệu nước ngoải nhằm cung cấp thêm nhiềukiến thức vé lĩnh vực cáng container nhăm làm da dang hóa nguồn tai liệu bang tiếngViệt cho người đọc.

1.2 Mục tiêuLuận văn này sẽ bao gồm hai phần chính:- Phần thứ nhất là trình bày các lý thuyết về cảng container: các đặc điểm của cảngcontainer, quy trình hoạt động của các cảng container, các nhóm container ở cảng

- Phần thứ hai sẽ dé xuất mô hình nhằm tôi ưu hóa hoạt động ở bãi container bangthuật toán reward based và sẽ lập trình thuật toán bang phan mềm Matlab nhăm kiểmtra tính hiệu quả cua thuật toán.

1.3 Phương phapSẽ tiến hành nghiên cứu các tải liệu liên quan về cảng container, các lý thuyết vềcảng container: vai trò, chức năng hoạt động ở cảng Sau đó, sẽ tiếp tục tìm hiểu về cácnghiên cứu về lĩnh vực hoạt động của cảng container nhằm tìm kiém được mô hình tốiưu có thê áp dụng vào hoạt động thực tÊ của các cảng container ở Việt Nam.

1.4 Giới han của luận văn.Nội dung của luận văn sẽ tập trung vào việc nghiên cứu nham tim ra thuật toán choviéc xếp confainer vào bãi một cách tôi ưu nhất, có thể tối tận dụng được tối đa hiệu suấtcủa các cần câu bãi.

Sau khi đưa ra được mô hình toán sẽ tiễn hành lập tình cho thuật toán băng phầnmềm Matlab, tiễn hành khảo sát trên một mô hình nhỏ của bãi chứa container Caccontainer đến bãi chứa sẽ được phát một cách nhau nhiên nhằm tính toán các kết quả đạtđược Kết quả này sẽ được so sánh với khi thực hiện việc xếp các container ngẫu nhiênvà đồng thời cũng nham kiểm chứng thời gian tính toán của thuật toán

1.5 Cau trúc của luận văn:Luận văn sẽ bao gồm 5 chương với cầu trúc của từng chương như sau:Chương |: Giới thiệu về nội dung chính của luận văn: xác định van dé, nội dungthực hiện, mục tiêu của luận văn, phương pháp thực hiện.

Chương 2: Chương 2 sẽ tập trung giới thiệu co sở lý thuyết của cảng container, đặcđiểm của các cảng container và hoạt động ở bãi container Van dé tối ưu hóa đối với bãicontainer và các nghiên cứu trên thế giới đã được thực hiện cũng sẽ được thảo luận đến.Chương 3: Tập trung vào việc phân tích hiện trạng của bãi chứa và cũng đồng thờinêu ra phương pháp thực hiện cho luận văn.

Chương 4: Trình bày chi tiết hơn về thuật toán được lựa chon dé áp dụng trong luậnvăn, diễn giải thuật toán thực hiện và trình bay kết qua dat được

Chương 5: Chương 5 sé tổng hop lại các nội dung đã đạt được vả trình bay cácphương hướng nghiên cưu tiếp theo trong tương lai

Chương 2: Van dé tối wu hóa ở cảng2.1 Giới thiệu về cảng container và hoạt động bốc/dỡ ở bãi2.1.1 Cảng container

2.1.1.1 Vai trò:Trong một thé giới toàn cau hóa, các cảng tạo thành một phần không thé tách rời vaquan trọng của mạng lưới thương mại quốc tế, vì chúng mang lại một sự dịch chuyểnhàng hoá rất hiệu quả về chi phí giữa các thị trường, là những cơ sở hậu cần quốc tế quantrọng, những nút này cung cấp một liên kết quan trọng với các điểm sản xuất trong đấtliền của một quốc gia hoặc địa lý không có lối vào và là những cửa ngõ vào các thịtrường tiêu thụ ở nơi khác Như vậy, tất cá sự chú ý của ngành công nghiệp vận tải vàcác ngành công nghiệp liên quan của nó đã được tập trung vào thông qua cảng và pháttriển Thật vậy, đã có nhiều sự chú trọng vào phát triển cảng vì các chính phủ nhận thayrang thương mai thông qua các cảng đóng góp một phan đáng kế GDP Số lượngcontainer vận chuyển đóng vai trò như một thành phần chủ đạo của đất nước sức khoẻkinh té và kết nội chuôi cung ứng của khu vực.

cảng container tạo thành nút của mạng và bãi là điểm lưu trữ Theo Wikipedia(Wiki Container terminal), một cảng container là cơ sở hậu cân quan trọng nơi vậnchuyển hang hoá hoặc chuyền tải giữa các phương tiện vận tải khác nhau, cho việc vậnchuyển trở lại hoặc đến vùng nội địa của mình hoặc cho một cuộc hành trình biến Việcchuyền tải này có thé là giữa các tàu container và các phương tiện giao thông đường bộ,vi dụ như tàu hoa hoặc xe tai, trong trường hợp đó cảng được mô ta như là một bếncontainer hang hải Ngoài ra, việc chuyển tải có thé là giữa các phương tiện giao thôngđường bộ, thường là giữa tàu hỏa và xe tai, trong trường hợp đó cang được mo tả như làmột cảng container nội dia.

Từ những khởi đầu khiêm tốn của nó vào những năm 1950, khu cảng container hànghải đã đi một chặng đường dai Các cảng container hàng hat bay giờ là một đặc trưngphố biến ở nhiều quốc gia có bờ biến Các chức năng vẫn như nhau, và trong các cảngcontainer thường cung cấp các phương tiện lưu trữ cho cả container chứa đây và rồng.Container được lưu trữ trong thời gian tương đôi ngăn hơn, dé không phải tra chi phí lưu

bãi cao hơn mức độ can thiết và các chi phí khác Trong khi chờ đợi vận chuyên tiếptheo, ở một số cảng container, các container chứa day có thé phải được lưu trữ trong thờigian đài hơn dé chờ lần sử dụng tiếp theo Lý do hoạt động của việc này là như sau: tautiếp theo không sẵn sang, container không được don sạch cho chuyến hàng tiếp theo hoặcngười gửi hàng muốn tôi ưu hóa thời gian tạm dừng tự do bởi người vận hành cảng.Trong các trường hợp như vậy, các container này thường được xếp chồng lên nhau đểlưu trữ, trong một hình khối chữ nhật ba tầng, và các kết quả lưu trữ sau đó thường đượcbiết đến như là container stack Chỉ ở châu A ching ta thấy sự phô biến của việc xếpchẳng container ngày càng cao vượt quá giới hạn ba tang Lưu trữ container cao hơn sửdụng tốt hơn đáng kế đất tại bờ biến nhưng cũng phải đối mặt với sự cạnh tranh ngàycàng tăng từ các nhà phát triển bất động sản đánh giá cao sự phát triển của biến Do đó,cần phải liên tục tìm kiểm các giải pháp tôi ưu để nâng cao hiệu quả của việc lưu trữ vàsự đi chuyển của các container.

Trong những năm gần đây, các tiến bộ về phương pháp luận về hoạt động của cảngcontainer đã được cải thiện dang kể, đặc biệt là trong các lĩnh vực hoạt động của tàucontainer đặc biệt là trong các lĩnh vực như bến, xếp chồng, thu hồi container và xácđịnh vị trí cho container Những cải tiễn trong năng suất đã được thực hiện bằng cách sửdụng phương pháp vận trù học (operation research - OR), công nghệ sử dụng nên tảngkhông dây, và thiết bị xử lý hiện đại Các cảng châu Á xếp hạng cao trong số 20 cảngcontainer hàng đầu thế giới Khối lượng container đến và rời khỏi mỗi cảng này thườngtăng lên trong thập ky qua Với lưu lượng container ngày càng tăng do toàn cầu hóanhanh hơn và nhu cau về tốc độ nhanh hơn cho thị trường để đáp ứng nhu cầu tiêu dùngngảy cảng tăng ở châu Á, sẽ tiếp tục có nhu cầu nghiêm ngặt đối với việc nâng cao năngsuất theo định hướng OR trong các ứng dụng có liên quan đến cảng Các nhà khai tháccảng chỉ biết rằng họ phải có hiệu quả hơn trong hoạt động của mình để khuyến khíchnhiều hãng tàu ghé cảng của họ và để giảm bớt thời gian dừng không cần thiết tại cảngvì lý do an ninh và hoạt động Với địa lý độc đáo của châu Á và sự cạnh tranh khốc liệtcủa các cảng container (có thé đôi khi năm gần nhau như Singapore va Tanjung PelepasMalaysia), thách thức là làm thé nao dé tối đa hóa thông lượng của các container day taivà không tải trọng đặc biệt là ở các thành phố khan hiếm đất đai như Singapore và Hong

Kong Ở hai thành phố này, các container được xếp chồng lên nhau theo thứ tự thườnglà 3 hoặc 5 tầng Tại Singapore, các container day có thé được xếp chồng lên nhau lênđền 9 tang và do đó rõ rang có nhu cau về các kỹ thuật vận trù học sé được sử dụng trongviệc nhập xuất container để xếp hoặc xếp lại container nhanh bên trong bãi Các kỹ thuậtnày liên quan đên chính sách lưu trữ của container, thiệt bị vận chuyên được sử dụng.Một tinh huồng tương tự tồn tại ở Đông Nam A như thể hiện trong hình 2.1.

Đôi với các hoạt động vận trù học được tham khảo dé sử dung, có rat nhiêu Trongtài liệu, các kỹ thuật vận trù học khác nhau đã được áp dụng cho một khía cạnh của cácvan dé vận hành container Các kỹ thuật phổ biến hon bao gồm Lập trình tuyến tính hỗnhợp (MILP), tạo cột, Thuật toán di truyền (GA), tìm kiếm Tabu, mô phỏng, v.v

wr Vietnam 2196 1,772 2467 2,905 2,605 4,009 4,394 4,937 5,984 6335 6,589

———Indonesian 4540 5,177 5,716 5,653 4,117 6582 7405 7,244 8482 8,966 9,325Malaysia $75 10,210 11,776 12,027 13,419 15,093 16,025 15,671 18,268 20,140 20,867=®—Canbodia 167 | 181 214 211 | 221 | 253 | 259 | 208 | 224 | 237 | 246

~The Philippines 3325 3468 3,701 3594 4,157 4,339 4471 4,307 4,947 5,264 5,720

Hinh 2.1 Thông lượng các cảng Đông Nam A va phát triển trong thập kỷ qua.

Nguồn Maritime Insight (2014)

2.1.1.2 Chức năngMặc dù các cảng confainer có sự khác nhau về kích thước, chức năng và cách bố trihình học, chúng chủ yếu bao gồm các hệ thống con (xem Hình 2.2) Khu vực hoạt độnghoặc bến tàu được trang bị cần câu cho việc xếp/dỡ của tàu Container nhập khâu cũngnhư xuất khẩu được chứa trong một bãi được chia thành nhiều blocks Khu vực xếp đặcbiệt được dành riêng cho container lạnh bởi vì cần nguồn điện cho việc làm lạnh, hoặcđể chứa hàng hóa độc hại Khu vực riêng biệt được sử dụng cho các container rỗng Mộtsố cảng sử dụng nhà kho dé chứa và đỡ container hoặc dé bổ sung dịch vụ hậu cần Khuvực vận hành xe tải và tàu hỏa liên kết cảng với các hệ thống giao thông bên ngoài.Chuỗi hoạt động cho các container xuất khâu có thể được mô tả như sau (xem Hình 2.3).

| Truck and Train Operation Area

t Hinterland Operationy Ỷ

Ship Operation Area

Hình 2.2 Khu vực hoạt động của một cảng container biển và dòng chảy của vận tải.Nguồn Steenken et al (2004), p 6

Quayside Landside

Stackwith RMG

ce Crane Vehicles Vehicles

=, Trucks, TrainHình 2.3 Chuỗi vận chuyên và xử lý container.

Nguồn Steenken Steenken et al (2004), p 13

Sau khi đến cảng bằng xe tải hoặc tàu hỏa, container được xác định và đăng ký vớidữ liệu chính (ví dụ: nội dung, điểm đến, tàu ra nước ngoài, tuyến vận chuyển), đượcnâng lên bằng thiết bị vận chuyển nội bộ và phân phối cho một trong các block lưu trữtrong bãi VỊ trí lưu trữ tương ứng được cho bởi row, bay, and tier trong block (hình 2.4)và được chỉ định trong thời gian thực khi đến của container trong cảng Để chứa mộtcontainer tại bãi, cần cầu cụ thể hoặc xe nâng được sử dụng Cuối cùng, sau khi đến tàuđược chỉ định, container được dỡ xuống từ bãi và vận chuyển đến bến nơi cần cầu bờchất container lên tàu ở một vị trí xếp chồng được xác định trước Các hoạt động cầnthiết để xử lý một container nhập khâu được thực hiện theo thứ tự ngược lại.

Hình 2.4: Bays, row và tires

Nguồn Zhen et al., 2013, p 2902.1.1.3 Hoạt động của cảng container:

Ngày nay, kích thước container tiêu chuẩn thay đổi từ 20 ft (6.1 m) đến 53 ft (16.2m) Dé thé hiện dung lượng container, thuật ngữ 'đơn vị tương đương 20 foot' (TEU)được sử dụng Điều này có nghĩa là ví dụ một container 40 ft với chiều dài 40 feet giốngnhư hai TEU.

Các containers được vận chuyền bằng các phương thức khác nhau như tau, xe lửa vàxe tải Cảng container là mỗi liên kết giữa các phương thức khác nhau Hình 2.5 cho thấymột cảng container đại diện Container đến bằng tàu biển sâu, được dỡ xuống bằng cầncầu bờ và được vận chuyển đến bãi chứa Khi container sau đó được yêu cầu vận chuyểnthêm vào nội địa, nó sẽ được vận chuyển từ kho lưu trữ tới công tau hoa hoặc xe tai.Cũng có thé là các container không tai được vận chuyền trực tiếp đến một con tàu khác,bỏ qua bãi lưu trữ.

3 | |_ Transport" aT — —— oo tế _— a nn on x”

————— ———

IZ E——======= SSS SS SS |

A A —— A A ag ⁄ a A a a | = bá bá 1ed

| gy! SSS SS = } — Storage Block

| 30) == SSS =: { E=——- —Ề —

| 5! | a @ {— 1 mm —— 1

AAA O ce creer es es eee i << co : some p4 P4 + 4

li E——— ———————ee ee ee Se ee | H + + + +

'T' “—=————

Landside|@|*a

External | Rail| Trucks | Tracks:

Hình 2.5: Quy trình vận chuyển và xử ly của một container.

Nguồn Wiest et al., 2011, p 220

Bãi lưu trữ là vùng đệm giữa phía mặt nước (WS) và phí đất liền (LS) Bãi bao gồmcác stacks, được chia thành các bay, rows and tiers (hình 2.4) Số lượng của bays, rowsand tiers trong một stack phụ thuộc vào thiết bị xử lý được sử dụng Thiết bị xử lý bãiphố biến nhất là Rubber-tired Gantry (RTG) crane (Figure 2.6a) Wiese và cộng sự(2009) đã nghiên cứu 114 cảng container và kết luận rằng 63% các cảng sử dụng cần câuRTG Straddle Carrier (SC), thé hiện trong hình 2.6b, được sử dụng trong 20 phan trămcủa các cảng.

be

(b) Straddle Carrier

Hình 2.6: thiết bi xử ly container Nguồn TBA

Cac stack của một bãi chứa với SCs có mật độ thấp hơn stack với RMTs, bởi vi xếpchồng lên nhau không thé cao hơn ba container Ngoài ra còn cần thêm không gian trong

bãi bên cạnh mỗi container cho bánh xe của SCs

Lập kế hoạch cho một số lượng lớn các hoạt động đồng thời với tất cả các loại thiếtbị vận chuyển khác nhau là một nhiệm vụ vô cùng phức tạp Theo quan điểm các điềukiện cảng luôn thay đổi va khả năng dự báo hạn chế của sự kiện trong tương lai và thờigian của họ, nhiệm vụ kiểm soát này phải được giải quyết trong thời gian thực

Cảng container cảng biến rất khác nhau theo loại phương tiện vận chuyển và xử lýđược sử dụng Đối với cần cầu bờ, single hoặc dual-trolley cranes có thể được tìm thấy.Loại thứ hai sử dụng một nên tảng trung gian để đệm lưu trữ các tcontainer được bốchoặc dỡ Các loại thông dụng nhất của cần cau bãi là rail-mounted gantry (RMG) cranes,rubber-tired gantry (RTG) cranes, straddle carriers, reach stackers, and chassis-basedtransporters Trong số những loại cần cau này RMG cranes phù hop cho xử lý containerhoàn toàn tự động Hình 2.7 thể hiện nguyên tắc làm việc của các loại thiết bị xử lý khácnhau và sô liệu hiệu suat so sánh của họ đôi với sô TEU, có thê được lưu trữ trên mộthéc-ta.

| REACH STACKERs S

Ƒ STRADÔLE CARRIER

— má| Practical Storage Capacity

250 500 750 1DO I100 TEU/nec!are

Hình 2.7: Các loại thiết bị xử lý khác nhau Nguồn www.kalmarind.com

Cac loại xe khác nhau có thê được sử dụng cho van chuyên từ tàu dén bãi và su giaotiếp giữa bãi và nội địa Loại phố biến nhất là multi-trailer systems (MTS) với xe tải có

người lái, xe có hướng dẫn tự động (AGVs), và xe nâng tự động (ALVs) Những loạisau này, trái ngược với AGVs, có khả năng tự nâng một container từ mặt đất (cf Vis andHarika, 2004; Yang et al., 2004) Tuy nhiên, mặc dù chúng có kha nang xử ly vượt trộinhưng ALV vẫn chưa được sử dung rộng rãi trong các bến container.

Tàu neo đậu tại bến đợi cần cầu bờ để chất/dỡ containers của họ Các đầu máy kéo(Prime mover - PMs) đưa đón giữa câu bờ (Quay crane — QCs) và cần cau bãi (yardcranes - YCs) để di chuyển các container từ bến đến khu vực bãi container, và ngược lại.Khi đến các khói, hàng đợi PMs ở phía trước YCs cho đến khi chúng được phục vu

Khu vực bãi chứa container đóng vai trò như các bộ đệm nơi chứa tạm thời được lưutrữ PMs cũng đưa đón giữa YCs và công để di chuyển các container từ/đến YC từ/đếnnội địa qua cửa Hình 2.8 cho thay tàu chở hàng container tại 1 cảng container Ba loạicontainer, xuất khẩu, nhập khẩu và trung chuyển có thể cùng ton tại trong một cảngcontainer Cac dòng chảy của ba loại container được thé hiện trong Hình 2.9 Containerxuất khẩu được vận chuyến từ nội địa bang xe tải hoặc xe lửa đến cổng cảng Cácconfainer này sau đó được kiểm tra và các tài liệu giao thông được xử lý tại cửa trướckhi chuyển đến bãi stack bằng PMs Các Yes dỡ bỏ các container từ PMs và đưa chúngvào kho tạm thời ở bãi chứa Khi tàu vào đó chúng được nạp đến tại cảng, các containerxuất khâu được lấy ra từ bãi chứa bãi bởi YCs và được mang bởi PMs đến bến Các PMsgửi container đến nơi thích hợp QCs mà nâng container va tải chúng lên tàu mẹ Nhữngconfainer xuât khâu này sau đó được chuyên đên các cảng đích của họ băng các tàu.

Quay Area ' Transport Area , Yard Area , Transport Area, Hinterland

eee eee eee

-Quay Cranes

Yard Cranes

Unloading

Gates|

Vessels Loading Stack Yard ;

Flow of

ontamersG1 Ga Gx GEE GX CECE CEIGEE th

Containers

SS = ===> Flow of

Transhipment

À2 2X sex cønnene ¢ esmeax cooococ (xxx ‹ Containers

Fig 2.4 Container flows in a CTFig 2.3 Vessels mooring at a CT (Source PSA Singapore Terminals)

Hình 2.8: tàu neo đậu ở cảng Nguồn PSA | Hình 2.9: Luéng container trong một cảngSingapore container

Container nhập khẩu đến băng tau và rời khỏi cảng qua xe tải hoặc xe lửa đến vùngnội địa Một container nhập khẩu là lần đầu tiên được dỡ từ tàu bởi một QC trong đó đặtnó vào một PM PM sau đó di chuyển container đến bãi chứa noi YC bốc lay nó từ PMvà đặt nó vào bãi chứa để lưu trữ tạm thời Sau đó, các container nhập khâu được lay ratừ bãi chứa bởi YCs và thực hiện boi PMs thông qua công đến đích nội địa của nó.

Một container trung chuyền từ một tàu (ban đầu) đến một tàu khác (đích) với sự giúpđỡ của một cảng container Khi tàu ban đầu đến, một container trung chuyền được bốcdỡ bởi một QC, di chuyên từ bến đến bãi bởi PMs, và sau đó tạm thời được lưu trữ trongmột bãi chứa bởi một YC Sau đó khi tàu đích đến cảng, container được lay ra bang motYC, di chuyền từ bai đến bến tàu và sau đó được tải lên bởi QC tới tau dich Các tau dichsau đó unmoors từ bến và đầu cho công tiếp theo của nó Một khu cảng container do đóđóng vai trò như một vùng đệm (trong không gian và thời gian) giữa hai tau container.

Một khu cảng container thường bao gồm nhiều khu vực: Khu vực cầu cảng, khu vựcgiao thông vận tải, khu vực bãi, và vùng nội địa như thể hiện trong hình 1.5 Vùng nộiđịa đề cập đến nguồn gốc của các container xuất khẩu và điểm đến của các containernhập khâu Xe tải bên ngoài (tàu chở hàng) hoặc tàu hỏa đưa container từ/đến nguồn gốcnội địa / điểm đến Hình 2.10 là một sơ đồ của một khu cảng container Tau, QC, và YCduoc gan nhãn với số dé nhận dang dé dàng Các hình chữ nhật màu den nhỏ đại diệncho PMs.

2.1.2.1 Bé tri bãi container.Trong phân này van dé bố trí bãi được thảo luận Bồ trí bãi lưu trữ được xác địnhbằng cách tô chức các làn đường lái xe, theo số lan xe, bởi sự định hướng của các khốilưu trữ, cầu trúc khối, và thiết kế các khối lưu trữ Định hướng của các khối lưu trữ cóthé được hoặc vuông góc hoặc song song với bờ Theo cau trúc khối và hướng của cáckhối lưu trữ, các loại bố trí cau cảng container có thé được định nghĩa Bé trí đầu tiênhiển thị một bê cục với các khối chạy song song với cau cảng và một lan đường truyềnở mỗi khối Đây là bố cục rất phố biến khi RTG được sử dụng cho các hoạt động xếpchồng Bồ cục thứ hai là bé cục vuông góc của khối, nơi mà các điểm chuyền tiếp ở cahai dau của khôi được sử dụng Thường thì cách bố trí này được sử dụng kết hợp vớiRMGs hoặc A-RMGs cho các hoạt động xếp chông Ngoài ra, đôi với các làn đường

` 2 2 Fr x

„ ^

truyền hoặc cho các điểm chuyển tiếp, có thé lựa chọn song song hoặc vuông góc đềuđược Khi sử dụng các công nghệ vận chuyền tích cực dé xếp chồng lên nhau không cầnđiểm chuyển hoặc lan đường là cần thiết Tuy nhiên, các hàng chứa container được bốtrí song song hoặc vuông góc với bến tàu Ở một số cảng, như cảng containerBurchardkai ở Hamburg, một hỗn hợp khối song song và vuông góc với không có điểmchuyền tiếp cùng tôn tại Nghiên cứu của Wiese và cộng sự (2009a) cho thấy trongkhoảng 90% các trường hợp RTG được sử dung để xếp chồng lên song song với các lànđường chuyền tiếp được sử dụng Hơn nữa, nghiên cứu cho thấy trong 6 trong số 7 trườnghợp một bố trí vuông góc được sử dụng cho các hệ thống A-RMG

2.1.2.2 Các thiết bị sử dụng trong bãi containerTrong các kho bãi container được xếp chồng lên nhau để lưu trữ tạm thời Trong mộtvài cảng, một kho chứa container có bánh xe được thực hiện, nơi container được lưu trữtrên khung gầm trong bãi và không có xếp chồng lên nhau xảy ra Lắp xếp confainer cóthé được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ thiết bị khác nhau: Một loại thiếtbị có thể là các công nghệ vận chuyên chủ động (chủ yêu là SC systems) Bên cạnh đó,một số loại cần cầu giàn là thiết bị phổ biến của bãi Đó là Rubber- Tyred Gantry cranes(RTG), Rail-Mounted Gantry cranes (RMG) va OverHead Bridge Cranes (OHBC)(Brinkmann (2005)) Thêm vào đó, Automated Rail-Mounted Gantry cranes (A-RMG)moi được sử dung trong khu cảng container một khảo sat của 114 cảng khắp thê giới

tập trung vào các cảng container biển lớn thực hiện bởi Wiese et al (2009a) cho thay cácthiết bị bãi phố biến nhất là RTG được sử dụng ở 63.2% của các cảng Tiếp theo là SCvới ty lệ khoảng 20.2% Bang 2.1 đưa ra tổng quan về thiết bị bãi được sử dụng Cột“Main Region” mô tả khu vực nơi có thể tìm thấy hầu hết các thiết bị sân bãi của loạitương ứng “Frequency in region” mô tả số lượng cảng trong khu vực chính sử dụng loạithiết bị tương ứng Khu vực chính nơi hệ thống RTG được triển khai là Châu Á Côngnghệ hiện đại sử dụng hệ thống A-RMG chủ yêu được triển khai ở châu Âu Bạn có thểtìm thêm thông tin về cuộc khảo sát trong Wiese et al (2009a) Một sự phát triển trongtương lai có thé là việc sử dụng Automated Storage va Retrieval Systems (AS/RS) choviệc luuư trữ container AS/RS hệ thống là hệ thống kho bãi thường bao gồm các kệ délưu trữ các mặt hàng và cần cầu hoạt động giữa những kệ

Bảng 2.1: Phân tích các loại cau bãiYard Equipment | Frequency % Main region Frequency in region

RTG 72 63.2% Asia 40

SC 23 20.2% Europe 15A-RMG 7 6.1% Europe 6Wheeled 2 1.8% America 2

RTG /SC 2 1.8% Asia 2Reachstacker 2 1.8% Europe |

2.1.2.3 Kế hoạch xếp hàngThứ tự tải của một tàu container luôn dựa trên một kế hoạch chất dỡ trong đó xác địnhvị trí lưu trữ chính xác cho container được nạp Thông thường, các kế hoạch xếp đượcthực hiện theo hai bước tiếp theo Trước tiên, dòng vận chuyển tạo ra một kế hoạch sơbo, chỉ chứa tong số các container duoc chấtvà các vi trí lưu trữ trong mỗi tàu cho mỗiđiểm đến Bước thứ hai được thực hiện bởi những người lập kế hoạc tàu của cảng chỉvai ngày trước khi tàu đến Kế hoạch thô thực hiện bởi các hãng tàu được làm day vớicontainer thực tế Mục tiêu của kế hoạch bốc dỡ là để giảm thiểu số lần di chuyển ngẫunhiên trong tuyên đường của một tàu về sự đảm bảo sự ôn định của tàu Từ sau này nó

tuân thủ rằng container nặng phải được xếp chồng lên nhau đưới những cái nhẹ hơn Sựdi chuyển ngẫu nhiên trong các công sau có thé xảy ra, nếu các container được chỉ địnhcho cổng đó được xếp chồng lên nhau đưới các container sẽ được đỡ xuống các bến tiếptheo Khi những động tác xáo trộn làm giảm năng suất cần cầu của câu trục va do tăngthời gian vận chuyền của tau, nên tránh những động tác xáo trộn Vì vậy, container vớicủng một điểm đến nên được xếp chẳng lên nhau Ngoài ra, phải lập kho dự trữ theo vịtrí đặc biệt bắt buộc đối với các container chở hàng nguy hiểm hoặc container lạnh Việctạo kế hoạch xếp chồng được hé trợ bởi các công cụ phần mềm phức tạp, thường áp dụnglập kế hoạch kho bãi ngoại tuyến Do đó các trình tự tải chính xác của container được cổđịnh trước cho mỗi tàu Ngược lại, quy hoạch trực tuyến cung cấp khả năng thay đối cáccontainer có cùng các thuộc tính trong quá trình vận chuyển hàng hóa bat cứ khi nàothích hợp Do đó, kế hoạch xếp hàng có thể linh hoạt được điều chỉnh để ánh hưởng ngẫunhiên như sự cố may hoặc giảm hiệu SUẤT.

Kế hoạch bảo quản và các nguyên tắc quy hoạch tiềm an rất quan trọng đối với việcxếp chồng các container xuất khẩu trong bãi, vì các container phải được lay ra từ bãichứa theo thứ tự của kế hoạch chat hàng Do đó, di chuyển ngẫu nhiên trong bãi containercó thé tránh được băng cách xếp container vào theo stowage plan Tuy nhiên, vì việc xếpđỡ cứng thường không rõ cho đến vài ngày hoặc thậm chí hàng giờ trước khi tàu đến,xếp tất cả các container theo kế hoạch là không thé Do đó, một chính sách xếp chồngtốt chỉ có thé dự đoán kế hoạch lưu trữ xấp xi trong tương lai cũng như có thé

2.2 Tình trạng ra quyết định tức thờiThường tại các cảng container, van dé là phải ra quyết định tức thời cho hoạt củacảng sao cho hiệu quả về chỉ phí và thời gian

Trong tôi ưu hóa cô điển, được gọi là tôi ưu hóa ngoại tuyến ở đây, gia định rang tấtca dữ liệu đầu vào của một cá thé được biết đến trước khi áp dụng các phương pháp giảipháp Tuy nhiên, đối với nhiều ứng dụng giá định này không thực tế, vì các quyết địnhphải được thực hiện dựa trên thông tin không day đủ hoặc không chắc chắn Do đó, cóthé cân phải tính toán một số giải pháp một phan của vấn dé chung khi dit liệu mới củavan dé trở nên sẵn có Trong phân giới thiệu, các tình huéng lập kế hoạch như vậy đượcbiêu thị là trực tuyên Mot thuật toán chạy trực tuyên nêu quyết định được thực hiện bat

cứ khi nào một manh mới cua dir liệu đòi hoi một hành động (xem Fiat và Woeginger(1998)) Hon thế nữa, các ứng dụng trong thé giới thực thường đòi hỏi các thuật toántrực tuyến phải đáp ứng rất nhanh, tức là các quyết định mới, được tạo ra bởi một đoạndir liệu mới, phải được tính toán trong khung thời gian rất chặt chẽ Trong trường hopnay, thuật toán cũng phải đáp ứng các yêu cầu thời gian thực (xem Ascheuer et al (1998)).First-in-First-Out (FIFO): Chiến lược FIFO nghiêm chỉnh các yêu cau theo thứ tự xuấthiện Các van dé về hiệu quá không được xem xét.

Greedy: Thuật toángreedy phục vụ yêu cau đó (tiếp theo) dẫn đến chỉ phí thấp nhất đốivới trạng thái hệ thống hiện tại và mục tiêu tương ứng, tức là thuật toán hoạt động mộtcách tham lam

Replan: Chiến lược replan tính giải pháp téi ưu tại một thời điểm cụ thé Mỗi lần một sốdir liệu mới có sẵn, một giải pháp tôi ưu mới được tính Tất cả các lịch làm việc đượcthực hiện trước được lập kế hoạch lại

Ignore: Chiến lược ignore cũng tính toán các giải pháp tối ưu tại một thời điểm cụ thétrong thời gian, nhưng tiền độ thực hiện được thực hiện và không được bô sung lại Khilịch trình hiện tại kết thúc, một yêu cầu mới được tính cho các yêu cầu mới có thé đã có

sẵn trong thời gian chờ đợi

Khái niệm tối ưu hoá trực tuyến rât quan trọng đối với lĩnh vực cảng container, vinhiều vẫn dé về quy hoạch ở cap độ hoạt động va thời gian thực phải được coi là các tinhhuống trực tuyến Vì lý đo nội bộ và bên ngoài, hoạt động hàng ngày của cảng được đặctrưng bởi thông tin không hoàn hao và không chắc chan Ở mức độ lớn, hoạt động nàyphụ thuộc vào các quá trình bên ngoài như sự xuất hiện của tau, xe tai và tàu hóa, vốnkhông thé dw đoán được Bên cạnh các quy trình bên ngoài này, hoạt động nội bộ cũngkhông chic chan ở một mức độ nào đó do sự cố máy móc xảy ra và hiệu suất của cácquy trình kiểm soát bang tay nhìn chung có thé thay đổi Cho đến ngày hôm nay, chỉ làmột vai tác giả đã trực tiếp tập trung vào van dé kế hoạch hóa cảng từ quan điểm của tốiưu hóa trực tuyến (xem, e.g Steenken et al (2001), Grunow et al (2004) and Grunow etal (2006)).

Tương tự như vậy, xếp chồng container và lập kế hoạch cau bãi phải được coi làcác van dé trực tuyên, vì thời gian dén và các trình tự của các máy vận chuyên liên quan

ở vị trí ban giao các khối bãi rất không chắc chắn hoặc thậm chí không được biết Tạiphía bờ của bãi, xe tải đến chưa hoàn toàn rõ ràng trước khi di qua cổng của nhà ga trừkhi một hệ thống đăng ký trước được sử dụng để gan các thời điểm dé xử lý một số xetải Lưu lượng container tai các phía biển của các khối bãi có thé dự đoán được vì chấtlượng thông tin tột hon đáng ké so với các cửa số thời gian dự kiến của các luồng chuyênđộng di Điều này cho phép đưa ra các quyết định kiểm soát tốt hơn, đặc biệt là tronglĩnh vực xếp chồng container Hơn nữa, các quy trình xếp dỡ câu bờ, cũng như vậnchuyển đến các khối cha RMG được điều khiến bởi người vận hanh cảng Tuy nhiên,nhìn ngang về phía trước của các chuyến hàng đến cảng tại vị trí bàn giao bờ của cáckho lưu trữ của RMG là ngắn Chi có tàu đến trong vai phút tới mới có thé được chứngminh là có thé dy đoán được, bởi vì cho đến khi phương tiện vận tai nội bộ bắt đâu láixe tới khu vực khỗi, rất nhiều xáo trộn vẫn còn có thé Nói tóm lại, xếp chồng containerva lập lịch trình cầu bãi là phụ thuộc nhiều vào các quá trình trước và tối ưu hóa như vậytrực tuyển là phương pháp lựa chọn.

2.3 Van dé xếp đỡ container cho bãi chứa hang của RMGCác vẫn đề chứa container xếp đỡ đối điện với câu hỏi đặt nơi đến container trongkhu vực bãi Ngày nay, vẫn dé lập kế hoạch này không thé giải quyết dé dang, vì một sốmục tiêu mâu thuẫn và những ràng buộc phải được xem xét Mức độ xếp chồng lên ngàycảng tăng, khả năng tiếp cận giảm và nhu câu ngày cảng tăng đối với quá trình truy xuấtđúng giờ dẫn đến các vẫn đề phức tạp hơn Trong phần này, đầu tiên là các mục tiêu vànhững ràng buộc của xếp container được giải thích Sau đó, một tổng quan tài liệu vềcác chiến lược và phương pháp giải pháp liên quan được đưa ra Cuối cùng, các phương

pháp và chiên lược xêp chong nay được phân loại và đánh giá.

2.4 M6 ta van déTuy thuộc vào vi tri của cảng container, khu vực có san dé chứa container thường

Lálà một nguồn tai nguyên khan hiểm Đặc biệt đôi với các cảng đặt trong các cầu trúc

cảng công nghiệp phát triên, sô lượng diện tích sẵn có không phải là không giới hạn khi

nói dén kê hoạch mo rộng cảng Do đó, các nhà khai thác cảng thường tim cách sử dung

hiệu quả khu vực lưu trữ có săn, tức là một dung lượng lưu trữ cao nên được thực hiện

trên mỗi không gian lưu trữ có sẵn Do đó, các nhà khai thác cảng có xu hướng tăng

chiều cao xếp chồng lên nhau, nêu không gian lưu trữ là một nguồn tài nguyên khanhiểm Ngoài ra, bãi lưu trữ gián tiếp ảnh hướng đến hiệu suất câu bờ, thường được coilà chi báo hiệu suất quan trọng nhất Cau bờ và bãi chứa được kết nỗi bằng các phươngtiện giao thông ngang đọc bờ Việc sử dụng hiệu quả thiết bị vận tải này, cũng như luéngcontainer chính xác kịp thời đến và từ các cần cầu bờ được tạo điều kiện bằng các quytrình lưu trữ và thu hồi nhanh và đúng giờ của bãi confainer Bên cạnh việc sử dụng hiệuquả các tải nguyên cần câu của bải, được điều khiến bởi phương pháp lập kế hoạch cầuđược sử dụng, mục tiêu này phụ thuộc vào số lần đi chuyển ngẫu nhiên theo yêu cầu.Bang cách tránh xếp chéng container trên đầu của container mà phải được lẫy ra trướckhi những cái khác, một thủ tục xếp chồng có thé giảm thiểu số lần đi chuyển ngẫu nhiênkhông hiệu quả Do đó, hai mục tiêu xếp chồng lên nhau - tỗi đa hoá số lượng containerđược lưu trữ trên mỗi không gian bãi và giảm thiểu số lần di chuyên ngẫu nhiên - đượcxác định Tuy nhiên, do việc xếp chồng lên cao và dày đặc thường dẫn đến những độngtác xáo trộn nhiều hơn (De Castilho và Daganzo (1993) và Kim et al (2008)), đây lànhững mục tiêu mâu thuẫn nhau Tuy nhiên, sự đánh đối này có thé được giảm nhẹ bằngcách xếp các cách tiếp cận tận đụng các thông tin có sẵn cho mỗi container,

Dé liệu chính xác về thời gian khởi hành của container là thông tin quan trọng nhấtcần thiết dé tránh những tái sắp xếp Thông thường thông tin này không trực tiếp đưa ra,nhưng chỉ có thé được dự đoán từ các đặc tính khác của container Tuy nhiên, tính sẵnsàng và tính chính xác của đữ liệu container rất phụ thuộc vào hướng lưu lượng tươngứng Container nhập khẩu đến băng các tàu container lớn và tiếp tục đi đến điểm đến củahọ thông qua vận tải nội địa Trong khi việc nhập khẩu container ở một mức độ nao đócó thé tiên đoán được, container xuất đi có thé được coi là không thé tiên đoán được, vithời gian đến của xe tải bên ngoài nói chung không được thông báo trước và phụ thuộcvào các sự kiện bên ngoài như ùn tắc giao thông Đối với container xuất khẩu, tình hìnhbi dao ngược Trong khi sự dén thông qua vận chuyên nội địa là ngâu nhiên, sự xuât đi

Lá^

của chúng thường là dự đoán được nhiêu hơn, vì nó được kết nôi với một chiệc tau Việcbô sung, các quy trình bên bờ có thê dự đoán được nhiêu hơn các quy trình nội địa Dodong chảy ra quan trọng hơn đôi với xêp đỡ container, các container trung chuyên, do

đó phù hợp hơn cho việc áp dung cách tiếp cận xếp chồng phức tạp Bên cạnh hướng

dong chảy, có thê có san thông tin về loại, kích cỡ, trọng lượng, chế độ khởi hành va

điểm dén của container.

2.5 Các nghiên cứu liền quanPhần nay sẽ tong hợp các nghiên cứu liên quan đến vấn dé ra quyết định ở bãicontainer

2.5.1 Wiese va cong su (2009)Wiese va cộng sự nghiên cứu 114 cảng container và kết luận rằng 63% các cảng sử dungcần câu RTG Straddle Carrier (SC), được sử dụng trong khoảng 20% cảng

Tác giả đã nghiên cứu về ảnh hưởng của chiều rộng block (số row trong một block) đếnhiệu quả của bãi chứa.

Có nhiều đánh đổi được phân tích để xác định kích thức tối ưu cho một block trong bãichứa Việc phân tích dé xác định số block trong một bãi chứa container là vô cùng quantrọng vì số block sẽ quyết định đến số lượng cau can thiết: một block lớn sẽ có diện tíchsử dụng hiệu quả hơn nhưng cũng sẽ có nhiều van dé phát sinh như là việc kẹt xe vì sốlượng cần cau được sử dụng tại cùng một thời điểm sẽ ít hơn và quãng đường di chuyểncủa mỗi crane cũng sẽ gia tăng

Sau đưa ra mô hình toán, tác giả đã tiến hành tính toán thử để xác định hiệu suất củacrane: số lượng di chuyén/gid và hiệu suất sử dụng mặt đất kết quả cho thấy hiệu suấtcủa bải sẽ đạt được tối đa khi số hàng dao động từ 6 đến 8 hàng Kết quả nảy cũng tươngứng với kết quả đạt được trong thực tế Tác giả cũng đưa ra hướng nghiên cứu cho tươnglai: nghiên cứu hiệu suất làm việc khi hai YCs cùng được sử dụng trong bãi

2.5.2 Kim, Park & Ryu (2000)Kim, Park & Ryu (2000) xác định vấn đề của các địa điểm lưu trữ có xem xét xác địnhvị trí cho việc tái bố trí Các giả định sau được đưa ra cho công thức toán học:

1 Containers được phân thành nhiều nhóm trọng lượng xác định trước, dựa trêntrọng lượng của container Sự phân bé trọng lượng của container được giả địnhlà đã biết

._ TẤt cả các container của một nhóm trọng lượng nặng hơn được chất lên tàu trướckhi chất container của một nhóm nhẹ hơn

Các xe tải đến được phục vụ trên cơ sở đến trước ra trước(FIFO) Một container được di dời không quá một lần Giả định này được giới thiệu dé

đơn giản hóa van dé Chúng tôi hy vọng rang sai sót do giả định nay sẽ khôngđáng kể Các ký hiệu sau đây được sử dụng trong thuật toán (xem hình 4):

N: tong số stagesn: số giai đoạn (số lượng slot trống)Xn: trạng thái đầu vào của giai đoạn thứ n (xem hình 2.1).kn: nhóm trọng lượng của container đến ở giai đoạn n (một biến xác suất).Da: số hàng được gan cho vùng chứa đến ở giai đoạn n (một biến quyết định).Da (kn): xác suất đến của container trọng lượng nhóm kn Giả định răng xác suấtkhông thay đổi trong quá trình tiếp nhận của container

tn (Xn, Dn, kn): số lượng mong đợi dự kiến của các chuyển động tái sắp xếp đượcthêm vào ở giai đoạn n khi một container đến của nhóm trọng số kn được gán chohàng Dn khi state đầu vào là Xn

ta (Xn, Dn, kn): chức năng chuyển trạng thái có các bản đồ Xa, kn, và Dạ đến xn-1.Hàm mục tiêu, giảm thiêu tông sô di chuyên, có thê được công thức như sau:

F(X LP Ake) Mel (Xe Dock) F tbÂX sDek,)) ' )

Ngoài ra một phương trình đệ quy tổng quát hơn có thé được cho như sau:

n=1,2, N,

H number of high-weight group

H LIM M empty slots of each row

Do đó, tác giả đã đưa ra các quy tắc quyết định làm giảm đáng ké thời gian tínhtoán:

¢ - Bước 1 (Kiểm tra nhánh không liên quan): Kiểm tra nếu có thêm nhiều tập dữliệu nữa được chia thành các tập con Nếu bất kỳ tập dữ liệu nào ton tai, hay ditới bước 2 Nếu không, hãy dừng lại

¢ - Bước 2 (Chon một thuộc tính quan trong): Chọn một thuộc tính cho việc phannhánh tại nút hiện tại.

¢ - Bước 3 (chia nhánh): Chia bộ dữ liệu thành nhiều tập con sử dụng thuộc tính đượcchọn trong bước 2.

- - Bước 4 (Cat tỉa): Kiểm tra mỗi tập hợp con trong bước 3 để kiểm tra xem có thétìm thấy nhánh tương ứng hay không Một nhánh có thể được tìm thấy nếu (1) tấtcả các dữ liệu trong tập hợp con có thé được bao gém trong cùng một lớp, hoặc(2) số trường hợp ngoại lệ là không đáng kể, ngay cả khi tat cả các dữ liệu trongtập con bị buộc vào một lớp ĐI tới bước 1.

Hình 2.13 Chia nhánh sử dụng thuộc tính HI.¢ - Trong nghiên cứu nay, một mô hình lập trình động được xây dung để xác định vị

trí lưu trữ của một container xuất khâu đến Mục tiêu là để giảm thiểu số lượngcác chuyển động di chuyển xảy ra trong quá trình vận chuyển container

¢ Cac tái di chuyển xảy ra khi các container nhẹ được xếp chồng lên nhau trên cáccontainer nặng hơn trong yard, vì những chiếc nặng hơn thường được chất trướctiên vào tàu.

¢ - Một thủ tục phân loại cũng được phát triển để có được một cây quyết định dé đưara quyết định theo thời gian thực Giải pháp tối ưu được thiết lập từ lập trình độngđược sử dụng để xây dựng cây quyết định Thủ tục phân loại bao gồm các tiêuchí lựa chọn của thuộc tính chính cho phân nhánh, một nguyên tắc cắt tỉa, và mộtphương pháp đơn giản hóa.

- - Hiệu suất của cây quyết định được đánh giá bang cách so sánh quyết định của nóvới các quyết định tối ưu từ lập trình động Số lượng các quyết định sai là từ 1,0%đến 5,5%, tùy thuộc vào khả năng chịu lỗi trong quá trình tỉa Kết quả của nghiêncứu này có thé được sử dụng dé giảm số lượng các chuyển động di chuyển trongthời gian vận chuyền tàu, làm tăng hiệu quả của các thiết bị xử lý container vàthông lượng của bến

¢ Mac dù giả định rang các container nặng hơn luôn luôn được nạp trước nhữngchiếc nhẹ hơn, nhưng thường có thể tránh các tái di chuyển bằng cách thay đổidãy trong quá trình vận chuyển Do đó, một nghiên cứu xem xét tính khả thi trongquá trình vận chuyên được dé xuất như một sự mở rộng của nghiên cứu này.2.5.3 Kim, Park & Ryu (2002)

Tác giả đã đề xuất một mô hình tuyến tính hỗn hợp-số nguyên để phân bố không gianmột cách tối ưu Nghiên cứu của tác giả tập trung vào container đi (container duoc vậnchuyền từ đất liền đến cảng để ship lên tàu) Theo như tác giả, các container đi sẽ có ảnhhưởng đáng kế đến hiệu suất của bãi Hàm mục tiêu cần đạt được là container đi phảiđược đặt vào vị trí tối ưu và vị trí này cần được xác định trước một cách chính xác vànhanh chóng.

2.5.4 kim và Hong (2004)Tác giả đã xem xét việc tái di chuyển các container tại bãi thông qua giải thuật B&B.Một trong những mục tiêu quan trọng nhất của các hoạt động lưu trữ và lay trong cáchệ thống khối xếp chong là dé giảm thiểu số lượng di dời trong thời gian hoạt động lay

Có rất nhiều ví dụ thực tế về các mặt hàng cho khối xếp chồng lên nhau như hộp pallet,container biển và thép tam

Trong bãi container, một bay bao gồm 6-10 chồng trong đó bao gôm 4-7 container.Đối với các tam thép trong kho, một chồng bao gém 30-50 tam Phải mat 1-2 phút dédi chuyển một container biển hoặc một tam thép bằng cần cau

Quá trình xác định vị trí lưu trữ của container đi từ cảng thường có thể được phân táchra thành ba giai đoạn : Giai đoạn phan bổ không gian, Giai đoạn định vi container riêngbiệt và giai đoạn của vị chuyển container trong các hoạt động lay hàng Nghiên cứu nàygiải quyết các vẫn đề về quyết định thứ hai và thứ ba

Bai báo này dé xuất các phương pháp dé xác định vi trí lưu trữ của các khối di chuyểnvà để xác định các khối cần được lấy ra trong nhiều khối có cùng mức độ ưu tiên

Nghiên cứu này đưa ra thuật toán B&B dé có được vị trí tối ưu cho các khối di chuyểnvà sau đó gợi ý một quy tắc suy nghiệm cho quyết định Ngoài ra, hiệu suất của quy tắcsuy nghiệm được so sánh với thuật toán B & B Những kết quả của thời gian tính toánnày hàm ý rằng quy tắc suy nghiệm có thể được sử dụng trong thời gian thực, trong khithuật toán B & B không thích hợp cho việc sử dụng thời gian thực.

Thời gian tính toán của nguyên tắc suy nghiệm ít hơn 2 s - nằm trong mức có thé đượcsử dụng trong thời gian thực Ngược lại, khi sản phẩm của các số lớp và bãi chứa vượtquá 20, thời gian tính toán của thuật toán B & B vượt quá 100 giây đối với trường hợpcó môi quan hệ ưu tiên giữa các khôi riêng lẻ và 1000 giây đôi với trường hợp có mdi

quan hệ ưu tiên giữa các nhóm- vượt quá mức độ có thể được sử dụng trong thời gianthực

2.5.5 Ozcan & Elliyi (2017)Tác giả tập trung vào van dé phân bồ không gian lưu trữ tại bãi, và mục đích của tácgiả là tìm vị trí xếp chồng tốt nhất cho các container sử dụng thuật toán reward-basedChính sách xếp chồng container là các thuật toán giải pháp dùng để xác định vị trí lưutrữ của mỗi container riêng lẻ, với việc xem xét một số hạn chế hoạt động

Thuật toán reward-based ước tinh đo tổng số điểm của một vị trí xếp chồng bang cáchtính toán tong trọng số của các giá trị đánh giá của các tiêu chí nay Bốn tiêu chí chínhđược liệt kê là:

1 Khoảng cách của Container RTGC gan nhất2, khối lượng công việc của RTGC, xem xét trọng lượng của các containers được

xử lý (trong giờ làm việc cuối cùng)3 Số container xếp chồng lên nhau ở những bays lân cận.4 Chiều cao hiện tại của stacks

Mã giả của thuật toán như sau:Bước 0: Các đầu vào của thuật toán phải được nhập vào hệ thống

- — Thông tin liên qua của container i được xếp vào.Loại: 20 hoặc 40 feet, khô

Trọng lượng: Heavy, Medium or LightTau duoc chat

Thong tin EDTThong tin POD

- Thong tin su dung hiện tại cua bãi lưu trữ.- Vi trí hiện tại của RTGC trên mỗi khối.- - Thời gian xử lý đơn vị và thời gian di chuyển của các RTGC.- §6 lần reshuffling ước tính của mỗi container xếp chồng bên dưới.Bước 1: Khởi tạo các giá tri của MAXSCORE là 0 và MAXPOSITION là 0Bước 2: Đối với mỗi vị trí sẵn có j của container ¡, hãy tính tổng số điểm trọngSỐ với trọng sô là wi, W2 wa va wa Điểm sô trọng sô được biêu thị bang

Score (i,j) = wl** Crane distance score (i,j) + w2*Crane_ work load_score(i,j)+ 3*Neighborhood_ stack score(i.j) + w4*Stack heigh score (i,j) (1)RTGDist = khoảng cách giữa vi trí hiện tại của RTGC và vi tri ứng viên j

Vì thế, RTGC_DIST_SCORE( i, j)= 100- (2* RTGDist) (2)Ch = số lượng container nặng được giải quyết bởi RTGC tương ứng trong vòng mộtgid qua.

C= số lượng container trung bình được xử lý bởi RTGC tương ứng trong vòngmột giờ qua.

C= số lượng container nhẹ được xử lý bởi RTGC tương ứng trong vòng một giờ

qua.

1, nếu có ít nhất 1 chồng được xếp đầy bên cạnh vi trí j

0, đối vdi các trường hợp còn lại

Neighbor_row() = (3)

1, nếu có ít nhất 1 bay được xếp đầy bên cạnh vi trí j

0, đối ưới các trường hợp con lại

2.6 Phần mềm TOS

Liên quan đến việc định vị container ở kho bãi trong cảng, phần mềm của TOS có 2module chính: Yard Cranes Scheduler (điều độ cần cầu kho bai) va Advanced TerminalEmulation (Mô hình hóa cao cấp của cảng).

Module Yard Cranes Scheduler đảm bảo cần cau bãi ở đúng vị trí vào đúng khoảngthời gian cần thiết Giải thuật trong module này đảm bảo cho việc:

e Cung ứng đủ lượng cần câu cho mỗi ca làm việc đồng thời tăng hiệu quả sửdung cần cau

e Ngan can việc lên ké hoach str dung mot cần cầu đồng thời trong kế hoạch củabãi và kế hoạch của tàu

e Điều phối cần cau bãi trong kho bãie Điều phối hoạt động của cần cầu trong từng vùng làm tăng hiệu quả sử dung

thiết bịe Nhận diện các rủi ro và lên kế hoạch phòng ngừae Phản hồi các sự việc và phục hồi hoạt động khi có sự cốTại Việt nam, logisctic thường được chú ý vào việc qui hoạch đường xá, cầu cảnghay thiết kế máy móc vận tải và nâng chuyển cũng như hình thành các công ty giao nhậnlớn nhỏ Vấn đề thiết kế hệ thống dich vu logistic còn ở giai đọan sơ khai và chưa đượcnghiên cứu bài bản Hầu như những hệ thống logistic của các nhà máy xí nghiệp hay cầucảng thường được xây dựng và vận hành bang cách chuyền giao mô hình từ nước ngoàihay xuất phát từ kinh nghiệm cũng như tự phát mà không có những phân tích hay thiếtkế phù hợp với môi trường và điều kiện hoạt động cụ thể Đó là trên thực tế hoạt dong,con vé nghién cuu khoa hoc cho hé thông dich vu logistic tai cảng bién Viét Nam thi haunhư chưa có.

Trong hệ thống logistics, van đề bốc dỡ ở kho bãi cũng gặp nhiều khó khăn khi tìmgiải pháp tối uu, đặc biệt là ở cảng container với hàng hóa nặng, chồng chất lên nhau caovà phải sử dụng thiết bị nâng chuyển hiệu quả trong điều kiện nhu cầu xuất hiện mangtính ngẫu nhiên Chính vì vậy việc nghiên cứu giải pháp logistic để tối ưu hóa hoạt độngxếp dỡ đồng thời nâng cao việc đưa ra lịch trình tự bốc dỡ tại kho bãi ở cảng containerlà việc cần thiết mà doanh nghiệp đang mong mỏi

Chương 3 Phân tích hiện trạng tại bãi chứa3.1 Phân tích hiện trạng

Hiện nay tại Việt nam có khá nhiều cảng container khắp cả nước nhưng tập trungnhiều ở thành phố Hồ Chí Minh (Tp HCM) Những thiết bị nâng chuyền tại các cảngchưa được tự động hóa nhiều nên việc chưa thể sử dụng hệ thống TOS như các cảngtrên thế giới Hơn nữa việc mua các modul riêng rẽ của hệ thống TOS (ví dụ đưa ratrình tự bốc đỡ và vị trí container ở bãi) cũng yêu cầu kinh phí rất lớn, các cảngcontainer ở Việt nam chưa thé dau tư

Qua khảo sát hiện trạng của các cảng ở Tp HCM thì việc vận hành tại bãi còn gặpnhiều khó khăn Tác giả đã khảo sát và trao đổi với các nhà quản lý thì việc đưa ratrình tự bốc đỡ container tại bãi là rất cần thiết vì giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thiếtbị và dịch vụ khách hàng Những phân tích hiện trạng cụ thể được xem xét cho cảngVict.

Cảng Vict là một trong những cảng container chuyên dụng dau tiên ở Việt namđược thành lập từ năm 1998 với sản lượng xếp dỡ hàng năm đang trên đà tăng trưởngcao Khi nhu cầu xuất nhập khẩu hang hóa qua đường bién cảng tăng thì yêu cầu bốcdỡ container từ tàu biển và việc lưu tạm container tại kho bãi trong cảng ngày càngcao Từ đó nảy sinh một số khó khăn trong quản lý hoạt động ở cảng VICT như sau:

- Viéc xếp dỡ container tại kho bãi hiện vẫn phụ thuộc nhiều vào tài xế xe cần cầubãi và tài xế xe tải đến lấy hoặc giao container Nếu đến lây, tài xế xe tải phải đitim container trong bãi và yêu cau tai xế xe can cầu bãi đến lay xuống Nếu cócontainer khác đang chồng phía trên container cần lay, các tài xế cần cau bãi sẽtùy ý di chuyến những container đó sang chỗ thuận tiện Việc giao containercung vay, cac tai xé can cau bai tu sap XÊP trong hàng tùy theo vi trí cần xe cầncầu va xe tai dang đậu cũng như chỗ trong thuận tiện Từ đó vi tri chính xác củacontainer rất khó xác định trong hệ thống thông tin của công ty, gây khó khăncho việc điều động xe cần cầu bãi cho việc bốc dỡ container, làm giảm hiệu suấtsử dụng thiết bị cũng như làm tăng thời gian chờ đợi của tài xế xe tải.

- _ Việc lưu trữ container chưa theo trật tự và qui luật cu thể Từ đó dẫn đến việc xácđịnh vị trí container cho việc bốc dỡ hay xác định vị trí trống để lên kế hoạch xếpcontainer vào bãi gặp nhiều khó khăn cho bộ phận quản lý

- Tai xế xe cân cau bãi phải đảo container nhiều lần theo những cách ngẫu nhiênđể lấy container cần giao dẫn đến hiệu quả làm việc thấp Từ đó làm tăng thờigian chờ của các xe tải đến giao nhận container, làm tắc nghẽn giao thông trongcảng và giảm chất lượng dịch vụ tại cảng

- _ Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác hoạch định và kiểm soát luéngcontainer lưu thông qua cảng còn hạn chế do mức đầu tư cần thiết khá cao (phầnmềm chuyên dụng của nước ngoài) Công ty đang đặt trọng tâm vao việc quan lýhiệu quả các thiết bi ở cảng nhằm tăng cao hiệu quả khai thác trong điều kiệnnhu câu và tình hình cạnh tranh ngày càng cao nên phát sinh nhu cầu đưa ra giảipháp cho quá trình xếp dỡ container tại bãi thông qua nghiên cứu trong nước

Với các van dé hiện tại của cảng VICT cũng như những khó khăn trong điều phốivận hành tại cảng thì mục tiêu cần nghiên cứu như sau: Tối ưu hóa công việc xếp và dỡcontainer tại bãi ở cảng biển

1) Tối ưu hóa việc dỡ container trong bãi, xây dựng giải thuật tối ưu để đưa rađược trình tự lay container

2) Xác định được trình tự xếp confainer vào bãi, qui trình này có thé tối ưu hoặctối ưu một phan

Với mục tiêu nghiên cứu như vậy, mô hình nghiên cứu sẽ có các nội dung như sau:- _ Nghiên cứu phương pháp sắp xếp container vào bãi cho container

- _ Xây dựng giải thuật để giải bài toán tối ưu công việc xếp và dỡ container.3.2 Phương pháp nghiên cứu:

3.2.1 Mục tiêu nội dungNhư đã trình bày ở phần trên, việc giải quyết vẫn đề xếp dỡ container ở bãi của các cảngcontainer Việt Nam là một vấn đề cấp thiết nhằm đáp ứng kịp tốc độ phát triển liên tục củacác cảng container ở Việt Nam Hình 3.1 cho thấy thông lượng của các cảng container ởViệt Nam liên tục tăng trong các năm vừa qua.

Container Throughput of Vietnam's Seaports

000 TEU12,000 - XPDRD

10.000 - 10.009"

8452

8.000 - 7,588

6,9036 4306.000 - :

- Tinh hiệu quả: hiện nay các cảng container ở Việt nam sử dụng phương pháp xếpngẫu nhiên nên hiệu suất đạt được chưa cao Chính vì vậy, việc đưa ra một phươngpháp xếp chồng hiệu quả là điều cân thiết Tuy nhiên, thuật toán này đòi phải giảiquyết được van dé trong thời gian ngăn, đáp ứng duoc tốc độ hoạt động của cảng.