现代大型专业化煤炭下水码头中，码头装载作业和船舶压载水排放之间存在显著的不匹配。由于压载水排放慢而导致装船作业中断，进而产生的延误已经成为煤炭下水码头作业效率提升的瓶颈。许多煤炭下水码头允许船舶靠泊待泊泊位或于锚地内提前排放压载水以避免装船时中断。但这使港口管理者在制定船舶进出港交通计划时不仅需要考虑时变的潮汐影响等限制，而且需要考虑与压载水排放作业的紧密联系，确保没有过多地排放压载水使船舶失稳。然而，目前无论是实践操作还是学术研究中都缺乏有效的决策手段以应对这一复杂的调度问题。

图1 船舶卸压载作业及船舶稳性影响机理

近日，郭子坚教授团队针对煤炭下水码头船舶进出港交通与压载水排放协同调度优化问题，综合考虑船舶乘潮进出港、稳性安全等限制，以最小化船舶压载水延误与进出港延误为目标，提出了一种综合调度优化模型，集成优化船舶进出港顺序、待泊泊位分配和卸压载计划制定。实验结果表明，所提出的综合调度模型可以有效避免压载水延误的产生，缩短船舶在港滞留时间，与模拟人工决策的启发式算法相比可减少总加权延误20.84%。研究成果为港口管理者提供有效的决策支持工具，同时推动了干散货港口及煤炭运输系统智能运营方向的研究。该成果发表于《Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review》。

图2 优化模型与人工经验调度方法的结果对比

上述研究工作得到了国家重点实验室、国家重点研发计划的资助和大力支持。

论文链接：doi.org/10.1016/j.tre.2021.102409