26、多码头泊位分配与多维多路数字分区问题的优化算法研究

多码头泊位分配与多维多路数字分区问题的优化算法研究

1. 可变邻域下降算法在多码头泊位分配中的应用

1.1 可变邻域搜索与下降算法简介

可变邻域搜索（Variable Neighborhood Search，VNS）是一种单解元启发式算法，其核心思想是系统地改变邻域结构，以跳出局部最优解。不同邻域结构的使用基于以下观察：并非所有邻域结构都能找到相同的局部最优解，全局最优解是所有邻域结构的局部最优解，且对于许多问题，不同邻域结构下的局部最优解相对接近。基本的 VNS 及其变体已广泛应用于调度、路由等优化问题。在本文中，我们研究了可变邻域下降（Variable Neighborhood Descent，VND）算法来解决多码头泊位分配和起重机分配问题（Multi - quay Berth Allocation and Crane Assignment Problem，BACAP）。

1.2 seq - VND 算法的参数定义

seq - VND 算法的实现需要定义以下参数：
- 初始解 ：我们通过一个贪心算法来构造初始解。设码头集合为 (S = \sum_{q\in Q}\pi_q)，其中每个排列 (\pi_q) 包含将在码头 (q) 装载的船只列表。我们采用先到先服务（First Come First Served，FCFS）规则选择船只，并根据码头长度和预先定义的顺序将船只分配到码头。同时，定义每个码头分配的船只数量 (N=\lfloor\frac{|V|}{|Q|}\rfloor)。之后，使用 G - FCFS 构造性启发式算法为该解生成可行的调度方案，计算每艘船的起始时间 (S_v)、停泊位置 (b_