The volume of worldwide maritime container transportation has increased steadily and the continuous increase in the container volume has stimulated the building of very large container ships. Many terminal operators counteract this situation by building new terminals or improving existing terminals. But environmental issues and massive investment often limit these ambitious expansion plans. This study considers an alternative solution called Mobile harbor. Mobile harbor is a container transportation system that can discharge and load containers from an anchored container ship in the open sea. One way to improve its practical feasibility is increasing productivity of Mobile harbor operation by studying its operation schedule. This study defines the Mobile harbor operation scheduling problem. It determines the sequence of discharging and loading operation, time schedule and docking position of each Mobile harbor unit to handle a series of incoming container ships, with goal of completing all of the ship operation of a container ship as rapidly as possible. This problem has a few characteristics; capacity restriction of Mobile harbor, variation of non-simultaneous constraint between tasks according to docking position, precedence constraints. A mixed-integer programming model, which considers various characteristics of Mobile harbor, is formulated. For a large problem, mixed-integer programming model practically cannot be solved. Therefore, this study proposes a rule-based algorithm and a random key based genetic algorithms. In order to evaluate the performance of each algorithm, a number of experimental scenarios are conducted. For all experimental scenarios, a random key based genetic algorithm using the initial population with the solutions obtained by the rule-based algorithm has shown remarkable results, particularly in the quality of solution.
전세계의 컨테이너 물동량이 지속적으로 증가하고 있으며 지속적인 물동량 증가에 발맞춰 초대형 컨테이너선박이 등장하고 있다. 대부분의 컨테이너터미널들은 컨테이너터미널을 신설하거나 혹은 기존 터미널을 확장하는 방식으로 변화에 대처하고 있다. 그러나 환경적인 문제와 엄청난 투자비용이 이러한 확장계획의 장애요소가 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 컨테이너터미널의 환경적 변화에 대처하기 위한 방안으로 모바일하버라는 새로운 대안을 고려한다. 모바일하버는 해상에 정박 중인 컨테이너선박과 양하역을 실시할 수 있는 컨테이너수송시스템이다. 현재 개발이 진행 중인 모바일하버의 현실적용가능성을 높이는 방안 중 하나는 모바일하버가 도입됨에 따른 스케줄을 수립함으로써 모바일하버의 생산성을 높이는 것이다. 본 연구에서는 모바일하버 운영스케줄 문제를 정의한다. 이는 복수 대의 컨테이너선박의 재항시간을 최소화할 수 있는 양하역 처리순서와 처리수행시간 그리고 도킹위치를 결정하는 문제이다. 모바일하버 운영스케줄 문제는 최대적재용량, 도킹위치 결정에 따른 동시작업가능성 변화, 선후관계와 같은 특성을 가지고 있다. 이러한 특성을 반영하여 혼합정수계획법을 우선 수립한다. 규모가 큰 문제에 대해선 혼합정수계획법으로 풀 수 없기 때문에, 본 연구에서는 규칙기반 알고리즘과 랜덤키 기반 유전알고리즘을 개발한다. 각 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 다수의 실험을 수행하였으며 그 결과, 규칙기반 알고리즘으로 얻어진 해들을 초기 해집단으로 사용한 랜덤키 기반 유전알고리즘이 가장 좋은 결과를 보임을 확인할 수 있었다.
