Planejamento de atracação de navios por meio de um modelo matemático para o problema de alocação de berços contínuos com descontinuidade do cais
DOI:
https://doi.org/10.14295/transportes.v23i1.861Palavras-chave:
Problema de Alocação de Berços Contínuos com Descontinuidade, Operação Portuária. Programação Linear Inteira Mista.Resumo
Os portos brasileiros movimentam anualmente 927 milhões de toneladas de carga que representam 94% das exportações. Este artigo apresenta um modelo matemático que tem como objetivo contribuir com o planejamento da atracação de navios nos portos, sobretudo, os que têm a característica de ter descontinuidades ao longo do cais causadas ou pela expansão de um trecho que ficou mais largo do que o restante ou pelo porto ter duas margens. O modelo proposto foi denominado de Problema de Alocação de Berços Contínuos com Descontinuidade de Cais (PABC-DC) e foi aplicado nos terminais públicos do Porto de Vitória (Cais Comercial de Vitória e Terminal CODESA). O modelo foi resolvido no CPLEX 12.6 com dados reais do Porto de Vitória. Os resultados do modelo, quando comparados com os resultados do planejamento manual realizado pelo porto, mostraram sempre uma redução no tempo de estadia dos navios no porto chegando a 8,7%.Downloads
Referências
ANTAQ (2013) Boletim Portuário 1º Semestre 2013. Agência Nacional de Transportes Aquaviários.
Bierwirth, C.; Meisel, F. (2009) A fast heuristic for quay crane scheduling with interference constraints. Journal of Scheduling, v. 12, n. 4, p. 345–360. DOI: 10.1007/s10951-009-0105-0
Bierwirth, C.; F. Meisel (2010) A survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals. European Journal of Operational Research, v. 202, n. 3, p. 615– 627. DOI: 10.1016/j.ejor.2009.05.031
Briano, C.; Briano, E.; Bruzzone, A.G. (2005) Models for support maritime logistics: a case study for improving terminal planning. In: Merkuryev, Y., Zobel, R., Kerckhoffs, E. (eds.) Proceedings of the 19th European Conference on Modeling and Simulation (ECMS). p. 199–203.
Brown, G.G.; Cormican, K.J.; Lawphongpanich, S.; Widdis, D. (1997) Optimizing submarine berthing with a persistence incen-tive. Naval Research Logistics, v. 44, n. 4, p. 301–318. DOI: 10.1002/(SICI)1520-6750(199706)44:4<301::AID-AV2>3.0.CO; 2-A
Brown, G.G.; Lawphongpanich, S.; Thurman, K.P. (1994) Opti-mizing ship berthing. Naval Research Logistics, v. 41, n. 1, p. 1–15. DOI: 10.1002/1520-6750(199402)41:1<1::AIDNAV3220410102>3.0.CO;2-L
Chang, D.; Yan, W.; Chen, C.-H.; Jiang, Z. (2008) A berth allo-cation strategy using heuristics algorithm and simulation optimi-zation. International Journal of Computer Applications in Tech-nology, v. 32, n. 4, p. 272–281. DOI: 10.1504/IJCAT.2008.021382
Chen, C.-Y.; Hsieh, T.-W. (1999) A time-space network model for the berth allocation problem. In: 19th IFIP TC7 Conference on System Modeling and Optimization, Cambridge, England, p. 12–16.
Cheong, C.; Tan, K.; Liu, D.; Lin, C. (2010) Multi-objective and prioritized berth allocation in container ports. Annals of Operations Research, v. 180, n. 1, p. 63–103. DOI: 10.1007/s10479-0080493-0
Cheong, C.Y.; Lin, C.J.; Tan, K.C.; Liu, D.K. (2007) A multi-objective evolutionary algorithm for berth allocation in a container port. In: Congress on Evolutionary Computation 2007 (CEC 2007). IEEE, Singapore, p. 927–934. DOI: 10.1109/CEC.2007.4424569
CODESA. (2014a) Complexo Portuário. Companhia Docas do Espírito Santo. Disponível em: http://www.CODESA.gov.br/site/OPorto/ComplexoPortu%C3%A1rio/tabid/77/l
anguage/pt-BR/Default.aspx. Acesso em 05/03/2014.
CODESA. (2014b) Anuário Estatístico de 2013. Companhia Docas do Espírito Santo. Disponível em: http://www.vitoria
port.com.br/Site/LinkClick.aspx?fileticket=piEIiUcsB8%3D&tabid=665&mid=1589&language=pt-BR. Acesso em 10/05/2014.
Cordeau, J.-F.; Laporte, G.; Legato, P.; Moccia, L. (2005) Models and tabu search heuristics for the berth-allocation problem. Transportation Science, v. 39, n. 4, p. 526–538. DOI: 10.1287/trsc.1050.0120
Dai, J.; Lin, W.; Moorthy, R.; Teo, C.-P. (2008) Berth allocation planning optimization in container terminals. In: Tang, C.S.; Teo, C.-P.; Wei, K.-K. (eds.) Supply chain analysis: a handbook on the interaction of information, System and Optimization. Springer, New York, p. 69–105. DOI: 10.1007/978-0-387-75240-2_4
Elwany, M. H.; Ali, I.; Abouelseoud, Y. (2013) A heuristics-based solution to the continuous berth allocation and crane as-signment problem. Alexandria Engineering Journal, v. 52, n. 4, p. 671–677. DOI: 10.1016/j.aej.2013.09.001
Ganji, S. R. S.; Babazadeh, A; Arabshahi, N. (2010) Analysis of the continuous berth allocation problem in container ports using a genetic algorithm. Journal of marine science and technology, v. 15, n. 4, p. 408–416. DOI: 10.1007/s00773-010-0095-9
Garey, M.R.; Johnson, D.S. (1979) Computers and intractability: a guide to the theory of np-completeness. WH Freeman, San Francisco, USA.
Goh, K.S.; Lim, A. (2000) Combining various algorithms to solve the ship berthing problem. In: Proceedings of the 12th International Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI’00). IEEE, Vancouver, BC, p. 370–375. DOI: 10.1109/TAI.2000.889896
Guan, Y.; Cheung, R.K. (2004) The berth allocation problem: models and solution methods. OR Spectrum, v. 26, n. 1, p.75–92. DOI: 10.1007/s00291-003-0140-8
Guan, Y.; Xiao, W.-Q.; Cheung, R.K.; Li, C.-L. (2002) A multi-processor task scheduling model for berth allocation: heuristic and worst-case analysis. Operations Research Letters, v. 30, n. 5, p. 343–350. DOI: 10.1016/S0167-6377(02)00147-5
Imai, A.; Nishimura, E.; Hattori, M.; Papadimitriou, S. (2007) Berth allocation at indented berths for mega-containerships. European Journal of Operational Research, v. 179, n. 2, p. 579–593. DOI: 10.1016/j.ejor.2006.03.034
Imai, A.; Nishimura, E.; Papadimitriou, S. (2001) The dynamic berth allocation problem for a container port. Transportation Research Part B: Methodological, v. 35, n. 4, p. 401–417. DOI: 10.1016/S0191-2615(99)00057-0
Imai, A.; Sun, X.; Nishimura, E.; Papadimitriou, S. (2005) Berth allocation in a container port: using a continuous location space approach. Transportation Research Part B: Methodological, v. 39, n. 3, p. 199–221. DOI: 10.1016/j.trb.2004.04.004
Kim, K.H.; Moon, K.C. (2003) Berth scheduling by simulated annealing. Transportation Research Part B: Methodological, v. 37, n. 6, p. 541–560. DOI: 10.1016/S0191-2615(02)00027-9
Kim, K. H.; Park, Y. M. (2004) A crane scheduling method for port container terminals. European Journal of Operational Re-search, v. 156, n. 3, p. 752–768. DOI: 10.1016/S0377-2217(03)00133-4
Lee, Y.; Chen, C.-Y. (2008) An optimization heuristic for the berth scheduling problem. European Journal of Operational Research, v. 196, n. 2, p. 500–508. DOI: 10.1016/j.ejor.2008.03.021
Li, C.-L.; Cai, X.; Lee, C.-Y. (1998) Scheduling with multiple-job-on-one-processor pattern. IIE Transactions, v. 30, n. 5, p. 433–445. DOI: 10.1023/A:1026487022192
Lim, A. (1998) The berth planning problem. Operations Research Letters, v. 22, n. 2, p. 105–110. DOI: 10.1016/S0167
(98)00010-8
Lim, A. (1999) An effective ship berthing algorithm. In: Thomas, D. (ed.) Proceedings of the 16th International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI-99-vol-1). Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, p. 594–599.
Meersmans, P.J.M.; Dekker, R. (2001) Operations research supports container handling. Econometric Institute Research Papers, v. 234.
Moon, K. (2000) A mathematical model and a heuristic algorithm for berth planning. Brain Korea, v. 21.
Moorthy, R.; Teo, C.-P. (2006) Berth management in container terminal: the template design problem. OR Spectrum, v. 28, n. 4, p. 495–518. DOI: 10.1007/978-3-540-49550-5_4
Nishimura, E.; Imai, A.; Papadimitriou, S. (2001) Berth allocation planning in the public berth system by genetic algorithms. European Journal of Operational Research, v. 131, n. 2, p. 282–292. DOI: 10.1016/S0377-2217(00)00128-4
Park, K.T.; Kim, K.H. (2002) Berth scheduling for container terminals by using a sub-gradient optimization technique. Journal of the Operational Research Society, v. 53, n. 9, p. 1054–1062. DOI:
1057/palgrave.jors.2601412
Park, Y.M.; Kim, K.H. (2003) A scheduling method for berth and quay cranes. OR Spectrum, v. 25, n. 1, p. 1–23. DOI: 10.1007/s00291-002-0109-z
Rashidi, H.; Tsang, E. (2013) Novel constraints satisfaction models for optimization problems in container terminals. Applied Mathematical Modelling, v. 37, n. 6, p. 3601–3634. DOI: 10.1016/j.apm.2012.07.042
Stahlbock, R.; Voß, S. (2008) Operations research at container terminals: a literature update. OR Spectrum, v. 30, n. 1, p. 1–52. DOI: 10.1007/s00291-007-0100-9
Steenken, D.; Voß, S.; Stahlbock, R. (2004) Container terminal operation and operations research – a classification and literature review. OR Spectrum, v. 26, n. 1, p. 3–49. DOI: 10.1007/s00291003-0157-z
Tang, L.; Lia, S.; Liub, J. (2009) Dynamically scheduling ships to multiple continuous berth spaces in an iron and steel complex. International Transactions in Operational Research, v. 16, n. 1, p. 87–107. DOI: 10.1111/j.1475-3995.2009.00662.x
Tong, C.J.; Lau, H.C.; Lim, A. (1999) Ant colony optimization for the ship berthing problems. In: Thiagarajan, P.S.; Yap, R. (eds.) Advances in Computing Science – ASIAN’99: Fifth Asian Computing Science Conference, v. 1742 of LNCS. Springer Berlin Heidelberg, p. 359–370. DOI: 10.1007/3-540-46674-6_30
Umang, N.; Bierlaire, M. (2012) Real Time Recovery in Berth Allocation Problem in Bulk Ports. In: Proceedings of the Swiss Transport Research Conference (STRC).
Umang, N.; Bierlaire, M.; Vacca, I. (2013) Exact and heuristic methods to solve the berth allocation problem in bulk ports. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, v. 54, p. 14–31. DOI: 10.1016/j.tre.2013.03.003
Vacca, I.; Bierlaire, M.; Salani, M. (2007) Optimization at con-tainer terminals: Status, trends and perspectives. In: Proceedings of the Swiss Transport Research Conference (STRC), p. 1–21.
Vis, I.F.A. ; Koster, R. de (2003) Transshipment of containers at a container terminal: an overview. European Journal of Operational Research, v. 147, n. 1, p. 1–16. DOI: 10.1016/S03772217(02)00293-X
Wang, F.; Lim, A. (2007) A stochastic beam search for the berth allocation problem. Decision Support Systems, v. 42, n. 4, p. 2186–2196. DOI: 10.1016/j.dss.2006.06.008.
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