Chương 1: Giới thiệu 1. Xác định van dé. Hiện nay tại Việt nam có khá nhiều cảng container khắp ca nước va tập trung ở thành phố Hồ Chi Minh (Tp HCM). Những thiết bị nâng chuyển tại các cảng chưa được tự động hóa nhiều nên chưa thé sử dụng hệ thông Terminal Operating System (TOS) trong quản ly vận hảnh một cách tôi ưu hóa như các cảng trên thé giới.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu dé đưa ra một thuật toán nhằm tdi ưu hóa công việc xếp đỡ tại cảng container là một van dé cấp bách và cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyến hàng hóa ngày càng 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 Nam vẫn còn chưa nhiều tải liệu bằng tiếng Việt. Chính vì vậy, trong nội dung luận văn này tác giả cũng trình bày thêm về lý thuyết của cảng container, quy trình hoạt động, chức năng và vận hành của cảng từ các nguồn tải liệu nước ngoải nhằm cung cấp thêm nhiều kiến thức vé lĩnh vực cáng container nhăm làm da dang hóa nguồn tai liệu bang tiếng Việt cho người đọc.
Mục tiêu Luận văn này sẽ bao gồm hai phần chính: - Phần thứ nhất là trình bày các lý thuyết về cảng container: các đặc điểm của cảng container, 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 bang thuật toán reward based và sẽ lập trình thuật toán bang phan mềm Matlab nhăm kiểm tra tính hiệu quả cua thuật toán. Phương phap Sẽ tiến hành nghiên cứu các tải liệu liên quan về cảng container, các lý thuyết về cảng container: vai trò, chức năng hoạt động ở cảng. Sau đó, sẽ tiếp tục tìm hiểu về các nghiên cứu về lĩnh vực hoạt động của cảng container nhằm tìm kiém được mô hình tối ưu có thê áp dụng vào hoạt động thực tÊ của các cảng container ở Việt Nam. Giới han của luận văn.
Nội dung của luận văn sẽ tập trung vào việc nghiên cứu nham tim ra thuật toán cho viéc xếp confainer vào bãi một cách tôi ưu nhất, có thể tối tận dụng được tối đa hiệu suất của các cần câu bãi. Sau khi đưa ra được mô hình toán sẽ tiễn hành lập tình cho thuật toán băng phần mềm Matlab, tiễn hành khảo sát trên một mô hình nhỏ của bãi chứa container. Cac container đến bãi chứa sẽ được phát một cách nhau nhiên nhằm tính toán các kết quả đạt được. Kết quả này sẽ được so sánh với khi thực hiện việc xếp các container ngẫu nhiên và đồng thời cũng nham kiểm chứng thời gian tính toán của thuật toán.
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 dung thực 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, đặc điểm của các cảng container và hoạt động ở bãi container. Van dé tối ưu hóa đối với bãi container 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 thời nêu 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 luận văn, 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 các phương hướng nghiên cưu tiếp theo trong tương lai. Chương 2: Van dé tối wu hóa ở cảng 2. Giới thiệu về cảng container và hoạt động bốc/dỡ ở bãi 2.
Vai trò: Trong một thé giới toàn cau hóa, các cảng tạo thành một phần không thé tách rời va quan trọng của mạng lưới thương mại quốc tế, vì chúng mang lại một sự dịch chuyển hàng hoá rất hiệu quả về chi phí giữa các thị trường, là những cơ sở hậu cần quốc tế quan trọng, những nút này cung cấp một liên kết quan trọng với các điểm sản xuất trong đất liền của một quốc gia hoặc địa lý không có lối vào và là những cửa ngõ vào các thị trường tiêu thụ ở nơi khác. Như vậy, tất cá sự chú ý của ngành công nghiệp vận tải và các ngành công nghiệp liên quan của nó đã được tập trung vào thông qua cảng và phát triển. Thật vậy, đã có nhiều sự chú trọng vào phát triển cảng vì các chính phủ nhận thay rang thương mai thông qua các cảng đóng góp một phan đáng kế GDP. Số lượng container vận chuyển đóng vai trò như một thành phần chủ đạo của đất nước sức khoẻ kinh 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 vận chuyển hang hoá hoặc chuyền tải giữa các phương tiện vận tải khác nhau, cho việc vận chuyển trở lại hoặc đến vùng nội địa của mình hoặc cho một cuộc hành trình biến. Việc chuyền 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 bến container hang hải. Ngoài ra, việc chuyển tải có thé là giữa các phương tiện giao thông đường bộ, thường là giữa tàu hỏa và xe tai, trong trường hợp đó cang được mo tả như là một cảng container nội dia.
Từ những khởi đầu khiêm tốn của nó vào những năm 1950, khu cảng container hàng hải đã đi một chặng đường dai. Các cảng container hàng hat bay giờ là một đặc trưng phố biến ở nhiều quốc gia có bờ biến. Các chức năng vẫn như nhau, và trong các cảng container 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 tiếp theo, ở một số cảng container, các container chứa day có thé phải được lưu trữ trong thời gian đài hơn dé chờ lần sử dụng tiếp theo. Lý do hoạt động của việc này là như sau: tau tiếp theo không sẵn sang, container không được don sạch cho chuyến hàng tiếp theo hoặc người 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 để lưu trữ, trong một hình khối chữ nhật ba tầng, và các kết quả lưu trữ sau đó thường được biết đến như là container stack. Chỉ ở châu A ching ta thấy sự phô biến của việc xếp chẳng container ngày càng cao vượt quá giới hạn ba tang.
Lưu trữ container cao hơn sử dụng tốt hơn đáng kế đất tại bờ biến nhưng cũng phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng 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 và sự đi chuyển của các container. Trong những năm gần đây, các tiến bộ về phương pháp luận về hoạt động của cảng container đã được cải thiện dang kể, đặc biệt là trong các lĩnh vực hoạt động của tàu container đặc biệt là trong các lĩnh vực như bến, xếp chồng, thu hồi container và xác định vị trí cho container. Những cải tiễn trong năng suất đã được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp vận trù học (operation research - OR), công nghệ sử dụng nên tảng không dây, và thiết bị xử lý hiện đại.
Các cảng châu Á xếp hạng cao trong số 20 cảng container hàng đầu thế giới. Khối lượng container đến và rời khỏi mỗi cảng này thường tăng lên trong thập ky qua. Với lưu lượng container ngày càng tăng do toàn cầu hóa nhanh hơn và nhu cau về tốc độ nhanh hơn cho thị trường để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngảy cảng tăng ở châu Á, sẽ tiếp tục có nhu cầu nghiêm ngặt đối với việc nâng cao năng suất theo định hướng OR trong các ứng dụng có liên quan đến cảng. Các nhà khai thác cảng chỉ biết rằng họ phải có hiệu quả hơn trong hoạt động của mình để khuyến khích nhiều hãng tàu ghé cảng của họ và để giảm bớt thời gian dừng không cần thiết tại cảng vì lý do an ninh và hoạt động.
Với địa lý độc đáo của châu Á và sự cạnh tranh khốc liệt của các cảng container (có thé đôi khi năm gần nhau như Singapore va Tanjung Pelepas Malaysia), thách thức là làm thé nao dé tối đa hóa thông lượng của các container day tai và 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 thường là 3 hoặc 5 tầng. Tại Singapore, các container day có thé được xếp chồng lên nhau lên đền 9 tang và do đó rõ rang có nhu cau về các kỹ thuật vận trù học sé được sử dụng trong việc nhập xuất container để xếp hoặc xếp lại container nhanh bên trong bãi. Các kỹ thuật này 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. Đôi với các hoạt động vận trù học được tham khảo dé sử dung, có rat nhiêu. Trong tài liệu, các kỹ thuật vận trù học khác nhau đã được áp dụng cho một khía cạnh của các van dé vận hành container. Các kỹ thuật phổ biến hon bao gồm Lập trình tuyến tính hỗn hợp (MILP), tạo cột, Thuật toán di truyền (GA), tìm kiếm Tabu, mô phỏng, v.
South East Asian Port Throughput from 2002 to 2012 30,000 25,000 T1UnE0it:s 20,000 15,000 10,000 5,000 0 —-——D—————————- 2002 2003 2004 2005 2006 2007 200§ 2009 2010 2011 201 ^ Singapore 16,986 18,441 21,329 23,192 25,608 28,768 30,891 26,593 29,179 30,728 32,422 ~#—Thailaid 3799 4,233 4,847 5115 5,574 6200 6,726 5,898 6649 7,171 7,372 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 9,325 Malaysia $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.