Combinatorial optimization problems in port logistics
[ 1 ] Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Problemy optymalizacji kombinatorycznej w logistyce portowej
english
- optimization
- algorithm
- logistics
- port
- transport
- optymalizacja
- algorytm
- logistyka
- port
- transport
EN This dissertation addresses combinatorial optimization problems in port logistics, focusing on quay partitioning to improve container terminal efficiency. It introduces the Deterministic Quay Partitioning Problem (DQPP) in two variants (2in1 and 1in1), both NP-hard, and models them using Mixed Integer Programming to minimize ship waiting times. The thesis also explores the Algorithm Selection Problem (ASP) for solving Berth Allocation Problems (BAP) under time constraints, finding that greedy algorithms perform best with short time budgets, while metaheuristics excel with longer ones. A dynamic algorithm portfolio approach is proposed. Ship traffic patterns from eight global ports are analyzed to develop advanced Ship Traffic Models (STMs), accounting for ship sizes and handling times. These models are applied in the Stochastic Quay Partitioning Problem (SQPP), combining earlier results. While simple berth layouts are often suboptimal, the thesis proposes scalable, lower-complexity algorithms for designing future terminals.
PL Praca dotyczy problemów optymalizacji kombinatorycznej w logistyce portowej, koncentrując się na podziale linii brzegowej terminala kontenerowego na nabrzeża (QPP). Główna hipoteza zakłada, że optymalny podział poprawia wydajność terminala. Analizowany jest deterministyczny wariant problemu (DQPP) w dwóch wersjach (2w1 i 1w1), dla których opracowano modele MIP i oceniono ich skalowalność. Badano również dobór algorytmów (ASP) do problemu przydziału statków do nabrzeży (BAP) przy ograniczonym czasie – heurystyki okazały się skuteczne przy krótkich, a metaheurystyki przy dłuższych budżetach czasowych. Stworzono także zaawansowane modele ruchu kontenerowców (STM) w oparciu o dane z ośmiu portów. W końcowej części analizowany jest stochastyczny wariant QPP (SQPP), integrujący wcześniejsze wyniki, wskazując na konieczność stosowania algorytmów o niskiej złożoności do projektowania przyszłych terminali.
240
information and communication technology
public
Joanna Berlińska
05.02.2025
english
public
Florian Jaehn
08.01.2025
english
public
Krzysztof Rządca
28.03.2025
english
public
dissertation before defense
Poznań, Poland
26.05.2025