集装箱码头是国际物流的枢纽节点,随着国际航运发展带来逐年提升的运力需求,集装箱码头的作业瓶颈进一步凸显。船控决策通过指令序列控制集装箱码头船舶作业,是集装箱码头装卸船作业的主要控制过程,船控决策的优劣直接决定了装卸船作业效率,直接影响码头的行业竞争力。因此,如何合理优化船控决策,进一步提高装船作业效率是集装箱码头的核心研究课题。目前集装箱码头传统船控决策通常是以作业路或单船为决策单元的局部船控决策,存在整体性不足,全局性差等问题,难以在集装箱码头全岸线多船并行连续作业进程中持续保证各个作业路装船作业均衡有序高效进行;由于船控决策影响因素多,约束限制复杂,决策空间大,全岸线船控决策难以通过人工决策实现。此外,船控决策是随装船作业过程进行的动态决策过程,在该决策过程中呈现无后效特征,因此船控决策是序贯决策过程。因此,为解决传统船控决策存在的问题,本文应用序贯决策理论,提出智能船控序贯决策框架,采用人工智能相关技术与方法进行智能船控序贯决策,实现对集装箱码头船控指令序列的整体优化。本文针对集装箱码头智能船控序贯决策问题,提出了智能船控序贯决策框架,将智能船控序贯决策分解为取箱序贯决策和指令序贯决策两个接续进行的关键决策,以从整体上实现装船指令序列优化。在决策框架中,取箱序贯决策通过优化各作业路取箱序列保证装船作业的均衡性、高效性;指令序贯决策通过优化各作业路指令序列保证装船作业的连续性、有序性。建立了智能船控序贯决策仿真评价平台,通过仿真实验以及实际应用,验证了决策方法的有效性。针对集装箱码头智能船控决策的主要研究内容和主要创新成果包括:1.提出了考虑全岸线作业因素的集装箱码头智能船控序贯决策基本问题及整体决策方法。在分析全岸线船控作业要求的基础上,依据序贯决策理论,提出了智能船控序贯决策基本问题,并将智能船控决策分解为取箱序贯决策以及指令序贯决策,提出了智能船控序贯决策整体框架及决策方法。通过应用智能船控序贯决策仿真评价平台进行仿真验证以及在集装箱码头生产作业中对智能船控序贯决策进行实际应用,证明了提出的智能船控序贯决策方法的有效性。2.针对集装箱码头智能船控取箱序贯决策,建立了智能船控取箱序贯决策模型;改进设计了智能船控取箱序贯决策S-MCTS算法用以求解该决策问题。通过对取箱序贯决策案例的求解及仿真实验,验证了智能船控取箱序贯决策方法的有效性。该方法可有效减少装船作业中的取箱冲突,依据该方法获得的取箱序列控制执行,可保证均装船作业均衡高效进行。3.针对集装箱码头智能船控指令序贯决策,建立了智能船控指令序贯决策模型;改进设计了智能船控指令序贯决策深度强化学习pp DDQN算法用以求解该决策问题,在该算法中提出了智能船控指令序贯决策的关键决策特征从而实现对指令序贯决策的训练求解。通过对智能船控指令序贯决策案例进行求解及仿真实验,验证了智能船控指令序贯决策方法的有效性。该方法可有效减少装船作业过程中的场桥反复移机、翻箱作业,依据该方法获得的指令序列控制执行,可保证均装船作业连续有序进行。本文提出了集装箱码头智能船控序贯决策的系统决策方法。通过单船及全岸线决策仿真分析,验证了该智能船控序贯决策方法的有效性。应用该智能船控序贯决策方法代替人工决策在实际生产作业中执行装船指令控制作业,在40余航次作业过程中,平均岸桥作业效率达30.84loops/h,有效减少了翻箱、场桥移动,在关键作业效率参数方面优于人工决策水平,进一步验证该方法能够控制实现均衡有序高效的全岸线装船作业过程。本文提出的集装箱码头船控序贯决策方法对解决港口和物流企业其他序贯决策问题具有借鉴意义。