貨櫃流向

在櫃場內貨櫃處理之運作可以大致分成兩個區域，一為岸邊碼頭，貨櫃在此 地經由橋式起重機進行裝船及卸船等工作。而另一為貨櫃儲區，貨櫃儲區往往會 被分成數個區塊，通常儲放於此地的貨櫃種類有進口櫃、出口櫃及轉口櫃，在此 地處理貨櫃的機具主要是門型起重機，門型起重機主要將儲放於儲區內之出口貨 櫃吊起放並置於區間卡車上，經由區間卡車運送至岸邊碼頭，交由橋式起重機將 出口貨櫃裝載至船舶上，或者是將區間卡車從岸邊運至的進口貨櫃吊起並放置於 儲區內，另外對於貨主要提領之貨櫃，門型起重機必須將該貨櫃調至聯外卡車 上，經由聯外卡車將貨主所提領之貨櫃運送出櫃場。

出口（XT）

圖 2-8 貨櫃場內貨櫃流向示意圖 2.6 相關文獻回顧

貨櫃場站營運者必須思考貨櫃場站「設計」及「運作」等兩項議題，而設計 與運作間具有取捨（trade-off）特性，例如土地設施成本相對於運作效率。通常 櫃場在營運時，整體土地面積及設備都以既定，接下來就是如何規劃運作課題以 使得整體櫃場運作效率提高。

貨櫃場站大致上的研究課題有圖 1-1 幾項，本研究主要是探討貨櫃儲區儲區 區位指派問題，因此文獻回顧主要針對貨櫃儲區之相關性課題，至於其他作業課 題則簡略敘述。

當貨櫃船進港時必須指派一特定的船席給予貨櫃船停靠，之後才能進行貨櫃 裝卸動作，假設船席位置指派不當，整體處櫃作業效率將會降低，造成營運成本 增加。Imai et al.,1997 [9]使用非線性整數規劃模式、Chen and Hsieh ,1999[6] 使 用時空路網（time-space network ）校正、Lai and Shih ,1992[13] 使用模擬方式，

研究最佳船席指派問題，以達到船舶靠港時間最短之目標。

G A T E W A Y 進口（XT）

出口（IT）

進口（IT）

：門型起重機

：貨櫃船舶 ：橋式起重機

：貨櫃儲區 ：貨櫃流向（分為進、出口及聯內、聯外）

當貨櫃船席指派問題已獲解決之後，橋式起重機作業便成為貨櫃場營運者所 重視之議題，當貨櫃船舶一靠港，必須馬上進行貨櫃裝卸之作業，而貨櫃裝卸動 作必須完全仰賴橋式機之協助才能完成，基於此，指派橋式機如何去作業將深深 影響到整體貨櫃場之營運效率，為了使船期不致延誤或延誤時間最小，橋式機指 派課題遂成為海運所重視的議題之一。對此，Daganzo （1989）[7]使用整數規 劃模式及簡易排程策略解決靜態橋式機排程問題，目標式為最小化總體船舶延誤 成本。Daganzo（1990）[8]更進一步地研究，在長期狀況下，橋式起重機機排程 策略對貨櫃場站之產出及船期延誤之影響。

貨櫃儲區在整個貨櫃場中提供貨櫃暫存空間，以利處櫃作業能快速地進行，

貨櫃儲區作業上可以分為貨櫃儲放區位指派課題以及儲區相關作業機具指派課 題。在貨櫃儲放區位指派課題方面，貨櫃儲放於櫃場中的哪一區位會深深影響到 貨櫃裝卸運作之效率。對此：

Roll and Rosenblatt（1983）[14]針對倉庫作業問題提出許多堆儲策略，而該 些策略與貨櫃場站內部的貨櫃堆儲原則類似，可將其運用至貨櫃堆儲上。

Teleb-Ibrahimi et al.（1993）[15]分析貨櫃場站具有固定或週期性空間需求的 貨櫃儲區指派問題，針對比離港時間還早許多到達櫃場的出口貨櫃，提出貨櫃暫 存區的空間指派策略，但此研究主要探討將儲位空間指派給哪一艘船舶而不是決 定貨櫃應堆儲於櫃場的哪一位置。

Kozan（2000）[11]針對複合類型貨櫃場站，構建一路網模型去決定貨櫃流 量以及處櫃機具的種類，使得貨櫃的旅行時間最短。

Zhang et al.（2003）[16]針對香港貨櫃場，使用整數規劃方式並分成兩階段 求解，第一階段將進出口貨櫃平均指派到每一貨櫃儲區內，使得儲區間工作量上 的不均衡程度最小，消除門型機與橋式機間作業間的瓶頸，進而使得船期延誤時 間最小，第二階段則依據第一階段所求出的結果，求出將裝載於哪一艘船舶之貨 櫃堆儲於哪一儲區，使得貨櫃移動距離最小。其結果指出，貨櫃儲區間工作量均 衡下，對於船舶靠港時間將能有效的縮短。

至於儲區位置指派研究課題，除了必須考量到貨櫃必須堆儲於哪一儲區內，

更進一步必須決定貨櫃應儲放於每一儲區內的儲位，才能使作業機具在進行貨櫃 裝卸作業時能最節省成本或最有效率，對此研究課題，高傳凱（民 92）[4]首先 對貨櫃堆積策略進行探討，將作業時間區分為機具移動時間、存取貨櫃時間及翻

櫃時間三部分，以平均每櫃作業時間最短為目標，針對跨載機、貨櫃堆積機及門 型機等三種不同機具作業，依貨櫃屬性取得與否，區分為「進存時未知提領日期」

及「進存時已知提領日期」兩大類，分別比較堆積策略之優勢順位。研究結果發 現，不同的作業機具，其堆積策略各異，而機具移動時間對堆積策略之影響極微，

翻櫃時間成為決定各堆積策略優勢順位之關鍵因素。之後針對單儲區與雙儲區兩 種儲區規劃及順序堆置與隨機堆置兩種法則，進行儲位指派模擬及參數變化之敏 感度分析，發現儲位選擇自由度較高之單儲區規劃與隨機堆置法則，可得到較佳 之指派結果。經分析貨櫃儲位指派問題特性可知，當以最小翻櫃次數為目標構建 貨櫃儲位指派整數規劃模式時，由於翻櫃動作係產生在同一疊貨櫃上下層貨櫃之 間，因此可將行與列之差異忽略，而降低儲位指派問題的維度。

Kim et al.（2000）[12]依照貨櫃重量來規劃貨櫃應堆儲於儲區內的哪一儲 位，在貨櫃裝船時，必須考量到貨櫃船裝載貨櫃之後，其重心是否穩定，ㄧ般實 務上作業會盡可能的將較重的貨櫃放置於船艙底層，相對應於船艙位置，較重之 貨櫃在未裝船前應堆放於儲區頂層，該學者基於此項構想，建構動態規劃模式，

模式目標值為在進行貨櫃裝船作業時，翻櫃次數最少。

貨櫃場站營運者為了增加貨櫃儲區單位面積的儲櫃容量，加上貨櫃船舶漸漸 有大型化的趨勢，對於貨櫃容量之需求大增，門型機遂成為貨櫃場站主要之處櫃 機具，而門型起重機體積非常龐大，移動速度慢，如果門型機運作不當，往往使 的整體貨櫃場的運作效率降低。對此 Zhang et al.（2002）[17]以輪胎型門型起重 機為對象，研究門型機於貨櫃場站中之排程規劃問題，考慮到輪胎式門型起重機 可往返與每一貨櫃儲區間進行支援之動作，建構出以每一時段遺留在每一儲區的 總工作量最小為目標之混合整數規劃模式，運用拉氏鬆弛法（Lagrangean Relaxation Method）發展出一套啟發解法來求解。

Kim and Kim（1997）[11]探討單一門型機於單一出口儲區進行處櫃工作時 之路線規劃問題，決定每一貨櫃堆儲列要吊起多少的貨櫃，才能使門型機總處櫃 時間最短，其中考量門型機處櫃時必須包含到門型機設定時間及在貨櫃堆儲列間 移動之時間兩部份，構建出門型機處櫃路線之整數規劃模式來求解。

趙時樑（2003）[5]針對出口儲區門型起重機，進行門型機取櫃路線規劃之 研究，將門型機分為起重機主體及夾櫃器兩部份來考量，在起重機主體移動路徑 方面，運用限制式規劃及動態規劃發展啟發式解法，並考量門型機必需避免碰撞

及依序移動等限制，在夾櫃器方面，考量重櫃優先取出、僅最上層貨櫃能被吊起 (time-space network) 船

席 指 派

Lai and Shih 1992 船舶靠港時間最短 模擬方式 Daganzo 1989 最小化總體船舶延

誤成本

Daganzo 1990 在長期狀況下，橋式 起重機機排程策略 對貨櫃場站之產出 及船期延誤之影響。

使 用 整 數 規 劃 模 式 及排程策略

Teleb-Ibrahimi et al.

Kozan 2000 貨櫃的旅行時間最 短

路 網 模 型 去 決 定 貨 櫃 流 量 以 及 處 櫃 機 具的種類

指

第三章 模式建立

3.1 模式構想

就整體貨櫃儲區來看，會影響到貨櫃船舶靠港時間的因素眾多，例如船席位 置、貨櫃儲區內貨櫃堆儲位置以及堆放順序等，如果要把全部的因素全考慮到的 話，在求解上會非常困難。此外，貨櫃場內每一規劃問題又會相互影響，藉由透 過整個櫃場所有的問題的流程圖（圖 1-1），發覺到要解決儲區區位指派問題必須 經過船席指派問題及橋式起重機指派問題，所以假設船席指派問題及橋式起重機 指派問題已經獲得解決，接下來就必須考慮到儲區區位指派問題。

本研究主要目標為使貨櫃船舶靠港時間最短，所以在貨櫃儲區區位指派問題 內，與貨櫃船舶靠港時間有關連的因素都必須要考慮進來，在現行的貨櫃儲區運 作中，每一儲區一般都會配置 1~2 架門型起重機進行處櫃作業，而為因應船舶大 型化之趨勢，貨櫃儲區之容量勢必也要增加，但是貨櫃場站的土木設施早在場站 營運時就以既定，這時就必須朝在既有的土地面積下增加貨櫃儲區的容量方向來 規劃。對於使用門型機作為處櫃機具的儲區，可以大大增加櫃場的整體容量，其 中以軌道式門型起重機做為處櫃機具的儲區，其單位面積可以堆儲最多的貨櫃，

廣泛的被許多貨櫃碼頭所採用。

軌道式門型起重機儲區雖然容量大，但是因為軌道式門型起重機必須依靠軌 道才能移動，大大降低其可及性，即軌道式門型起重機無法在無軌道相連的儲區 間做支援動作，因此假使在相同時段裡有一儲區的工作量大於其他儲區的工作

軌道式門型起重機儲區雖然容量大，但是因為軌道式門型起重機必須依靠軌 道才能移動，大大降低其可及性，即軌道式門型起重機無法在無軌道相連的儲區 間做支援動作，因此假使在相同時段裡有一儲區的工作量大於其他儲區的工作