Analysis and Algorithms for the Transtainer Routing Problem in Container Port Operations

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作者
Ananthapadmanabhan Narasimhan,Udatta S. Palekar
出处
期刊:Transportation Science [Institute for Operations Research and the Management Sciences]
卷期号:36 (1): 63-78 被引量:118
标识
DOI:10.1287/trsc.36.1.63.576
摘要

The problem of minimizing the time taken to load the containers from the container stack yard onto the ship is called the transtainer routing problem. We first do a theoretical investigation of the problem to understand the structural properties of the problem. We then use these results to prove that the problem is NP-Complete. The problem is then formulated as an integer program. A branch-and-bound based enumerative method is developed to obtain an exact solution to the problem. An algorithm to solve the matching problem on a line at the root node of the branch-and-bound tree is developed. Several lower bounds to prune the size of the tree are also developed. A result which states that there cannot exist a polynomial time heuristic with a bounded worst case unless P = NP is proved. Based on this result, an enumerative heuristic with a worst-case performance ratio of 1.5 is designed. Computational tests on randomly generated problems are conducted to evaluate the exact and heuristic algorithms.
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