A logic-based Benders decomposition algorithm for anchor position allocation problem

Baoli Liu

doi:10.1016/j.tre.2026.105135

A logic-based Benders decomposition algorithm for anchor position allocation problem

2026-08-01

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DOI：10.1016/j.tre.2026.105135

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港口水域内船舶对锚地区域的日益增长的需求与锚地容量的刚性、稀缺供应之间的不平衡，导致了持续的锚泊困难。本文考虑了源于锚地作业和管理的锚泊位置分配问题（APAP）。该问题关注使用可用的锚泊位置以最低成本满足一批到港船舶的需求，其中一些船舶可能会因分配不经济而被拒绝服务。APAP通过整合实际特征扩展了传统的装箱问题的变体：锚泊位置异质性、船舶航行方向和交通流量控制。尽管其在理论上的重要性和广泛的实际相关性，APAP在文献中并未得到充分关注。我们将此问题表述为一个混合整数线性规划模型。通用求解器可以处理小规模场景下的模型。为解决实际规模问题的计算复杂性，我们提出了一种具有问题特定最优性切割的定制化基于逻辑的Benders分解（TLBBD）算法，并辅以精确的多项式时间分配程序。基于中国舟山港的运营数据进行的计算实验表明，所提出的TLBBD在锚泊位置分配方面显著优于Gurobi求解器和当前行业实践。特别是，我们的算法在不到十分钟内为包含最多75艘船舶和30个锚泊位置的实例获得了最优解。进一步的广泛实验被用来推导管理见解。

Keyword:

Port operations

Anchorage management

Traffic flow control

Mixed-integer linear programming

Logic-based Benders decomposition

A logic-based Benders decomposition algorithm for anchor position allocation problem

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