Ottimizzazione degli ormeggi e delle gru di banchina in un terminale portuale

Abstract

In seguito all’aumento della popolazione mondiale e la conseguente domanda di beni di consumo, sono aumentati i traffici marittimi e la necessità di trasportare merci attraverso i porti, incentivando le autorità portuali ad investire in infrastrutture adeguate e a gestire nel modo migliore le risorse limitate disponibili. Abbiamo descritto dunque un approccio algoritmico rivolto verso l’ottimizzazione degli ormeggi e delle gru di banchina in un terminale portuale, ovvero assegnando agli attracchi disponibili le navi e le gru, in base a criteri di gestione della priorità prestabiliti. Dopo un’introduzione utile a contestualizzare gli argomenti esposti nella tesi, una prima parte di questa si occupa di descrivere il problema da un punto di vista teorico incentrando l’attenzione sulla pianificazione delle operazioni. Nella seconda parte sono descritti nel dettaglio i problemi trattati attraverso una formalizzazione matematica. Infine, nell’ultima parte sono mostrati i risultati delle simulazioni numeriche effettuate, relativamente agli scenari descritti, che forniscono i risultati finali. L’approccio proposto nella tesi rappresenta quindi una tecnica di ottimizzazione utile a minimizzare una funzione di costo rappresentata dal tempo totale trascorso delle navi presso il terminale portuale, dato dal tempo di attesa e dal tempo di servizio, oltre al gestire nel modo più corretto possibile risorse limitate, quali banchine e gru.

Following the increase in the world population and the resulting demand for consumer goods, maritime traffic has increased, as well as the need to transport goods through ports, prompting port authorities to invest in appropriate infrastructure and efficiently manage the limited available resources. Therefore, we have described an algorithmic approach aimed at optimizing berths and quay cranes in a port terminal by assigning ships and cranes to available berths based on predetermined priority management criteria. After an introduction to provide context for the topics discussed in the thesis, the first part focuses on describing the problem from a theoretical perspective, with particular emphasis on operations planning. The second part provides a detailed description of the problems addressed through mathematical formalization. Finally, the last part presents the results of the performed numerical simulations for the described scenarios, which yield the final outcomes. The approach proposed in the thesis represents an optimization technique aimed at minimizing a cost function represented by the total time spent by ships at the port terminal. This includes both waiting time and service time. Additionally, it aims to manage limited resources, such as berths and cranes, as efficiently as possible.