支线集装箱船舶航线规划与配载协同优化

针对支线集装箱船舶运输中喂给港数和靠泊条件不一的实际背景,考虑船舶容量、行驶稳性和交付时间等约束,采用两阶段分层方法研究支线集装箱船舶航线规划和配载协同优化问题。两阶段中分别以所有船舶总运营成本最小和混装堆栈数最小为目标,构建船舶航线规划和配载优化的混合整数规划(MIP)模型,结合问题特征设计粒子群算法(PSO)求解模型。结果表明：模型与算法均可实现问题求解,对于较大规模的算例,模型最长求解时间超过600 s, PSO最长求解时间为16.66 s,平均10.00 s内完成求解,表现出较好的求解性能,可为支线集装箱船舶航线规划与配载协同优化提供决策参考。     

航线配船与船队规划模型及算法实现

为提高船舶资源优化配置研究的实用性,建立了以船队总营运利润最大为目标函数的航线配船与船队规划数学模型.该模型将船队短期调配使用与长期发展规划结合起来统筹分析研究,利用线性规划的单纯形算法进行求解分析,并通过应用实例对模型和求解的有效性进行了验证.基于计算机语言混合编程的方法,设计并开发了航线配船与船队规划决策系统.运行结果表明,该系统稳定可靠,辅助决策效果良好.     

船队规划的线性模型研究与应用

本文研究了为完成运输船队在一定时期内的运输任务,合理的利用现有船舶及考虑旧船报废计划,使船队总的经济效益最高,各年度怎样调度船舶和增加新船的船队发展规划方法问题。建立了连续变量和混合整数两种线性规划模型,并以原油运输船队的营运发展规划为例,说明了连续变量线性规划方法的具体应用。     

船队规划的动态模型与算法

通过分析船队规划线性模型在实际应用中的优缺点,本文提出了用线性规划与动态规划相结合的算法求解连续若干年间船队最佳发展策略和最优航线配船问题。本方法不仅保留了船队规划线性模型的主要优点,节省计算时间,而且使规划结果中每年每种船型的造(购)船数量一定取整数值,更符合实际使用要求。文中给出了这一动态规划数学模型及其算法,并列出了一个计算实例。     

不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化

为有效提高班轮公司的经济效益,对不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化方案进行研究。针对低迷市场环境下的单航线,建立以船队日均总成本最小为目标的单航线配船模型;针对景气市场环境下的多航线,考虑船队规模、船舶载货能力和航线运价差异,建立以所有航线日均总利润最大为目标的航线配船与航速优化模型,设计遗传算法求解模型。对某班轮公司的亚洲航线进行优化,结果表明:市场低迷时,随着油价升高,需通过增加营运船舶、减少闲置船舶及相应地降低航速来降低成本;市场景气时,该算例验证了多航线配船与航速优化模型的有效性和实用性。     

我国液体化学品船船队发展趋势及对策

对世界液体化学品船船队的现状进行总结,分析其年轻化、大型化的发展趋势,简要介绍我国液体化学品船船队现状,并提出整合码头配套设施、提高船舶在港效率、组建液体化学品船船队、打造液体化学品运输精品航线等我国液体化学品船运输发展对策。     

集装箱支线运输船舶调度优化问题

调度是制约支线集装箱运输质量和效率的主要瓶颈之一。针对轴辐射海上运输模式,扩展了陆上车辆运输调度(VRP)理论,以所有船舶总的航行成本最低为目标函数,考虑了软时间约束等现实因素,构建了包含枢纽港和喂给港、多航线、多船型的支线集装箱船舶调度模型。基于该问题解的特征运用粒子群算法对模型进行了求解,最后通过仿真算例分析验证了模型的合理性及算法的有效性。     

新建船队的船队优化模型建立和比较

船队规划问题通常是通过建立连续变量线性规划模型或混合整数线性规划模型来解决,但往往会得到要求一艘船营运于多条航线的结果。而企业出于安全因素和便于管理的角度考虑,希望船队单船个体的航线能固定,这就需要采用整数规划模型来解决此类问题。针对新建船队的整体配置规划问题,在建立连续变量线性规划模型和混合整数线性规划模型的基础上,探索并建立线性整数规划模型和非线性整数规划模型并进行优化。通过对计算实例的分析比较,论述了4种优化数学模型的特点与适用范围。     

离散粒子群算法在不确定动态船队规划中的应用

分析航运公司船队规划的特点,考虑船舶技术经济指标随船龄的变化和市场的不确定性,建立基于不确定性的动态船队规划模型,并考虑到不确定性规划求解的复杂性,把带有模糊、随机参数的机会约束转化为它的清晰等价类并根据船队规划问题具有大规模、离散性和整数性等特点,采用离散粒子群算法进行求解,通过实例说明该方法的可行性.     

船舶物流运输中的最优航线选取模型设计

为了解决传统船舶最优航线选取模型最优航线选取效率低、精准度差的难题,提出船舶最优航线选取模型研究。依据海上运输环境信息,通过全局航线规划算法对船舶运输安全区域进行划分,以此为基础,采用Dijkstra算法对船舶安全航线进行获取,以得到的船舶安全航线为依据,采用离散点法对船舶最优航线进行选取,实现船舶最优航线选取模型的构建。通过实验结果显示,与传统船舶最优航线选取模型相比较,构建的船舶最优航线选取模型极大地提升了最优航线选取效率与精准度,充分说明构建的船舶最优航线选取模型具备更好的性能。     

多模式船舶分段物流运输最优路径规划模型

传统船舶分段物流运输路径规划模型受到单一计算模式的限制,无法对突发路径规划要素进行有效载入计算,导致船舶运输全程路径出现航线重复、不必要航线距离规划过长的问题。提出多模式船舶分段物流运输最优路径规划模型。针对规划模式单一问题,首先,对船舶物流分段路径进行分段式路径瓶颈模型计算,获得不同运输段的瓶颈点坐标;根据瓶颈点坐标数据,计算各运输段冲突分流点;最后,将各段路径进行融合最优计算,通过阶段式遗传算法,构建最优路径模型。仿真对比实验证明设计模型规划的路径是最佳规划路径。     

沿海原油运输船队规划

于80年代后期著者对国内沿海原油运输系统做了较为全面的调查,在此基础上经过计算和分析提出沿海原油运输的经济船型和最优船队发展规划。文中列出了1988年完成的国内沿海原油运输各船队从1989年初至1995年底连续7年的发展规划计算结果,以供参考和讨论。     

基于NoSQL数据库的AIS航线设计研究

船舶运输需要充分考虑安全性和经济性,合适的航线能够为船舶安全运输提供有效保证,传统依靠纸质海图和电子海图的航线设计存在实时性不强、精度不够等问题。本文提出一种基于NoSQL数据库和AIS数据的航线自动设计方法,对其中的关键技术进行了研究,包括航线自动规划技术路线、NoSQL数据预处理以及航线自动规划方法。在航线自动规划方法中,设计了基于AIS的航线自动规划流程,使用DBSCAN算法对航迹数据进行了聚类分析。本文的研究成果可以为船舶航线自动规划提供有效辅助。     

高速客运船队规划模型构建及应用

针对高速客运的特点,在现有船队规划线性模型基础上,构建引入船舶更新的高速客运船队规划非线性模型,对该模型求解方法进行探讨,实例验证该模型的可行性和有效性。     

船舶运输现代化管理的研究

根据船舶运输管理的特点，论述了用决策支持系统和专家系统相融合的方法研究船舶运输现代化管理问题的必要性和可行性，并针对优化航线配船问题，提出了具体解决问题的设想，不但保留发线性规划解决航线配船的优点，而且更加符合航运计划和调度的实际情况，为进一步解决现代化管理指明了方向。     

大型薄膜型LNG船总体设计研究

作为运输天然气的主要工具,LNG船会成为未来LNG运输航线上的主要船型,其中大型LNG船将是运输船队的主力军。大型LNG船具有液货舱数量多、容积大,且船舶运行工况复杂等特点,故船舶在总体性能方面的研究具有十分重要的意义。论文对LNG船总体设计方面关键技术开展研究,从船舶主尺度,货舱舱型设计,布置方案,性能计算等主要方面进行了论证。     

不确定动态船队规划的数学模型研究

针对目前船队规划存在的不足(①没有考虑船舶的技术经济指标随船龄的变化;②在考虑市场不确定性因素时只对其作定性分析或敏感性分析而没有将营运参数作为不确定性函数考虑),重点研究了基于不确定性的动态船队规划模型,同时考虑到不确定性规划求解的复杂性.根据航运企业一定的满意度将模型转化为带有模糊、随机参数的机会约束数学模型并进一步转化为它的清晰等价类再进行船队规划求解.使其数学模型符合航运市场的特点,对航运企业投资决定有重大意义.     

排放管控下班轮减排措施的选择和成本分析

在限硫背景下,对船舶减排措施的选择做了研究,首先,主要考虑能造成船舶使用各减排措施间成本差异的因素建立船队年成本模型,然后,通过优化航速和船队规模计算出使用各减排措施时的最小成本,进而比较选出具有成本优势的减排措施。之后,选用了四条航线上的班轮运输船队进行了实例分析。结果表明,对于四条航线上的班轮来说,在当前油价情况下选用加装脱硫塔更为经济。对减排成本做燃油价差的敏感度分析,分析结果显示,随着燃油价差的降低,燃油转换措施的成本会越来越小,且当降幅为45%时,对四条航线上的班轮来说减排措施二更具成本优势。当液化天然气的价格是重硫油价格的78%时,选用LNG动力船比加装脱硫塔更有优势。     

混合粒子群优化算法求解船队规划非线性模型研究

船队规划是非常复杂的决策,会受到很多因素的影响,客观、科学的得到优化结果非常重要。本文在线性模型的基础上,考虑船舶航速,并将船舶航行时间、成本等因素作为约束条件建立船队规划非线性模型,然后通过混合粒子群优化算法进行模型求解,最后进行仿真实验。实验结果表明,本文算法能够合理的规划船舶发展,并且船舶的限制率低。     

船舶物流中的能耗约束运输模型设计与实现

针对传统能耗约束运输模型能耗约束性能较差的问题,设计一种船舶物流中的能耗约束运输模型。由于船舶物流中货物的运输衔接与转运均发生在运输网络节点处,因此扩展运输网络节点以实现运输网络的简化,完成船舶物流运输网络节点扩展后,利用置换后的扩展换装运输网络节点进行船舶物流运输,并通过节点能耗约束算法对船舶运输过程实施能耗约束。根据能耗约束结果,构建船舶物流中的能耗约束运输模型,实现船舶物流运输过程中的能耗约束。为了验证船舶物流中的能耗约束运输模型的能耗约束性能优于传统能耗约束运输模型,通过对比实验获取二者船舶物流运输过程中的能耗约束点分布状况,比较二者的能耗约束性能,实验结果证明该能耗约束运输模型的能耗约束性能优于传统模型,实现了能耗约束性能的突破。