低碳背景下港口群混合轴辐式运输网络优化

为了在节能减排的现实背景下对区域港口群运输网络进行优化,探究了港口群运输网络中的各项成本以及船舶、车辆碳排放的影响因素,引入了碳排放权重、成本系数和时间效用系数,在实现港口群运输网络总成本最小的目标下,构建了考虑碳排放的港口群混合轴辐式运输网络优化模型,最后应用算例计算分析了速度变化下25种情景的最优结果,并从中确定了海上航运网络、陆上集疏运系统的最优运量、运力配置方案,使该模型具有实用性和可行性.     

我国综合运输网络布局规划研究

为了充分发挥综合运输体系的整体效能,在分析我国综合运输网络布局发展现状及存在问题的基础上,结合国际的发展经验与启示,提出了基于资源与环境等约束条件下的综合运输网络布局分层次规划方法和规划内容,并在定量模型计算与定性分析的基础上,研究探讨了我国综合运输网络规划布局问题.为构建我国综合运输网络布局提供一定参考.     

集装箱港口岸边资源泊位与岸桥协同优化配置研究

在集装箱港口中,泊位跟岸桥作为2个非常重要的资源,它们的优化配置,对整个港口的运作以及客户对港口服务的满意度有十分重要的影响.文中建立了一个对泊位与岸桥资源同时进行优化配置的混合整数规划模型,采用两阶段分解算法进行求解,对港口泊位与岸桥资源进行协同优化配置.并考虑了岸桥有工作范围,同时允许岸桥在工作中进行调整.用一个算例,证明该模型在对2种资源的优化配置方面有理想的效果.     

震后区域路网运输优化调度模型

震后区域路网由于受众多随机事件影响,路段通行能力下降,从而导致行程时间波动性增加.建立了以运量方差积最小为优化目标,从交通流合理分配的角度出发的无差别和考虑运输任务差别的交通流运输网络优化调度模型,用二次加权平均算法求解模型.通过对模拟仿真网络的计算结果表明,该模型能较好解决震后运输网络交通流分配问题.     

港口群系统优化模型及其算法

为解决港口群系统规模、结构和布局的全局动态协调优化问题,基于复杂系统理论中的多智能体模拟方法,构建了港口群系统的双层规划模型,设计了多智能体遗传算法对模型进行优化求解。建立全局优化智能体以实现港口群各智能体间的协同优化,引入港口规模效应系数,构建了动态腹地中各港口的货运量分担模型,应用于下层港口智能体转换规则中。计算结果表明:60次迭代后,模型趋于最优解,港口群总效益增加了48%,结构和规模趋于合理,表明模型和算法具有可行性和高效性。     

区域港口协调优化模型研究

采用双层规划模型描述区域内各港口间的协调优化问题.上层模型从区域港口管理者的角度考虑,使区域各港口的资源能够优化利用,区域港口的收益达到最大;下层模型从货主方的角度考虑,货主的选择行为遵循用户最优原则,引入效用函数使所付费用满足服务需求.同时,采用matlab的遗传算法对模型算例进行求解.     

物流园区布局优化模型及其求解算法研究

在分析物流节点配置内涵的基础上,提出了考虑物流园区规模经济以及物流需求不确定情况下的物流园区布局优化模型.针对该模型的特点,提出了基于扩展网络最小费用流的混合遗传算法.为了验证上述模型和算法的有效性,在Visual C++6.0环境下进行了数值仿真实验.结果表明,该算法是解决考虑规模效应以及需求不确定的物流园区优化布局模型行之有效的算法.     

基于经济诱发效应的物流网络综合优化研究

为了实现区域物流网络的整体、动态、多层次性优化,综合考虑区域物流网络运输、仓储、作业成本以及对区域经济的拉动作用,构建基于经济诱发效应的多成本混合结构物流网络（包括物流节点与物流通道）综合优化的双层规划模型。上层解决区域物流宏观规划问题,即决策者的方案设计,从规模、结构和布局的角度控制区域物流网络的总体优化;下层为物流链配流问题,即物流链分配。将贪心法与遗传算法相结合对优化的双层规划模型进行求解。采用Delphi软件平台和SQL Server数据库实现二次开发,构建基于经济诱发效应区域物流网络优化平台,以苏南高速公路物流网络优化为例进行实证分析,证明其优化效果显著。     

考虑碳排放的区域港口群轴辐式运输网络优化

以绿色物流为理念,结合基于轴辐特征的区域港口运输系统和港口到腹地的集疏运系统,考虑网络成本与碳排放的影响因素,建立了包括运输成本和时间惩罚成本的最小物流成本模型及最小碳排放量模型,通过对区域港口群运输网络中运量和运力的合理配置来进行网络优化;引入模糊规划法,将双目标问题转化为单目标规划,运用CPLEX进行求解,结合算例,在模糊隶属度权重分别为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9时,对模型进行应用分析;最后在绿色偏好下,针对不同船型、车型,分析了15种速度组合情形对结果带来的影响。研究结果表明:在综合考虑运输成本、时间成本、碳排放量时,不同隶属度下直达运输量均多于中转运输量,船舶、车辆偏向低油耗类型,随着绿色度提升,速度偏向低速行驶,不同隶属度下最佳的船速车速组合可以由模型计算得出。     

考虑货主偏好的内支线集装箱班轮航线网络规划模型

为了增加内支线集装箱班轮航线网络的货运需求量,以最大船型限制、航线运营补贴与干支线配合为约束条件,以航线网络结构、适配船型与班期密度为决策变量,构建了考虑货主偏好的集装箱内支线班轮航线网络规划模型;为了评估规划航线对不同偏好货主的吸引力,在获得航线的集装箱运输时间与价格后,基于Logit模型计算了规划航线与市场现有航线的货主选择比例;设计了求解模型的智能启发式算法,在规划方案评价过程中计算了航次时间、航线成本、单箱运价与货运需求,在方案改善过程中调整了航线的挂靠港口与挂靠顺序;设定大连港为干线港口,渤海湾内12个港口为支线港口,规划了内支线集装箱班轮航线网络。计算结果表明:12个支线港共开设了7条航线,市场货运总需求为5 208TEU,规划航线的货运需求量为4 420TEU;规划航线的货主选择比例达到85%;无论货主偏好运输时间或成本,规划航线在各支线港的货主选择比例皆超过60%。可见,考虑货主偏好的内支线班轮航线网络规划模型是有效的;开设直达航线有助于吸引时间偏好货主;开设串挂航线与提高运营补贴有助于吸引成本偏好货主;采用货主选择过程代替到港时间窗约束会提升模型优化效果。     

上海港集装箱货运量预测及拼箱作业节点建议

首先,分析了上海港港口集疏运现状,并采用灰色预测模型对上海港口未来年集装箱货运量进行预测;其次,结合上海港历年的进出口集装箱比例及上海港总体规划,预测未来年进出口集装箱量比例及未来年外高桥港区和洋山港的集装箱分担比;再次,针对未来年产生的集装箱货运需求,着重分析未来年集装箱货运对上海疏港道路(主要为北部过江隧道、东海大桥)的交通影响;最后,借鉴日本成田机场原木物流园区的货运组织方式,提出在沪宁和沪杭方向分别设置一个货运集散点,作为集装箱拆拼箱作业区的建议。     

考虑运输时限和航速优化的班轮航线网络设计

为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平. 本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案. 为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解. 采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.     

考虑运输时限和航速优化的班轮航线网络设计

为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平. 本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案. 为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解. 采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.     

传播动力学视角下集装箱海运网络关键港口节点识别

将船期延误与重要港口节点的识别问题相结合，通过传播动力学模型，对世界集装箱海运 网络的传播特性进行分析，发现港口节点传播能力与度值满足幂为16.84的幂律分布，具有无标 度特征，且度值与传播影响力的相关性较强。以 SIS(Susceptible-Infected-Susceptible)模型为基 础，结合网络结构特性，比较不同节点传播影响力评估方法发现，节点间最短路径长度是衡量节 点传播能力的一个重要因素。基于引力模型，提出考虑度值、节点核心位置及节点间最短路径长 度的综合取值法，验证了改进引力模型在世界集装箱海运网络节点传播能力评估中的适用性，发 现综合取值法对模型精确度提高有促进作用。研究得到：世界各港口传播影响力排序，为关键港 口的识别提供了不同视角；高传播影响力港口普遍集中在亚洲区域，其次为欧洲地区；高连通性 与高传播影响力无正相关性。     

运输需求与成本不确定下的枢纽港选择

针对轴辐式网络中的枢纽港选择问题，在集装箱航运网络中，考虑运输需求与成本的不确定，根据数据变化规律，构建多个模型. 根据轴辐式网络的运输环节，使用成本函数表征枢纽港间运输成本，构建枢纽港选择的确定性模型；基于此，针对航运需求的离散特性，构建需求不确定的随机模型进行枢纽港选择；基于运输成本难以预测的特点，结合实际数据，使用极小极大值法构建成本不确定的枢纽港选择模型；然后，结合两者构建运输需求与运输成本同时不确定的枢纽港选择模型. 采用欧洲集装箱运输网络实际数据对模型进行验证，求解各因素不确定下枢纽港选择的最优方案，并针对结果进行对比分析，为班轮公司优化航线提供参考.     

考虑托运人行为决策的集装箱港口腹地划分模型

为解决现有集装箱港口腹地划分模型中，因基于绝对理性假设，忽视托运人选择港口时的行为决策造成的腹地划分结果与实际情况存在较大偏差的问题，提出托运人行为决策逻辑链，基于路径优化模型，引入港口约束、时间约束和航线约束。基于上述增加约束，以托运人运输成本最小化为目标，以各条集疏运路线运量为决策变量，构建考虑托运人行为决策新增约束的线性整数规划模型。选取珠三角九市及该区域8个港口作为研究对象，对实例数据进行模型验证，基于历年吞吐量指标对比发现，该模型较传统模型在误差均方差和平均百分比误差方面显著下降，OD流对比更接近真实情况。上述结果表明，考虑托运人行为决策的集装箱港口腹地划分模型可更精确地实现集装箱港口的腹地划分需求。     

长江三角洲港口群物流系统动力学分析模型

为了实现长江三角洲港口群物流系统的协调发展,建立了系统动力学分析模型。通过分析上海和宁波两港口国际集装箱中转量、港口群水路集疏运比例的影响因素,建立长江三角洲港口群物流系统的因果关系图,通过系统模拟进行长江三角洲地区港口功能的合理定位、集疏运结构的优化和近洋航线中转港的选择。仿真结果表明:2010年上海港国际集装箱中转量将呈现增长趋势,上海港水路集疏运比例超过30%,长江三角洲地区应以上海港为集装箱枢纽港,优先发展国际中转业务,太仓港将具备长江三角洲近洋航线中转港的能力,太仓港可成为长江三角洲地区近洋航线主要中转港。     

多核化枢纽港集疏运系统优化研究

根据上海国际航运中心的区域港口布局特征,在基于广义费用最小化的港口集疏运系统优化模型基础上,通过分析建立了包括公路、水路、铁路等多种运输方式的路段和转运枢纽广义费用函数,标定了主要参数,并借助货运分析软件STAN开展综合网络平衡分配,得到了主要枢纽港的吞吐量规模及分布的结果.结果表明,上海国际航运中心呈现多核化发展态势,主枢纽港上海港综合服务功能增强,在水路分担比例不断提高的同时,公路集疏运系统仍需扩大运输组织范围.     

基于船舶优先权的集装箱港口泊位分配问题

泊位作为港口的重要资源,它的有效管理对于港口有着重要意义。集装箱港口泊位分配问题（BAP）,实质是为到达集装箱港口的船舶安排最佳停靠位置与停靠时间。本文考虑到船舶动态到达的情况,以及实际操作中码头装卸效率对船舶在港作业时间和船舶优先权的影响,以最小化包括等待时间在内的船舶在港停留时间为目标,建立了基于船舶优先权的连续布置泊位分配模型。该模型是0-1混合整数规划模型,对于小规模问题,可采用商业优化软件求解,对于大规模问题,可设计遗传算法处理。算例分析表明,考虑了连续布置泊位分配问题的二维特性和船舶优先权,能够找到更符合实际的泊位分配方案。     

PSO-BP混合预测模型及在港口集装箱吞吐量预测中的应用

运用粒子群优化算法代替BP神经网络的初始寻优,再用BP算法对优化的网络权值参数进一步精确优化,从而建立基于粒子群优化的BP神经网络模型.运用该模型对某港口集装箱吞吐量进行预测.应用结果表明,该预测模型不仅能较好地拟合港口集装箱吞吐量的历史数据,同时对港口集装箱吞吐量的远期预测也具有较好的效果.