基于CSA-AFSA算法的集装箱港口连续型泊位分配优化

为提升集装箱港口运营效率,笔者研究了考虑潮汐因素与泊位偏好的连续型泊位分配问题。引入了船舶时空矩形不可重叠约束和潮汐时间窗约束,构建以最小化船舶等待、延迟离港、泊位偏离以及在港期间油耗费用和最小为目标的混合整数线性规划模型;根据模型特征,采用CPLEX求解软件、鱼群算法、布谷鸟搜索算法和布谷鸟鱼群混合算法进行求解,以计划周期为36 h的20个不同规模的船舶到港数据为研究算例,通过算例求解得到符和潮汐时间窗、泊位偏好等要求的泊位分配方案。算例求解表明：算例规模较小时,CPLEX可以在较短时间内求出最优泊位分配方案;算例规模较大时,CPLEX求解时间较长,布谷鸟鱼群混合算法可以在平均3 min内求出与CPLEX差距为0.39%~4.20%的次优解;不同算法间的对比表明,布谷鸟鱼群混合算法求解能力更优,混合算法所得泊位分配方案中,乘潮船舶的进出港时刻均在潮汐高水位时段,且85%以上的船舶在偏好泊靠点200 m内接受装卸服务。     

考虑船舶废气排放的港口群协同泊位分配研究

为了减少船舶在港区的废气排放及促进港口群泊位资源的优化配置,本文建 立了双港泊位分配协同优化模型,通过优化两港泊位分配和船舶在两港间的航速来降低 燃油消耗量和总延误时间,并探讨了限速策略的影响.采用将船舶燃油消耗函数分段线性 化的方法,将模型转化为混合整数线性规划模型.仿真实验表明,相比于传统的以计划延 误时间最小化为目标的单港泊位分配模型,双港协同优化模型不仅能够进一步优化两港 总的延误时间,而且能够明显减少船舶燃油消耗量.这从运作层面为提高港口群整体服务 水平、建设绿色港口提供了理论支持.     

基于港口环境效益的岸电与泊位联合分配优化研究

船舶在港口靠泊期间利用岸电来满足船舶的用电需求,是减少船舶辅机排放的有效措施。以港口供应链整体利益最优为目标,提出了一种兼顾岸电使用成本和环境效益的岸电分配与泊位分配协同优化方案,从而减少岸电系统的使用成本,减少碳排放提高环境效益。基于连续泊位状态分析,在港口提供不同功率情况下,采用多目标遗传优化算法对模型进行求解,确定满足岸电使用成本最小和港口环境效益最大的相对较优解集。最后考虑两种碳税收状况下的排放成本确定最优方案,将优化方案与基础方案进行比较证明模型的有效性,证实模型在靠泊时间和岸电使用不同偏好下具有较好的适用性。     

考虑海铁联运的集装箱码头泊位分配优化

在海铁联运背景下,协同考虑到港船舶及铁路班列特点,优化集装箱码头泊位分配,对于提高港口作业效率至关重要.在满足码头岸线、泊位水深、岸桥等资源约束前提下,综合考虑船舶服务优先级和偏好泊位、铁路集装箱班列到发时间等约束,以船舶在港停留时间和泊位偏移惩罚时间最小为优化目标,建立海铁联运集装箱码头泊位分配优化模型;针对模型特点,设计自适应遗传算法进行求解,选取计划周期48h内的到港船舶数据进行案例分析,通过MATLAB数值实验,得到符合船舶服务优先级和泊位偏好要求且契合铁路班列开行计划的海铁联运码头泊位分配方案.数值实验结果表明:在海铁联运协同优化条件下,船舶平均等泊时间为2.9min,最大等泊时间为11.4 min,同时船舶的靠泊位置与偏好泊位之间的距离均不超过100 m,船舶在港的停留时间及偏好泊位差都得到了较好的控制.研究可进一步优化海铁联运集装箱码头泊位分配方案,有利于提高海铁联运集装箱在港转运效率.     

探析我国集装箱港口的发展趋势

全球经济和贸易良好的发展形势将促进集装箱运输港口业的长远繁荣。再加上我国经济崛起的趋势势不可挡,集装箱运输港口业的整体发展在未来的几年内将呈现出稳健和持续的特征。     

件杂货码头连续泊位调度与货场分配

件杂货装卸作业本身的复杂性导致其码头作业组织较集装箱码头更为复杂. 采用两阶段分层方法求解件杂货码头连续泊位调度与货场分配问题. 第1 阶段考虑泊位等级、潮汐动态、货物水平运输距离,以水平运输周转量最小为目标构建连续泊位调度模型,确定船舶靠泊位置;第2 阶段考虑作业线间作业量均衡和最小化所有作业线的最大作业完工时间构建货场分配模型,缩短船舶在港作业时间. 针对构建模型分别设计求解方法,提出两种不同调度策略确定船舶进港顺序. 最后通过算例试验,在验证方法有效性的同时对不同策略下调度方案进行对比分析.     

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.     

混合泊位分配与专用泊位租赁的联合优化研究

针对港口同时存在普通泊位与专用泊位的现象,以及班轮公司难以制定合理专用泊位租赁策略的问题,本文提出混合泊位分配问题,并研究与专用泊位租赁的联合优化。以船舶运营成本、货物装卸成本和班轮公司租赁专用泊位成本最小化为目标,建立混合整数规划模型。为方便求解大规模问题,将模型转化为使用两组决策变量分别表示靠泊计划与泊位租赁策略的集划分模型,并设计考虑枚举的列生成算法求解模型。最后,以4家班轮公司在三大港口的船舶数据为基础进行算例测试与灵敏度分析。数值结果表明：本文构建的联合优化模型相较于传统泊位分配问题模型可分别降低28.38%的运营成本和26.25%的总成本;本文设计的算法能够在较短时间内求解300艘船的大规模问题,且相较于传统列生成算法有81.86%的计算速度提升;同时为港口与航运公司协调专用泊位出租价格、制定租赁策略提供建议。     

基于预约需求的共享停车平台泊位分配方法

为解决在预约需求下,考虑预约时刻、时长及延时需求的共享停车分配问题,提出一种共享停车泊位分配模型. 以平台收益和停车步行距离为优化目标,将需求分为基本及延时两种情况,确定停车预约请求的分配策略. 根据模型结构,设计随机解集生成方法,利用蒙特卡洛法确定模型的最优解. 以医院停车场及周边停车场为案例,测试模型. 结果表明,模型能较好地服务于共享停车泊位的分配,实现平台收益与满足需求之间的平衡.     

基于多目标优化的多码头转运港泊位资源分配研究

集装箱的水水中转是一种经济高效的水路运输模式,为有效降低水水中转下中转箱在大型转运枢纽港的码头间中转成本,提出了基于多目标优化的多码头转运港泊位资源分配方案。该方案考虑了船舶安全靠泊时间与距离以及中转箱与船舶的匹配关系等约束,建立了多目标混合整数规划模型,旨在最小化船舶在港时间成本与中转箱码头间运输成本;使用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解,得到了多组不同规模下的船舶靠泊与中转箱转运方案。研究表明：该算法能够得到多组帕累托前沿解,为港口运营商和船舶公司提供多个优化方案,以船舶在港时间成本的增长为代价,中转箱码头间中转运输成本呈减少的趋势;相较于基于最小时间成本的传统调度方案,提出的调度方案能够有效降低多码头下船舶靠泊的运营成本,同时在不确定情景下具有良好的鲁棒性;具体而言,在不同船舶规模下,能够减少作业总成本的38.25%~69.48%;以较小程度的船舶在港时间成本损失为代价,明显减少中转箱的码头间中转成本,为水水中转下的泊位分配和码头间运输集成优化提供参考。     

集装箱码头连续泊位动态分配优化模型及算法

以泊位配置问题为研究对象,以到港船舶总在港时间最短为目标,建立优化模型。设计了基于Q学习方法的优化算法,并以某集装箱码头的实际船舶作业数据为例,对模型及算法的有效性进行了验证。     

居住区共享停车泊位分配模型

为了提高停车泊位利用率,减少停车后步行距离,根据商业区和居住区停车需求时段的错峰特征,建立共享停车泊位利用率最大化和步行距离最小化的双目标泊位分配模型.模型考虑了停车泊位供需空间和时间冲突特征,界定了模型的边界约束条件,采用粒子群多目标搜索算法求解.以聊城市金鼎商圈为例,调研了商业区和居住区的停车泊位数量、高峰时段停车需求和平均步行距离等模型参数.通过算法仿真,实验结果验证了模型的可行性.研究结果表明,建立的停车共享分配模型可用于居住区共享停车泊位分配,有效地提高了泊位利用率,降低了停车后的平均步行距离.     

我国港口集装箱吞吐量GM（1,2）模型的研究

根据大量的实际数据，利用灰色系统理论，建立了我国港口集装箱吞吐量的灰色系统综合预测模型ＧＭ（１，２），并以此对我国集装箱运输的发展前景进行了探讨。     

考虑航速优化的多港口泊位协同调度

集装箱运输在全球贸易体系中发挥着重要作用,同时也面临着全球化带来的各种挑战和机遇. 将经典的单港泊位调度问题(BAP)拓展到航运网络中的多个港口进行优化研究. 考虑航速直接影响船舶到港时间和能耗,将船舶航速作为决策变量,以所有船舶总的在港成本最小为目标,建立泊位协同调度模型. 依据模型特点,设计改进的遗传算法对模型求解. 通过数值实验验证模型的性能,结果表明：对不同规模的调度问题进行航速优化,有利于降低船舶总的在港成本;依据燃油价格的变化,适时采用不同的航速策略,能够获得更好的经济和环境效益.     

考虑航速优化的多港口泊位协同调度

集装箱运输在全球贸易体系中发挥着重要作用,同时也面临着全球化带来的各种挑战和机遇. 将经典的单港泊位调度问题(BAP)拓展到航运网络中的多个港口进行优化研究. 考虑航速直接影响船舶到港时间和能耗,将船舶航速作为决策变量,以所有船舶总的在港成本最小为目标,建立泊位协同调度模型. 依据模型特点,设计改进的遗传算法对模型求解. 通过数值实验验证模型的性能,结果表明：对不同规模的调度问题进行航速优化,有利于降低船舶总的在港成本;依据燃油价格的变化,适时采用不同的航速策略,能够获得更好的经济和环境效益.     

我国集装箱港口运输发展态势与创建三大组合港的探讨

本文介绍改革开放以来我国港口集装箱运输的发展概况和集装箱港口发展面临的机遇和挑战;提出创建长江三角洲国际集装箱组合港、珠江三角洲国际集装箱组合港和环渤海地区洲际集装箱结合港,以形成集装箱运输的网络体系的建议。     

南通港口集装箱运输存在的问题及对策研究

集装箱运输量是一个港口现代化程度的重要标志。文章分析了南通港口集装箱运输存在的问题,提出了发展南通港集装箱运输的对策,以期对南通港口集装箱运输的发展带来一些启示。     

基于模拟退火遗传算法的内河港口船舶进出港调度方法

综合考虑基于模拟退火遗传算法的内河港口进出港调度方法,充分发挥两种算法的优势,增强模型的全局搜索能力。构建模拟遗传退火算法模型,利用船舶调动的规则,对遗传算法中的交叉算子和变异算子进行了优化。通过港口的船舶潮汐数据和泊位情况,对模型进行验证,实验结果证明,该模型可以较好的完成船舶进出港调度的任务。将该算法与其他算法进行对比,分别考虑调度船舶数量分别为20艘、30艘和40艘的情况。实验结果证明,该算法具有较好的收敛能力,在船舶的总体等待时间方面,优于其他常用调度算法和其他遗传算法。