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.     

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。     

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。     

基于整数规划的支线运输船队规划模型

文中对船舶支线运输问题进行了研究,给出了船舶支线运输的界定,并且对船舶支线运输的特点进行了分析。针对单航次单喂给港的运输方式,一条船可以兼顾多条航线运输,建立了综合的整数规划模型,以船队总运输成本最低作为目标函数,系统的考虑了港口及航线条件约束,时间约束,求解后便同时解决了包括航线选择,船队组建,航线配船等问题。该模型简单实用,弥补了当前支线运输船队规划的不足,更好的满足实际需求。通过LNG支线运输船队规划实例验证,结果稳定可靠。     

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。     

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。     

基于EEXI计算方法的大型矿砂船节能改造能效分析

国际海事组织最新生效的EEXI和CII要求对船东现有船队的运力造成了较大的冲击。许多船东希望通过节能改造来提高船舶的Attained EEXI计算结果。本文通过对某大型矿砂船节能改造前后的Attained EEXI计算，分析了节能改造对EEXI计算的影响，并为船东将来的船舶改造和船队规划提出了合理化建议。     

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.     

船舶交通流大数据在无人船航线智能规划中的应用

传统无人船航线规划方法,虽然能够对路径数据进行连续性分析计算,但在多数据流的匹配最优量计算方面,由于路径规划变量增多,导致线路规划量与输出量匹配出现误差,影响无人船路径规划准确率,降低无人船线路规划效果。因此,提出船舶交通流大数据在无人船航线智能规划中的应用。首先,对无人船运动轨迹进行数据模型建立,完成对路径数据资源的特征整理;接着通过引入大数据分析技术,利用AI数据分析算法,对路径规划资源进行最优量分析计算。最后,考虑到路径资源匹配最优量计算量巨大,为了保证算法计算效率,通过AIS压缩算法,对计算过程中匹配完结路径规划数据进行压缩简化计算,实现计算空间资源的高效管理,从而提升无人船航线的智能规划。利用数据对比方式,证明提出方法在实际应用中的有效性。     

不确定性在动态船队规划模型研究中的应用

通过分析传统船队规划问题,提出了利用鲁棒优化来建立不确定条件船队规划模型,在验证模型有效性时将已知概率的情景结合描述需求的不确定性,最后通过与需求确定情况相比较,说明本文的设计使得船队规划具有模型和解双重鲁棒性。     

我国远洋干散货船型经济论证

干散货运输市场是世界海运市场的3大市场之一,虽然运输市场机制趋于完善,但受运价、船价和油价的影响,市场波动较大。针对这一现实情况,文章以船型技术经济论证方法为基础,建立单船运输经济性测算模型,判定出最优船型,并对运价、船价和油价3个影响因子进行敏感性分析,为航运企业制定船队发展规划和港口企业制定到港船型规划提供参考。     

基于混合蚁群算法的无人船航行路径自主规划

路径规划是无人船自主导航的核心问题。由于无人船当前位置以及目标位置的确定受到障碍物影响,最佳航行路径的获取难度较大。为此,提出基于混合蚁群算法的无人船航行路径自主规划方法。采用栅格法构建无人船工作环境模型,由上至下、由左至右的对栅格完成编号处理,划分安全区域与障碍物区域。构建无人船航行路径自主规划数学模型,设定地形与威胁、航程上限以及路径平滑度等约束条件。针对蚁群算法初始搜索效率差等问题,将其与粒子群算法相结合,提出混合蚁群算法。利用该算法求解无人船航行路径自主规划数学模型。实验结果显示,研究方法具有较高的路径规划准确性,路径长度、平均能耗及路径规划时间指标均较优。     

基于线性兴波阻力理论的三体船中体船型优化

提出将线性兴波阻力帐篷函数法推广应用于三体船的方法。推导出确定侧体构型下的三体船线性兴波阻力帐篷函数法表达式及其中体船型优化的二次规划法计算模型。按该方法对数学三体船和工程应用三体船算例进行兴波阻力计算,将计算结果与模型试验结果进行对比验证,结果表明该方法计算三体船兴波阻力具有足够的精度。采用基于此兴波阻力表达式的中体船型优化二次规划法计算模型,对上述工程应用三体船中体船型进行了兴波阻力减阻优化计算,结果表明中体船型优化获得的兴波阻力减阻效果约达10%。     

一种基于流式计算的无人船路径规划算法

为了提高无人船路径规划的效率,利用流式计算高实时性模式,在云端构建流式计算框架,分布式完成路径规划。基于5G通信,云端与无人船之间采用Kafka组件进行消息的传递。在云端,将路径规划分为地图生成、路径搜索和路径平滑三个步骤,通过流式计算集群并行执行任务。为了逃离局部陷阱,在云端增加环境记忆功能。仿真环境下,对比几种传统路径规划算法,所提出算法规划的路径质量更高,执行时间更短。真实环境下的实验验证了算法的可行性和有效性。     

分节顶推船队波浪系结力的预报方法

一、前言分节顶推船队是一种先进的运输方式。在顶推船队的设计中,以往对船与船间联结装置(缆绳或专门的系结设施)的受力,即系结力差不多都是采用粗糙的估算方法,因而影响了其安全性与经济性。这就需要提出某种预报方法。无论是近海还是内河,联结船队的系结力都可大体分成由于船队机动所引起的操舵系结力和由于波浪所引起的波浪系结力两个部分。本文仅讨论波浪系结力。船队波浪系结力的研究有实船试验、模型试验、理论计算几种方法。由于安全、经济等方面     

基于改进A*算法的无人船路径规划研究

针对无人船路径规划过程中存在的规划结果所占内存较大、耗费时间较长、有较大概率生成"死区"的问题,提出基于改进A*算法的无人船路径规划方法.选取栅格法构建无人船行驶环境模型,采用A*算法确定代价函数,判断代价大小,以代价最小的节点作为下一个轨迹点,由此获取最优无人船行驶路径.为改进A*算法,利用无人船转弯半径下限、路径长...     

论长江下游分节顶推船队近期的发展趋势

本文介绍了作者借助电子计算机对长江下游分节顶推船队所作的大规模技术经济论证。在论证中,以综合经济指标 E 评定船队方案经济效果的优劣,对于船队阻力的计算采用作者提出的方法。通过推轮功率与船员工资、驳船队、油价等最佳匹配的函数关系式和大量的实例计算资料,分析了运输成本结构对分节顶推船队经济性的影响;阐明了船队运输成本结构是确定推轮功率和驳船队大小的决定性因素之一。经对两万余个方案的论证计算与分析,根据长江下游目前的、以至可以预见的相当长时间内的分节顶推船队运输成本结构和年运量,作者认为长江下游在近期内以发展2000吨分节驳型、1200～1800马力推轮所组成的2×4船队及以2000吨分节驳型和540～1200马力推轮所组成的2×2船队具有最好的经济效果。     

五体船兴波阻力预报和减阻设计遗传算法

以线性兴波阻力薄船理论Michell积分和科钦函数线性叠加原理为基础,采用正交切比雪夫多项式拟合片体横剖面面积曲线,得出单体船、三体船和五体船通用的线性兴波阻力数值计算公式。据此,对不同侧体位置布局的Wigley五体船算例的兴波阻力进行系统的计算,并分析侧体位置布局对五体船兴波阻力的影响规律。在此基础上,进一步应用遗传算法对五体船的侧体位置布局进行减阻设计,得到五体船在计算航速下的侧体位置布局减阻设计方案。研究表明,所提五体船兴波阻力线性理论算法以及侧体位置布局减阻设计遗传算法均有效可行。     

西江船队阻力性能模型试验

针对西江干线货运现状,对由2艘机动船构成的运输船队进行模型阻力试验。试验包含5种不同船舶编队方案,系列分析顶推船队和绑拖船队的阻力特性。试验结果表明,在航速低于10 km/h时顶推船队阻力性能较差,绑拖船队两船错位0.4倍船长和错位0.6倍船长阻力性能较优,优于两船错位0.2倍船长绑拖和两船并排绑拖。建议西江干线船队运输应结合船舶及航道实际情况,采用2船错位0.4~0.6倍船长的绑拖队形。     

船舶投资决策方案与评价模型研究

一、船舶投资决策方案模型的拟定 根据航运市场分析以及船队规划的需求,初步确定所需船舶种类和船型。在此基础上,利用船舶估价模型对拟订的船舶进行船价估算。考虑新造船舶的融资问题,初步选择融资方式,比较各种融资方式的税后融资成本现值,对新造船舶的融资方式进行初选。