班轮运输船队规划模型与仿真

为提高班轮运输系统的优化配置水平,满足班轮运输组织定期、定时服务的要求,根据班轮多港口挂靠和货物直达运输航线形式的特点,以规划期内船队营运现金流量折现值最大为目标,建立了班轮船队规划混合整数非线性规划模型.针对该模型的特点,设计了拉格朗日松弛启发式混合算法.以某航运公司班轮船队为例进行分析.结果表明:本文提出的启发式算法实现了多航线、多型船、大规模班轮船队规划问题的优化求解,能得到规划期内的航线配船、发船频率及船队建设优化方案.本文建立的模型能综合考虑航线的货流预测、船舶装载率、船舶租入租出等多种影响班轮船队规划的因素,适用于同一航线上配置相同船型的典型班轮运输模式,为班轮船队规划决策提供了支持.     

考虑船舶排放的班轮公司船队部署研究

针对集装箱海运中船舶排放、船队部署问题,分析了班轮运营总成本的构成,依据班轮远洋多港挂靠循环航线特征及集装箱转运特点,以可变船舶航速为决策变量,船舶运营总成本与船舶排放量最小化为目标,建立了基于低碳经济下的班轮公司船队部署多目标混合整数非线性规划模型,并引用了多目标递推算法进行求解。算例中通过对航行速度的灵敏度与帕累托分析,发现了船舶最低排放的航行速度。其次,运用航运轴辐式网络的特点,从众多港口中选择部分枢纽港进行转运形成干线运输规模效应。结果表明:该模型可以同时决策船队部署和集装箱转运,其优化结果更符合实际情况,对航运市场供需平衡的运力配置决策具有借鉴意义。     

复杂情况下大规模船队规划模型与求解方法

以某大型航运企业船队为例进行实证分析,利用Benders分解算法对在多航线复杂情况下,由多种类型船舶构成的大规模船队规划问题进行求解,验证所提出的模型及算法对于大规模实际问题的应用效果.结果表明,该方法实现了多航线、多型船、大规模混合整数船队规划问题的优化求解,能够为大型航运企业进行船队规划决策提供支持.     

内贸沿海集装箱运输分析

研究了我国沿海集装箱班轮运输现状,分析了运量、运力的现状和发展趋势,提出了沿 海集装箱运力平衡数学模型和发展沿海集装箱运输对象和运输模式,为沿海集装箱运箱公司投 放运力提供参考.     

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随着航运联营与联盟形式的出现,航运公司的船队及航线规模不断扩大,航线优化及运力配置变得更为复杂.本文结合航运业发展实际,在对传统的班轮航线配船模型进行改进的基础上,建立新的模型应用到航运联盟情况下航运公司箱位租赁决策与航线规划中.结果表明,在自身运力不足时,航运公司通过航运联盟箱位租用,对降低其系统成本、弥补航线运力、保证完成货运任务、加快船舶航班周期等的方面有突出的优点.     

班轮运输船队规划的改进模型

为了提高复杂情况下船队发展战略优化方法的实用性和客观性,对班轮运输船队规划问题进行了新的探讨.根据航运市场环境的需要,建立了同一航线上配置多种船型的班轮船队规划数学模型.考虑到模型的求解复杂性,引入关键航段的概念对原模型进行了改进.以某航运公司的班轮船队为例进行仿真实验,将改进后的模型与传统班轮船队规划模型进行比较.结果表明,改进模型科学、可行,满足航运市场环境和班轮运输组织的实际需要.     

船队规划研究现状与动态

为了推动船队发展战略优化领域的研究,分析了船队规划的主要任务和基本目标,归纳了该领域的研究进展,对船队规划采用的线性规划、整数规划、动态规划、仿真技术及其他研究方法进行了理论总结和评述,指出了这一领域未来的研究重点与方向。研究结果表明:目前大宗工业物资运输的船队规划研究比较成熟,研究对象将转为集装箱班轮运输和不定期船运输问题;新优化模型和算法的开发依然是今后研究的重点;不确定条件下的船队规划问题是未来的研究方向;船队规划决策支持系统的应用是航运业发展的必然趋势。     

改造营运线路调整运输结构

分析南京道路客运业快速发展的同时,亦伴生出一些矛盾和问题运力过剩,运力和运量失衡、车辆结构和布局不合理、经营主体"多、小、散、弱"、经营方式落后、经营行为不规范等;提出压缩运力规模,提高营运效率、调整车辆结构,满足旅客需要、调整经营结构,提高管理水平、合理调配站点,统服务标准等措施.     

油轮船队规划的动态规划模型研究

在一定假设的基础上，以采用购买新船和租船采扩大船队规模的我国油运公司远洋船队为研究对象，以规划期内成本最小为优化目标建立动态规划模型．通过模型的末解得出最优的发展蓑略，即每年购买船舶、租用船舶的具体策略；然后给出一个算例，通过求解得出了规划期内船队发展的最优策略；最后对模型进行了评价。     

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考虑到航速变化对航线配船决策所产生的非线性影响,推导了船舶航速与船舶往返航次时间、航次成本及航线配船数之间的数学关系式,把船舶航速作为决策变量引入传统的航线配船模型中,并且把船队的二氧化碳排放量作为优化目标之一,建立船队利润最大与碳排放量最小两个目标最优的双目标航线配船模型.针对模型非线性和混合整数解的特点,采用LINGO11.0优化平台,自编程序,应用分支定界算法,进行仿真算例研究.结果表明,该模型可以同时决策航线配船和船舶航速,其优化结果更符合实际情况,同时更有利于运力的有效利用,船舶燃油消耗的节省和碳排放的减少.     

Mathematical approach for fleet planning under complicated circumstances

In order to facilitate the scientific management of large-sized shipping companies, fleet planning under complicated circumstances has been studied. Based on multiple influencing factors such as the techno-economic status of ships, the investment capacity of company, the possible purchase of new ships, the buying/selling of second-hand vessels and the chartering/renting of ships, a mixed-integer programming model for fleet planning has been established. A large-sized shipping company is utilized to make an empirical study, and Benders decom- position algorithm is employed to test the applicability of the proposed model. The result shows that the model is capable for multi-route, multi-ship and large-scaled fleet planning and thus helpful to support the decision making of large-sized shipping companies.     

随机需求航线网络效应下机队鲁棒优化方法

针对航线网络效应及旅客需求不确定性问题,将旅客组合优化模型加入机队规划问题,借鉴航线网络运力优化分配方法,以机型飞机数目、航段机型飞行频次、行程路线上旅客溢出人数为决策变量,以行程路线上旅客需求限制、航段飞行频次限制、特定机型机队飞行时间限制为约束条件,利用量化市场份额指数计算旅客溢出再捕获率,建立了旅客需求不确定情景下的机队鲁棒优化模型,设计了航线网络环境下的旅客需求离散情景集,用情景汇聚算法求解该模型.算例仿真结果表明,与传统机队规划模型相比较,本文模型的机队规划成本降低了167.07万元;与确定解的最小随机期望值相比,在3种情景集下,随机规划解的机队规划成本分别降低了19.88万元、21.02万元与17.55万元.      

存在打车软件服务的出租车运营市场仿真模型

针对目前出租车服务市场盛行使用打车软件现状,分析了存在打车服务情况 下出租车司机载客与乘客的打车行为,构建了基于离散事件的出租车运营市场仿真模型. 模型考虑了乘客需求在路网的分布,以及空驶出租车巡游搜索乘客和接单行为,模拟了 乘客在交通路网中使用打车软件召唤空驶出租车行为及出租车搜索乘客的动态过程,采 取事件扫描法推进仿真时间步长,得到乘客的平均等待时间和出租车平均收益等指标.算 例网络的仿真结果表明,在相同的出租车市场规模下,随着使用打车软件乘客比例的增 加,并不能有效减少乘客的平均等待时间;而在相同打车软件使用率下,随着出租车数量 增加,乘客是否使用打车软件,其平均等待时间都会减少,并通过多次仿真结果得到综合 考虑出租车收益与乘客等待时间的最优出租车市场规模.     

动态环境感知的多目标室内路径规划方法

为了满足复杂室内环境中用户的多目标导航需求,提出了动态环境感知的多目标室内路径规划方法. 该方法顾及室内路径复杂度、拥挤程度与阻断事件等多维室内环境语义,扩展了节点-边表示的室内导航路网模型,通过量化表征多维室内环境语义,建立了能够综合感知室内环境语义变化的导航通行成本函数,然后,将顾及室内动态环境语义的导航通行成本函数值作为室内导航路网模型的边长,设计实现了基于Dijkstra的多目标室内路径规划算法. 通过模拟实验分析比较室内路径规划结果,实验结果表明:由于扩展后的室内导航路网模型增加了具有方向性语义的垂直组件,考虑了阻断事件因素,导航路径规划能够避开不可用连接边;在路径拥挤程度分别为轻度、缓慢和堵塞情况下,由于考虑了路径复杂度和拥挤程度,节约的通行时间平均提升了17%.      

浅谈现代油轮管理及自身评估

油轮运输安全风险之大,管理标准之高已被国际航运界所公认。在现代油轮管理中,油轮船东及船舶必须通过自身不断地对安全管理进行评估,来降低船队及船舶在管理中所存在的安全风险,提高管理标准,从而保证船舶的安全。本文提出了油轮自身评估的主要内容和管理要点。     

城市低空物流无人机航迹规划模型研究

为提高物流无人机在城市低空环境下配送的安全性和公众接受程度，保证运输经济性，提出一种考虑运行风险、噪声水平和运输成本的城市低空物流无人机航迹规划方法。采用栅格法进行空域环境表征，建立基于风险的城市空域环境模型。结合物流配送要求，建立多目标、多约束的物流无人机航迹规划模型。采用改进A*算法进行求解：为降低航迹代价，设计估价函数预估成本；为保证飞行安全，引入安全保护区确保间隔；为提升搜索效率，采用动态步长加快搜索进程。仿真结果表明：本文模型和算法所得航迹的运行风险小、噪声水平低、运输成本低，能够实现多目标优化。分析模型参数可知，当各子目标代价权重分别为0.6、0.1和0.3时，规划航迹最优。 保证其余参数不变，增大安全间隔，则风险代价、运输成本代价总体呈增加趋势，噪声代价减少。 在本文规划环境下，参考大疆经纬200无人机参数，在安全间隔取15 m时，综合代价最小。     

基于航运周期的班轮航线运力配置优化

针对航运的周期性特征,研究了处于航运上行期的多航线多船型配船与租船的联合优化问题,以及处于航运下行期的多航线多船型配船与运力闲置的联合优化问题,分别构建了混合整数规划模型,基于模型特点开发了相应的模拟退火算法,通过小规模问题实验确定了模型与算法参数,并通过与Lingo最优解的对比,显示了模型及算法的有效性;同时,现实规模问题的算例分析进一步验证了算法的实用性.     

碳排放权交易下的班轮船队配置优化研究

针对集装箱班轮运输企业建立考虑碳排放权交易机制的船队配置优化模型, 以期实现船队营运成本最小化.采用几何布朗运动描述欧洲碳排放权交易价格的波动路 径,以使决策根据变化的碳交易价格做出.收集班轮业营运数据设计案例,验证了模型能 够应用于实例分析.算例结果显示,即使在近期较低的欧洲碳交易价格水平下,在集装箱 班轮行业中实施碳交易机制仍能取得明显的减排效果,但企业也需付出一定的费用;针 对燃油价格做敏感性分析得出,随着燃油价格的上升,碳交易机制对促进减排的效果也 越加显著.