基于部分集卡到达信息的码头进口箱翻箱优化

集装箱码头进口箱提箱作业过程中,由于外集卡到达时间的不确定性,存在外集卡提箱顺序与目标箱的堆存位置不一致,从而产生大量翻箱.为了解决这一问题,本文以期望翻箱量最小为落箱位置的选择原则,提出最小化二次翻箱启发式算法,利用算例验证算法的有效性,分析集卡到达的信息质量对进口箱提箱翻箱的影响,根据集卡到达信息质量的不同选择最佳翻箱规则.结果表明:提出的翻箱策略可以在获得部分集卡到达信息下有效地减少翻箱,针对不同的集卡到达信息质量,采取相应翻箱规则进行翻箱作业能有效减少翻箱,提高码头堆场的作业效率.     

滚装甩挂运输牵引车调度优化及作业模式类比分析

针对滚装甩挂运输新船型可“直进直出”条件下的“边装边卸”作业模式，与传统船型“船艉 进出”条件下的“先卸后装”作业模式对比，建立滚装甩挂码头牵引车调度的混合整数规划模型， 并设计遗传算法求解模型。通过对比不同规模算例下CPLEX与所设计遗传算法的实验结果，验证模型的正确性和算法的有效性。结果表明：相较于传统船型“先卸后装”作业模式，新船型“边装边卸”作业模式在运营成本方面可降低约15%；当装卸任务分布密集时，卸船任务靠近船艏运营成本越高，装卸任务分布稀疏时，卸船任务远离船艏运营成本越高；总体而言，“边装边卸”作业模式的运营成本低于“先卸后装”作业模式。研究结论可为“边装边卸”作业模式下的港口滚装甩 挂作业调度提供决策支持。     

带时间窗的多行程交换箱甩挂路径优化

针对市区-近郊的同城物流配送系统，为尽可能降低物流运输成本的同时提高客户满意度，研究带时间窗的具有多行程的交换箱甩挂运输问题. 在配送系统中，配送车辆从配送中心出发将货物运往各个客户点，由于道路条件的限制，客户点分为只允许小型卡车配送的限制点客户和卡车或带交换箱拖车的整车都可为其配送的灵活点客户. 在客户时间窗和多行程的约束条件下，建立以成本最小为优化目标的基于交换箱甩挂的路径优化模型，提出装箱算法与遗传算法混合的启发式求解算法. 算例验证了所提出算法的有效性，为带交换箱的甩挂车进行物流配送提供一定的决策指导和参考意见.     

港口货运甩挂车运输调度模型与分析

甩挂运输模式是目前世界范围内广泛使用且较为先进的一种运输组织模式,与以往的运输方式相比具有明显的优势,特别是在牵引车的综合利用率和运输企业综合运营成本等方面。但我国交通运输的研究较少涉及到甩挂运输的具体应用,特别是在港口甩挂运输中的集装箱车辆调度问题。文章通过对港口集装箱运输中的运输模式和作业流程进行分析,并对与港口集装箱甩挂运输相关的车辆调度理论进行研究。根据研究构建港口集装箱甩挂运输车辆调度模型,并利用元启发式算法对该模型进行优化求解。     

考虑配载计划的铁路集港箱位指派

为了提高集装箱港口内堆场的装卸作业效率, 建立了以压箱数最小为目标的出口集装箱箱位指派模型; 考虑铁路运输箱成批到达和公路运输箱到达存在随机性的不同特点以及配载计划的影响, 设计了基于预测方法的启发式算法; 根据公路运输箱的到达特点, 利用马尔科夫链预测公路运输箱的到达顺序; 考虑箱位指派模型的特点, 设计了箱位指派求解算法对铁路运输箱和公路运输箱进行箱位指派, 利用MATLAB软件仿真测试了提出的模型与算法; 通过小规模试验验证了模型和算法的可行性和有效性, 并进行了2组大规模对比试验, 一组对比试验为铁路运输箱和公路运输箱混合堆存模式与铁路运输箱和公路运输箱分开堆存模式, 另一组对比试验为提出的算法与传统堆存算法。分析结果表明: 混合堆存模式比分开堆存模式的压箱数少27.9%, 提出的算法比传统堆存算法的压箱数少37.7%;混合堆存模式可有效减少压箱数, 提出的算法不仅可以有效解决小规模集装箱堆存问题, 还可以解决大规模集装箱堆存问题, 有效提高了堆场的装卸效率, 为集装箱的装船作业提供了便利。      

集装箱海铁联运港口混堆堆场箱区均衡分配模型

集装箱海铁联运港口堆场是集装箱港口作业的重要节点,主要堆存通过水运、铁路及公路等不同运输方式进出港口的集装箱,涉及作业箱型种类多,堆存策略直接影响港口的生产作业效率。以箱区作业量均衡为目标对集装箱海铁联运港口混堆堆场的箱区分配问题进行研究。在滚动计划的基础上,以堆场箱区作业量均衡为目标,建立混堆堆场箱区分配模型,设计了模拟退火算法求解,并进行算例分析。结果表明:所建模型能够有效降低混堆堆场箱区工作量的不平衡性,求解算法可有效收敛获得较优解,优化堆场箱区分配,提高港口作业效率。     

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甩挂运输是一种被国家大力推广的集约、高效、低碳的先进运输组织方式.本文根据港口改善和提升集疏运组织方式和能力的需求,提出了内河港口的甩挂运输模式;针对内河港口甩挂运输组织中货运场站的选址问题制订了选址步骤;建立了选址数学模型,设计了基于遗传算法的模型求解算法;并建立了基于Arena的仿真模型对备选地址进行评价选择;最后以广东省云浮新港为背景进行案例分析,为其设计了甩挂运输组织模式,运用上面的算法和模型进行场站选址,并使用建模仿真的方法将该方案的集装箱甩挂运输模式与传统公路集装箱运输模式进行对比,检验其优越性.     

箱区长度对码头装卸效率影响的仿真分析

合理的堆场布局规划可以提高集装箱码头机械的作业效率,减少船舶等待时间,降低码头作业成本,提升码头综合竞争力。在对集装箱码头作业流程分析的基础上,采用专业的港口仿真软件FlexsimCT建立集装箱堆场不同箱区长度下不同装卸机械数量的仿真模型,探讨了集装箱堆场既定面积和既定容量下,不同的箱区长度对码头装卸效率的影响,得出不同箱区长度下的最佳装卸机械配比和岸桥最大效率下的箱区长度,对未来的集装箱港口实际布局规划具有指导意义。     

“船舶—堆场—列车”混堆堆场箱位分配模型

集装箱海铁联运港口堆场作业箱型复杂,为了提高港口作业能力和效率,基于进口、出口箱的混合堆存方式,对"船舶-堆场-列车"作业堆场箱位分配问题进行研究."船舶-堆场-列车"作业堆场负责堆存通过船舶、列车及外集卡进出港口的集装箱.本文在待分配箱的作业时间及箱区已知的前提下,以集装箱堆存产生的压箱数最小为目标,建立"船舶-堆场-列车"作业混堆堆场箱位分配模型,根据模型特点设计了启发式算法进行求解,并进行算例分析.结果表明,所建模型和求解算法能够有效减少堆场的压箱数,满足箱型堆存要求,提高港口作业效率.     

基于运载能力的铁路集装箱中心站轨道吊与集卡协同优化

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装箱的决策以及轨道吊的安全约束等实际情况。为求解模型,设计考虑轨道吊分配策略的遗传模拟退火算法,并进行3组不同规模的实验,验证模型和算法的可行性和有效性。实验结果表明,与传统集卡“一车一箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同作业相比,集卡“一车两箱”模式下,作业完成时间平均缩短了13.3%,并且随着算例规模的增大,集卡“一车两箱”模式的作业完成时间缩短越明显;同时,集卡“一车两箱”模式下,轨道吊作业更加灵活且作业量更均衡;此外,当铁路集装箱中心站集卡资源有限时,集卡“一车两箱”模式也可以提高设备的利用率。     

基于衔接组合的集装箱多式联运服务分段采购优化

为解决集装箱多式联运服务分段采购中的运输费用和运输时间优化难题,从多 式联运经营人的视角出发,提出了集装箱多式联运总费用最小化和总运输时间最小化的 双层优化目标.基于运输路径选择和时、空、量的衔接组合,结合托运人运单、集装箱多式 联运组织形式、集装箱交接地点、运输路段及方式、运输时间、运费率等要素约束,建立了 集装箱多式联运服务分段采购优化模型.运用自然约束语言设计搜索算法程序并求解.数 值实验分析结果表明,该模型及搜索算法不仅易于实施求解,而且应用效果良好,达到了 集装箱多式联运一体化无缝运输的目的.     

集装箱码头混合交叉作业集成调度模型

针对集装箱码头进出口作业系统中泊位分配、装卸作业、水平搬运等诸多环节之间的关系,分析了现有进出口作业系统对集装箱码头生产效率与运营成本的影响。运用系统工程优化理论,提出混合交叉作业集成调度方法与同步优化技术,以泊位分配、设备配置、集装箱卡车(集卡)行驶路径为决策变量,以集装箱码头最小运营成本为目标函数,建立了三阶段集成调度优化模型,设计了双层遗传求解算法。在双层遗传算法中,上层遗传算法用于搜索集装箱码头设施设备的合理配置组合,下层遗传算法在上层算法的基础上优化集卡行驶路径。计算结果表明:与独立装卸作业过程相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡数量为22veh,减小了66.2%,集卡行驶总距离为10 389.8km,减小了17.4%;与单独调度方式相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡行驶总距离减小了14.5%,码头运营总成本为84 266.2元,降低了4.6%。可见,使用集装箱码头混合交叉作业集成调度模型,能有效提高集装箱码头生产效率,明显降低运营成本。     

带时间窗的卡车编队路径优化

卡车编队是一种极具前景的新型运营组织模式，多辆采用半自动驾驶技术的卡车以较小的车头间距共同行驶，达到减少能源消耗与环境污染和保障交通安全的目的，该组织模式也被称为“公路列车”。从运营管理及调度技术的角度进行研究，利用商品网络流理论解决某一特定卡车在何时何地编入哪个卡车编队的问题，尽可能地促进卡车编队的形成，最大限度地节约能源。本文分析卡车编队形成过程中额外产生的集结等待时间，并量化计算由于卡车编队成组运行，空气阻力的下降进而产生的燃油节省。在限制卡车编队规模的条件下，构建考虑合理绕行的卡车编队路径优化模型，将每个运输任务是否通过路网中的弧段设置为决策变量，优化结果既能反映每个弧段上卡车编队的构成情况，又能体现每个运输任务具体的走行路径。采用商业软件求解构建的卡车编队路径优化模型，形成卡车编队19个，节省燃油费用达到14%以上。结果表明：该 模型能得出理想的卡车编队路径优化方案，为卡车编队的推广应用提供理论参考。     

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对一般集装箱办理站,其空箱调运往往需要经过前方技术站进行中转作业才能完成,由此会产生一定的时间和费用消耗.以降低空箱调运成本为出发点,在计划期内建立了动态集装箱空箱调运模型.模型以空箱调运过程中所产生的车辆租用费用、技术站车辆编解服务费以及积压库存费用或延误损失费用之和最小为目标,在满足空箱需求与供应能力基础上,考虑了技术站中转作业和运输走行时间对空箱需求站时间窗的影响,以及车站作业能力的限制.设计了混合遗传模拟退火算法求解实例表明,该模型和算法可以有效地优化动态空箱调运问题.     

集装箱码头铁水联运装卸设备协同调度

集装箱码头铁路作业区是开展集装箱铁水联运的主要场所,其效率将影响集装箱铁水联运的整体效率,因而,建立了以装卸过程总完成时间最短为目标的龙门吊、集卡和场桥的协同调度问题的混合整数规划模型,既考虑了装卸同步,又考虑了龙门吊间的干扰和安全距离、龙门吊和场桥走行时间及缓冲区等现实约束,并考虑了集卡堵塞问题.为了求解模型,设计了改进的多层遗传算法.最后通过实验验证了模型和算法的有效性和可行性,证明了考虑集卡堵塞问题是有必要的,并给出了50个和100个集装箱的设备最佳配比.     

铁路集装箱中心站多轨道吊柔性协同调度优化

针对铁路集装箱中心站轨道吊协同装卸调度(RMGCS)问题，考虑多轨道吊间的作业干涉和安全距离约束，建立目标函数为最小化集装箱完工时间的混合整数规划数学模型。结合 RMGCS问题特性，提出一种考虑多轨道吊柔性协同作业的改进麻雀搜索算法(ISSA)，首先，提出能够解决多轨道吊间作业冲突的任务分配策略和干涉判断方法；其次，设计自适应非线性动态安全值，平衡全局和局部搜索；再次，改进加入者更新移动方式，使其在全维度上靠近最优解；最后， 引入LOV(largest-order-value)规则，将个体从实数向量映射到集装箱整数序列。为了验证问题和算法的有效性，分别利用ISSA与其他算法求解不同样本规模的算例，结果表明：ISSA在不同样本 规模的RMGCS问题求解上，均具有更好的寻优效果。此外，所提出的柔性协同调度模式相比现有的固定范围顺序装卸调度模式，使样本量为45的装卸作业总完工时间缩短了15.5%。     

带有固定运费的多式联运方式选择

为更经济有效地组织多式联运,在同时考虑固定运输费用和变动运输费用的前提下,针对一批货物在其运输路径上各路段运输方式的优化选择问题,以包括运输费用、中转费用和惩罚费用在内的总费用最少为优化目标,以货物送达时间和运输能力为约束条件,构建了混合整数线性规划模型,并设计了相应的整数编码遗传算法.算例结果表明,本文模型比既有不考虑固定运费的模型具备找到更优解的能力;对于15个包括20~100个路段和5~20种运输方式的随机算例,与商业优化求解器LINGO相比,本文算法在设定计算时间60 s内找到了2个大规模算例的更优解,总费用平均节省0.75%,证明了该算法对大规模问题的有效性.      

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,采用基于备选集的优化方法,同时结合货物运输组织特点,规定了箱流物理径路和运输方案的唯一性.在考虑箱流守恒、箱流换乘、箱流运到期限,以及列车开行频率等约束的基础上,以运输企业成本最小化为目标,建立了整数线性规划模型,并设计模拟退火求解算法.最后,构建运输网络进行案例分析,验证了模型和算法的有效性.研究结果表明,与现有货物运输系统相比,新型集装箱系统充分发挥了网络运输的优势,在列车开行频率、货物送达速度和运到期限方面表现更加优异,但同时牺牲了部分列车“上座率”.     

能力随机的海运集装箱收益管理超订模型

为解决基于收益管理的能力随机的海运集装箱舱位超订问题,运用概率论和最优化理论,建立了以期望总成本最小化为目标、能力随机的不考虑空箱调运的超订模型,讨论了随机运输能力离散和连续2种情况下如何确定集装箱舱位的最优超订水平.为解决空箱调运问题,建立了能力随机的考虑空箱调运的超订模型,并且证明在能力随机的情况下,考虑空箱调运时最优超订水平将降低.最后给出了1个算例,用建立的模型分别求解考虑与不考虑空箱调运时的最优超订水平,结果前者比后者的最优超订水平减少3标准箱.