集装箱船舶装箱排序问题的两阶段算法

集装箱船舶装箱排序问题综合集装箱装船顺序与船舶贝内排箱,是一类典型的组合优化问题.考虑堆场发箱顺序和船舶配载之间的关联,构建集装箱船舶装箱排序问题的数学模型.针对构建的优化模型,鉴于已有方法难以直接对其进行求解,基于两阶段分层求解思想设计SWO-HES两阶段算法.算法第1阶段利用吱呀轮算法(SWO)大邻域导向式搜索的特点优化集装箱装船顺序问题;第2阶段将SWO的结果作为输入,基于启发式规则和演化策略算法(ES)构造混合演化策略算法(HES)优化船舶贝内排箱问题.最后,通过不同规模算例的研究,将SWO-HES与常见智能算法、基于实际装船规则的启发式算法进行对比分析,验证模型与算法的有效性.     

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.     

基于航速调整的班轮燃油补给优化

燃油成本在班轮运营总成本中占有很大比重,燃油补给是影响航运公司班轮运营成本和效益的一项重要决策.基于航速调整策略,以班轮运营总成本最小化为目标,建立燃油补给混合整数非线性规划模型,运用分段线性逼近法对燃油消耗函数进行线性化处理,并设计了求解算法步骤.实例分析验证了模型和求解方法的有效性.结果表明,在航运市场需求低迷的情况下,船舶更适宜采取较低的航速,采取灵活的加油港策略或放宽船舶到港时间窗限制,能更为有效地降低燃油成本.     

卸船作业模式下自动化码头AGV路径仿真优化

AGV作为自动化码头水平运输的设备,主要负责运输集装箱。受岸桥和场桥装卸能力、水平运输距离和集装箱作业量增加等因素影响,水平运输环节是制约自动化码头发展的瓶颈。结合港口码头作业实际,采用"模型+实例+仿真"的方法对自动化码头AGV路径优化问题进行研究。结合道路交通流理论,提出交通虚拟环岛策略以避免多AGV在码头行驶时产生冲突和拥堵。在卸船作业流程下,采用e M-Plant仿真软件,对提出的交通控制策略从不同角度进行仿真模拟。结果表明,AGV不同路径的选择影响着码头的作业效率。试验结果进一步提高码头作业效率,为自动化码头AGV路径优化提供参考依据。     

水下容器开启过程流场特性仿真研究

水下容器开启过程中,海水快速灌入容器内,对载体的平衡产生较大的影响.采用Mixture多相流计算模型求解气液两相流场,网格更新方法采用域动分层法,对不同开启角度进行数值计算.结果表明:开启角度越小,容器底部压力和容器内部进水量波动越大,且峰值越大,随着开启角度的增大,两者波动范围有所减缓,研究成果可为水下容器总体设计、系统使用流程优化提供理论支撑.     

自动化散货码头装卸作业存在的问题与对策

针对目前国内已投入运营的自动化散货码头在装卸机械设备配置、功能区域划分、安全管理等方面存在的问题进行分析。提出针对性的解决对策,以进一步提高自动化散货码头的装卸作业效率并确保作业安全。对自动化散货码头的技术发展进行展望,供自动化散货码头建设或升级改造时参考和借鉴。     

斗轮堆取料机生产信息优化与共享

针对如何将斗轮堆取料机司机与司机、操作员和生产管理者之间相互连接的问题,对斗轮堆取料机生产信息的优化和共享进行研究,通过在散货码头流程控制系统和生产信息系统的基础上融合再开发,利用现场工业以太网,实现了斗轮堆取料机与操作员之间、斗轮堆取料机司机之间、斗轮堆取料机与生产信息管理系统之间、斗轮堆取料机与远程管理者之间4个层面的信息共享,使各方可根据需求实时共享信息,并对生产进行指导和控制。斗轮堆取料机生产信息的优化和共享提高各方联动互通性,尤其是提高了混配作业的准确性和有效性,增强了散货码头在混配生产上的竞争力。     

An operational activity-based method to estimate CO2 emissions from container shipping considering empty container repositioning

This paper develops an operational activity-based method to estimate CO₂ emissions from container shipping in contrasts to the traditional aggregated activity-based method. Two case studies investigate the impacts of empty container repositioning policies and port handling capacity on CO₂ emission index. The results show that the aggregated method could well overestimate CO₂ emissions and the operational activity-based method is more appropriate. The paper also demonstrates that high port-handling capacity and efficient empty container repositioning could reduce CO₂ emissions in seaborne container transportation.     

基于多智能体仿真的自动化集装箱码头合理通过能力研究

针对自动化集装箱码头泊位合理通过能力评估问题,基于多智能体仿真建立采用"双小车岸桥(DTQC)+自动导引车(AGV)+自动化轨道吊(ARMG)"工艺的自动化集装箱码头装卸作业模型,对顺岸布置的自动化码头通过能力与码头服务水平、泊位数量之间的关系进行研究。仿真结果表明:码头服务水平(AWTAST)与泊位通过能力呈明显负相关关系,且在一定码头服务水平下,泊位合理通过能力随顺岸式码头泊位数量的增加显著提高。基于仿真结果进行公式拟合,提出了自动化集装箱码头的泊位合理通过能力估算方法,可以为自动化集装箱码头规划与运营提供决策支持。     

Foldable container in empty container repositioning in intermodal transportation network of Belt and Road Initiative: strengths and limitations

In 2013, the concept of the ‘Silk Road Economic Belt and the 21st-Century Maritime Silk Road (Belt and Road)’ was initiated by the Chinese government, which involves Asian, European and African continents and their adjacent seas. Logistics plays a core role in such a large framework of economy and trade. In recent years, China, European Union, and Southeast Asia pay much attention to the design and development of the intermodal transportation network towards both economic and environmental efficiency. In this paper, we propose an empty container repositioning model in the intermodal transportation network of Belt and Road (B&R) Initiative by considering both standard and foldable containers. In this model, empty containers are repositioned from the inland of the original area, such as China, to other areas of B&R Initiative related countries and regions, such as European Union and Southeast Asia. We develop a mixed integer linear programming model to determine the optimal repositioning of empty containers via the intermodal transportation network. An Artificial Bee Colony algorithm is developed to solve large size problems in practice and numerical experiments are conducted to show the efficiency of our proposed algorithm. We provide managerial insights regarding the impact on the network performance of foldable containers transportation.