基于三方博弈的短途班轮航线优化模型

考虑政府补贴、碳排放控制以及货主运输方式选择, 提出基于航线运营者、货主和政府三方博弈关系的短途班轮航线优化模型。应用用户平衡原理, 模型可优化航线配船与航线结构设计, 计算恰当的政府补贴额。开发了基于时空网络拓展和Frank-Wolf算法的遗传算法求解模型, 并对渤海西部短途航线进行了优化。
研究结果表明: 在政府补贴为1 121.28元.d^-1时, 运营者若采用9艘40 000t级滚装船在渤海西部区域各主要港口间布设单摆式航线, 每船可获得704 567.12元.d^-1的收益, 碳排放强度下降约17.78%;若期望碳排放强度下降20%以上, 运营者应采用8艘40 000t级滚装船做环绕航行, 可为运营者带来956 264.83元.d^-1的收益, 使碳排放强度下降约27.23%, 但需要政府提供56 075.26元.d^-1的高额补助。计算结果符合预期, 优化模型有效。