考虑运输时限和航速优化的班轮航线网络设计

为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平. 本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案. 为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解. 采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.     

考虑航速优化的班轮航线网络设计

航速大小对于班轮的航线设计、配船类型和数量,以及货物的选择都会产生影响,本研究将航速作为变量,以总利润最大为目标,建立了班轮航线网络设计的非线性混合整数规划模型.根据模型的特点,提出一种基于变动需求的启发式算法,将模型进行分解和转化.通过算例的计算及与其他方法的对比表明,本研究方法能得到更优的航线网络.另外,当市场需求、运价和燃油价格等因素变化时,采用本研究的模型和算法,能对航线网络进行更有效地调整.     

排放控制区下集装箱班轮航线路径规划与航速调度集成决策

针对排放控制区和“限硫令”实施下,控制区内外燃油价格的巨大差异,对船舶进出港射角 选择、航段航速优化,挂港顺序确定的影响,综合考虑船舶进出港射角与控制区内外航距组合的 关联关系,控制区内外航距、航速在燃油价格差异下的悖反关系,船舶耗油费用和耗时费用的平 衡关系,港口间船舶运行费用组合与航线挂港次序的作用关系,以及这些关系相互影响,相互作 用,相互耦合对船舶运营成本的影响,提出集装箱班轮航线路径规划与航速调度集成决策问题。 以航次运营成本最小为目标,运用斜边非限定变异三角函数几何方法和混合整数非线性规划建 模方法,构建该问题的两阶段集成决策模型,并利用遗传算法对结果进行优化。最后,通过案例 对比与趋势分析,验证了模型的实用性和优越性。     

考虑碳税和易腐品的班轮加油策略与航速优化

在碳税机制下,考虑到易腐品特殊性质,航运企业优化班轮航速并制定加油策略是项重要决策.从航运企业角度出发,以实现包括船舶固定成本、加油成本、易腐品腐坏成本、冷藏成本及碳税在内的班轮总运营成本最小为目标,建立起混合整数非线性规划模型.针对模型特点,运用分段线性逼近法对油耗函数及易腐品腐坏函数进行线性化处理并求解.以实际班轮航线为例,依次分析港口燃油价格、到港时间窗和碳税率对航运企业决策的影响.研究结果可为运输易腐品的集装箱班轮公司选择加油港、确定加油量以及优化航速等提供科学依据.     

内支线集装箱班轮航线优化设计模型

内支线集装箱班轮航线运营中装卸箱量、装卸效率、航行时间及等泊时间皆具有不确定性,为了同步优化给定挂靠航线的甩箱率与适配船型、准班率与承诺到港时间,需要将上述诸多分布函数进行非线性叠加.对此,本文将对班轮船舶调度的模拟仿真引入模型与算法,仿真航次中包括船舶调节航速以控制到港时间的过程.算例绘制了不确定到港时间的航次仿真示意图,比较了不同甩箱率对应的适配船型、船舶租金与甩箱补偿,帮助验证了文章模型与算法的有效性.通过对比航速调节前后的船舶到港时间分布,发现调节航速有助于控制船舶按时到港.     

考虑风浪影响下的船舶节能航线优化

随着世界能源危机的加剧,节能减排已成为当今时代的重要课题。原油贸易对国民经济的发展至关重要,航运是原油的主要运输方式。其中,VLCC船(Very Large Crude Carrier)应用广泛,但VLCC船体型庞大,容易受到以风浪为首的气象条件影响。本文考虑气象环境、安全转角、时间约束和避障等因素限制,以总油耗最小为目标,构建两种VLCC节能航线优化模型,并设计基于人工势场原理的改进蚁群算法进行求解。通过算例实验发现,本文提出的方法能有效降低油耗。此外,通过对比不同预计到达时间约束下的油耗发现,放宽船舶预计到达时间可以有效降低油耗,但当船舶预计到达时间放宽到一定程度时,油耗降低程度较小。因此,在实际的营运过程中,船公司需要基于实际场景,并权衡船舶油耗和预计到达时间制定方案,以实现节能减排的目标。     

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.     

考虑航速优化的多港口泊位协同调度

集装箱运输在全球贸易体系中发挥着重要作用,同时也面临着全球化带来的各种挑战和机遇. 将经典的单港泊位调度问题(BAP)拓展到航运网络中的多个港口进行优化研究. 考虑航速直接影响船舶到港时间和能耗,将船舶航速作为决策变量,以所有船舶总的在港成本最小为目标,建立泊位协同调度模型. 依据模型特点,设计改进的遗传算法对模型求解. 通过数值实验验证模型的性能,结果表明：对不同规模的调度问题进行航速优化,有利于降低船舶总的在港成本;依据燃油价格的变化,适时采用不同的航速策略,能够获得更好的经济和环境效益.     

考虑航速优化的多港口泊位协同调度

集装箱运输在全球贸易体系中发挥着重要作用，同时也面临着全球化带来的各种挑战和机遇. 将经典的单港泊位调度问题(BAP)拓展到航运网络中的多个港口进行优化研究. 考虑航速直接影响船舶到港时间和能耗，将船舶航速作为决策变量，以所有船舶总的在港成本最小为目标，建立泊位协同调度模型. 依据模型特点，设计改进的遗传算法对模型求解. 通过数值实验验证模型的性能，结果表明：对不同规模的调度问题进行航速优化，有利于降低船舶总的在港成本；依据燃油价格的变化，适时采用不同的航速策略，能够获得更好的经济和环境效益.     

考虑海上意外时间和合作协议的班轮运输船期设计鲁棒优化

针对考虑海上意外时间的集装箱班轮运输船期设计问题,依据海上意外时间经验数据,设 置航行缓冲时间比例系数。运用连续最优控制原理,求解各航段船舶航行时间细分区间上燃油 消耗最小的优化航速。结合多时间窗、多起讫时刻和多挂靠港口装卸效率合作协议,以班轮运输 服务总成本最小为目标,构建班轮运输船期设计非线性混合整数规划鲁棒优化模型,设计分段离 散化线性逼近算法求解模型。以AWE1(远东-美东1)航线为例,运用100个场景的数值进行模拟 验证。结果显示：与不考虑海上意外时间或无合作协议相比,考虑海上意外时间和合作协议的班 轮运输船期设计分别降低班轮运输服务总成本14.65%和3.54%。研究表明,在恶劣天气和海况 对船舶航行影响较大的航线上或季节里,基于合作协议,设计考虑航行意外时间的鲁棒性船期, 可实现船公司、港口和客户三方共赢。     

以乘客需求为导向的城市公交服务设计导则

针对城市政府如何在有限的财政投入下,根据社会经济发展水平向乘客提供所需公交服务的问题,提出应以乘客需求为导向,制定一部城市公交服务设计导则。借鉴国外相关经验,探讨导则制订过程的4个层级,即总目标、分目标、指标和细则。针对武汉市公交服务设计导则的制订,以公交线网结构、公交服务水平、公交车辆最高乘载率、公交车辆生产力、公交服务可靠性、公交运输系统角色几个分目标为例,分别讨论了其对应指标和细则的具体内容。     

公交线网优化的算法研究

为缩短居民乘车出行时间以及减少公交运营投入,在公交线网优化过程中通常采用具有全局最优的遗传算法。针对基本遗传算法自身的一些缺点,提出了一种改进的遗传算法。该算法在公共交通路线优选过程中运用减少搜索空间、加入最佳保留策略和修正策略的方法,对基本遗传算法中的选择、交叉、变异算子及中止条件进行改进。改进遗传算法能够在保证种群多样性的同时加快收敛速度,较好地避免了基本遗传算法前期容易早熟和后期进化缓慢等现象。实例仿真计算表明,该算法具有比基本遗传算法更高的效率,是优化公交线网的一个有效途径。     

不确定需求下轨道交通网络的鲁棒性优化

轨道交通网络设计是轨道交通规划的重点,本文研究不确定需求下轨道交通网络设计的鲁棒性优化问题.提出了不确定需求下轨道交通网络鲁棒性的概念.针对不确定需求可以被预测和不可以被预测的两种情况,分别建立了scenario 模型、minmax模型,这两个模型在优化目标中均综合考虑了最小化轨道交通线路总长度、最小化乘客总出行距离、最小化乘客总换乘次数,并基于遗传算法给出了这两个模型的求解算法.scenario 模型权衡网络的服务水平与网络对于不确定需求的抗干扰能力;minmax 模型侧重于网络在最坏情况下仍然能够保持较好的服务性能.最后,给出算例,验证了提出模型与算法的有效性.     

传播动力学视角下集装箱海运网络关键港口节点识别

将船期延误与重要港口节点的识别问题相结合,通过传播动力学模型,对世界集装箱海运网络的传播特性进行分析,发现港口节点传播能力与度值满足幂为16.84的幂律分布,具有无标度特征,且度值与传播影响力的相关性较强.以SIS(Susceptible-Infected-Susceptible)模型为基础,结合网络结构特性,比较不同...