海上搜寻船舶选择问题研究

鉴于海上搜寻任务时间紧迫及目标在待搜寻海域内的概率分布不同的特点,根据概率分布将待搜寻海域划定为若干个子区域,并对目标在不同海域的概率分布进行研究.考虑到目标在海域内不同位置概率不同,故各子区域对优质搜寻资源的调用优先级不同,研究了向多个区域派遣船舶的最优选择问题;构建了以各子区域搜寻完毕的时间期望总和最小为目标的海上...     

内支线配船与船舶调度优化

为平衡航运企业内支线营运成本和客户服务水平,研究内支线不定期船舶的配置和调度问题。考虑枢纽港船舶的限制时间和支线船舶容量等现实约束,兼顾各支线港在计划期内不同时段的货运需求,构建了以内支线营运成本和甩货成本之和最小为目标的内支线配船与调度优化模型。结合问题的特征,设计了和声退火混合算法,对模型进行求解。通过案例分析不仅验证了模型和算法的有效性,还给出了枢纽港船舶的限制时间和单位甩货成本的灵敏度分析。     

基于港口环境效益的岸电与泊位联合分配优化研究

船舶在港口靠泊期间利用岸电来满足船舶的用电需求,是减少船舶辅机排放的有效措施。以港口供应链整体利益最优为目标,提出了一种兼顾岸电使用成本和环境效益的岸电分配与泊位分配协同优化方案,从而减少岸电系统的使用成本,减少碳排放提高环境效益。基于连续泊位状态分析,在港口提供不同功率情况下,采用多目标遗传优化算法对模型进行求解,确定满足岸电使用成本最小和港口环境效益最大的相对较优解集。最后考虑两种碳税收状况下的排放成本确定最优方案,将优化方案与基础方案进行比较证明模型的有效性,证实模型在靠泊时间和岸电使用不同偏好下具有较好的适用性。     

确定任务视角下集装箱堆场箱位分配研究

为了合理分配堆场资源和提高码头工作效率,针对集装箱堆场箱位分配问题进行研究。考虑码头到港船舶目的地、时间、箱重等因素,以场桥的行车成本和翻箱成本之和最低为目标,建立堆场箱位分配模型。为增强算法的全局搜索能力,基于确定任务视角,将贝位选择和贝内排箱过程看作一个整体,设计一种在整个区域内搜索排箱位置的遗传算法对模型进行求解,得到具体箱位调度分配方案。通过仿真验证所提出算法的有效性,并与Yalmip软件对比,求解不同规模的算例,验证算法的性能。结果表明：该算法能够有效解决实际生产作业中箱位分配的问题,并在求解大规模算例时也能在较短时间给出较优解。     

基于船舶优先权的集装箱港口泊位分配问题

泊位作为港口的重要资源,它的有效管理对于港口有着重要意义。集装箱港口泊位分配问题（BAP）,实质是为到达集装箱港口的船舶安排最佳停靠位置与停靠时间。本文考虑到船舶动态到达的情况,以及实际操作中码头装卸效率对船舶在港作业时间和船舶优先权的影响,以最小化包括等待时间在内的船舶在港停留时间为目标,建立了基于船舶优先权的连续布置泊位分配模型。该模型是0-1混合整数规划模型,对于小规模问题,可采用商业优化软件求解,对于大规模问题,可设计遗传算法处理。算例分析表明,考虑了连续布置泊位分配问题的二维特性和船舶优先权,能够找到更符合实际的泊位分配方案。     

“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.     

内河船舶避碰路径优化研究

内河船舶碰撞事故导致重大生命及财产损失，已经引起人们的高度关注．提出一种内河船舶自动避碰路径优化的研究方法，建立了内河船舶操纵运动数学模型，将遗传算法运用到内河船舶避碰路径选优中，提出内河船舶避碰路径优化准则，并构建一种考虑内河航道中运动船舶及障碍物的适应度函数．优化结果表明了本方法的可行性。     

船舶航速优化综述

从航速优化模型、油耗预测模型、航速优化模型求解方法与船舶能效管理系统方面, 分析了国内外航速优化研究现状, 探讨了航速优化存在的问题, 并针对这些问题提出了建议。研究结果表明: 在航运市场持续萎靡的情况下, 经济航行将被更广泛应用, 针对航速优化的研究仍然具有重要的意义; 在航速优化模型方面, 目前多集中在以碳排放政策、不确定因素的影响、排放控制区政策、船队调度等为单一优化目标建立航速优化模型, 优化目标主要为成本最小化和利润最大化, 未来应将航速与航线、纵倾、船队部署联合优化, 考虑多种不确定因素、多种优化目标建立航速优化模型; 在油耗预测模型方面, 预测模型主要分为白盒模型、黑盒模型和灰盒模型, 白盒模型具有更好的可解释性, 黑盒模型的预测性能更好, 灰盒模型弥补了白盒模型和黑盒模型的缺点, 将成为未来的研究重点, 未来应基于精确的船舶数据和先进的人工智能算法进行数据学习, 提升油耗预测模型预测准确性; 在优化算法方面, 由于航速优化模型的复杂性, 大多采用启发式算法进行优化求解, 这种算法可以减少优化求解时间和提高求解质量, 未来需要探索更加精确高效的求解算法; 在优化策略方面, 采用大数据分析可以识别天气对航行的影响, 动态优化策略可以补偿环境因素引起的扰动, 能够进一步提升船舶能效水平; 在船舶能效管理系统方面, 船舶能效管理系统主要包括航行数据采集、数据传输、数据储存、数据分析与智能决策等功能, 由于其成本高昂, 目前尚未在船舶上大规模运用。     

海上联合搜救机制研究

海上联合搜救是一项复杂的系统工程,需要建立规范科学完整的机制来推动.海上联合搜救机制的建立要符合政治、经济、技术和管理需要.目前的海上联合搜救机制存在机制内容不完整、不被重视、缺乏统一的指挥协调机构和保障机制不完善等问题建议应重视并建立规范科学完整的海上联合搜救机制,建立统一的指挥协调机构,制定相关制度规范参与方行为,建立切实有效的保障制度;通过联合来达到信息共享、技术交流、资源援助和人员支持等目的.     

考虑船舶废气排放的港口群协同泊位分配研究

为了减少船舶在港区的废气排放及促进港口群泊位资源的优化配置,本文建 立了双港泊位分配协同优化模型,通过优化两港泊位分配和船舶在两港间的航速来降低 燃油消耗量和总延误时间,并探讨了限速策略的影响.采用将船舶燃油消耗函数分段线性 化的方法,将模型转化为混合整数线性规划模型.仿真实验表明,相比于传统的以计划延 误时间最小化为目标的单港泊位分配模型,双港协同优化模型不仅能够进一步优化两港 总的延误时间,而且能够明显减少船舶燃油消耗量.这从运作层面为提高港口群整体服务 水平、建设绿色港口提供了理论支持.     

深水铺管船推力分配策略研究

文章结合深水铺管船推进器的配置方案,分析了在此配置方案下的铺管船推力分配策略,采用SQP算法进行了推力最优分配,并给出了算例及仿真结果。     

论地理信息系统在海上搜救中的应用与展望

地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术,它既是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科,又是以地理空间数据库为基础的一个技术系统。结合GIS的概念、功能及其发展特点,研究其在海上运输领域中,在提高搜救效率、安全管理等技术方面的开发与应用．对于进一步推进GIS与交通运输业的结合,及有效推动船舶运输的发展具有重要意义。     

航海模拟器在海上搜救培训中的应用

海上搜救是一项需多单位协同配合的极其复杂的行动。作为专业的海上搜救单位和海上搜救的社会骨干力量,为了保证其人员应有的技术水平和熟练程度,需要经常地进行演习和培训;船长在考取适任证书以前也必须进行海上搜救的培训和评估。海上搜救实船演习、培训不仅组织困难,而且耗资巨大。本文通过多年成功的海上搜救培训经验,阐述了航海模拟器在海上搜救培训中应用的方式、方法,分析了其优缺点,并提出了相关建议。     

无人机水上遇险搜救关键技术研究

为提高水上交通安全应急处理能力,突破船艇在水上遇险搜救中存在的限制,针对基于无 人机的水上搜救关键技术进行了研究。首先,对无人机系统和性能需求进行了分析并设计了一个无人机实验平台;其次,针对目标识别与定位技术、机载甚高频无线通信技术以及基于北斗导航 系统的无人机信息传输技术进行了详细分析,以解决水上目标识别定位、水上应急通信及无人机远程巡航等关键问题,并在此基础上开发了配套的无人机水上交通安全应急处置系统,最终实现 了无人机水上遇险搜救应急处置装置的研发。最后,在东海海区的示范应用结果表明,该装置能够准确地对水上目标进行有效识别,可进一步为水上遇险搜救提供技术保障。     

考虑动态定价的煤炭调运方案优化研究

煤炭坑口价格的变化与市场供求有重要联系.本文在煤炭坑口价格动态定价的基础上,以煤炭产地和消费地间的煤炭调运量为决策变量,以煤炭流通过程中的总费用最小化为目标,分别构建了煤炭调运系统优化模型和考虑消费者竞争的煤炭调运优化模型,设计了遗传算法和Floyd算法相结合的求解算法.以我国内地煤炭调运问题为案例,分析了价格变化特性、可调出量与消费量比例等因素对煤炭调运方案的影响.结果表明,考虑消费者竞争时煤炭流通广义费用更低;随着煤炭可调出量与消费量比的增加,动态价格较固定价格的煤炭流通广义费用下降更快.     

海上搜救模拟器中模拟实时AIS信息的航位推算

以海上搜救模拟器为平台,获取船舶航行过程中真实的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息,对同一目标船舶相邻两次动态AIS信息之间的航位进行推算,使目标船舶平滑、动态地显示在模拟器中的电子海图与显示系统(ECDIS)、模拟雷达和三维视景上。