基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。     

需求响应的集装箱班列时刻表优化及 Benders分解算法

充分考虑集装箱货物与集装箱班列在时间和数量方面的匹配关系,以集装箱货物送达目的站的总延误最小为目标,构建集装箱班列时刻表优化的线性混合整数规划模型.采 用Benders分解算法将原问题分解为确定集装箱货物与班列匹配方案的主问题,以及优化班列时刻表的子问题,通过求解子问题的对偶模型不断产生主问题的割平面.为克服割平面有效性较低的缺点,设计改进策略,使每次迭代产生多个割平面同时添加至主问题中.最后,通过算例验证模型和算法的有效性.结果表明：改进策略的运用有效提高了算法的计算效率,利用模型及算法得到的班列时刻表与集装箱货物的数量、时间分布之间具有较好的匹配性,制定的班列时刻表很好地响应了用户需求.     

基于安全相似系统学的危险品集装箱瞒报谎报问题研究

为预防和减少我国水路运输危险品集装箱瞒报谎报现象,基于安全相似系统学原理,调查分析了水路运输危险品集装箱瞒报谎报的常见情形及其原因,探讨了航空、铁路和道路三种运输方式下对于危险品瞒报谎报问题的解决方法,借鉴其经验,结合水路运输实际,提出了解决水路运输危险品集装箱瞒报谎报问题的对策建议。研究结果表明：航空、铁路、道路危险品运输与水路危险品运输具有较强的相似度,都存在不同程度的危险品瞒报谎报问题,航空、铁路、道路危险品运输在行政执法、法规制度、安全培训、信息公告、数据分析、举报管理等方面积累了丰富的经验,可以为解决水路运输危险品集装箱瞒报谎报问题提供借鉴。     

基于随机交箱的堆场出口箱箱位分配研究

集装箱堆场出口箱在贝位内的箱位分配直接影响装船时取箱作业效率。文中针对集装箱堆场出口箱箱位分配问题,从装船取箱时堆场贝位内最小化翻箱的角度,建立取箱作业翻箱量最小的数学模型,从源头上寻求减少装船时翻箱的方法。在研究进场出口箱已有堆放策略的基础上,分析了贝位内堆放方式对翻箱的影响,提出一种基于重量等级的混合堆放方法,并用启发式算法为出口箱在贝位内分配具体箱位。最后通过比较不同堆放方式下的翻箱率来评价方法的优劣。实例结果表明,文中算法可以有效解决出口箱的箱位分配问题,减少装船取箱时贝位内的翻箱次数。     

海运集装箱运输路径选择

基于海运集装箱运输问题特性的分析，建立了需求不确定的海运集装箱路径随机规划模型．该模型以集装箱运输过程中利润最大为目标函数，主要约束包括航段容量和装载质量限制、重箱和空箱需求（重箱需求为随机变量）．应用机会约束规划方法求解模型．通过数值仿真，证明了模型的可行性．仿真结果表明，运力以及各起讫对运价是影响集装箱的路径选择的关键因素，而某一单一起讫对运价的变化对集装箱路径选择的影响不大．     

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对深圳港集装箱以及运输系统的直接货源腹地——珠江三角洲地区以及间接货源腹地——泛珠江三角洲地区的状况作了详细的分析，并且用独立的调查问卷数据和最新的竞争情报分析阐述了其相邻的广州港及惠州港的发展对深圳港货源未来发展的影响。文章还探讨了通过加强珠江水系的运输系统建设，以充分利用珠江三角洲的内陆水运资源来吸引其他邻近省份货源的意义。在国际货源发面，深圳港必须加强国际中转货物的份额，以真正建设成为国际航运中心。     

基于信息熵的铁路冷藏集装箱办理站布局分析

为了克服铁路冷藏集装箱办理站布局分析中主观赋权法带来的局限性,运用模糊数学和熵理论,建立了基于信息熵的多目标决策分析模型,客观地分析出各指标的重要性,通过计算差异性系数、权数,确定出综合分析系数,并根据综合分析系数值的大小进行排序,最后利用实际的数据进行了计算分析,结果表明该分析法是行之有效的.     

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.