基于岸桥成本分析的集装箱港口泊位和岸桥分配问题

针对岸桥作业成本对装卸活动的影响,建立集装箱码头离散型泊位和岸桥集成分配的混合整数规划模型,结合具体算例,运用优化软件求解.在分析船舶在港相关成本时,通过比较不同成本比率下船舶靠泊结果,得到港口应该设置的等待成本与装卸成本比率;再根据设置成本比率后的模型,考虑在不同总岸桥数量配置下船舶在港总成本最小值的趋势,获得使目标函数最小的合适总岸桥数.研究结果表明,岸桥固定成本投入不同会影响港口船舶泊位分配和岸桥配备.     

随机环境下连续泊位和岸桥集成分配问题研究

泊位和岸桥是集装箱港口非常最要的资源,对随机环境下连续泊位和岸桥进行合理的分派与调度可以有效地提高作业效率。考虑连续泊位上船舶离港延时惩罚、偏好泊位的影响,以最小化船舶总在港时间为目标,建立连续泊位和岸桥的集成分配模型。采用VC++开发仿真程序,以邻域搜索的重调度算法对模型进行求解。考虑船舶抵港时间和装卸时间具有一定的随机性,在最优解的基础上进行随机波动分析。实验结果显示,当抵港时间发生波动时,船舶靠泊计划的最大偏差值为2.7 h;而当装卸时间发生波动时,船舶靠泊计划的最大偏差值为42.9 h。实验表明,由装卸时间波动导致的船舶总在港时间偏差远大于由抵港时间波动导致的偏差,从而为船舶抵港与装卸不确定环境下的船舶靠泊计划制定提供理论依据。     

基于船舶优先权的泊位和岸桥耦合优化

泊位和岸桥的有效管理一直是港口码头的重要问题.优先权主要影响船舶在靠泊过程中靠泊顺序以及靠泊时间.利用泊位和岸桥的耦合思想建立模型,通过船舶的作业量确定船舶的优先权,并将优先权作为泊位分配的目标函数的影响因子.在优先权的影响下首先确定泊位分配计划,在耦合过程中,泊位分配计划影响岸桥分配计划.这样,优先权就影响了整个船舶的泊位分配以及岸桥分配的作业情况.通过对具体算例的分析,验证了优先权对实际作业港口的影响.结果对港口具有实际应用的价值,拓展了泊位和岸桥耦合优化的研究.     

基于粒子群算法的泊位分配集成优化研究

泊位分配直接影响着港口船舶的进港靠泊时间和作业效率.为获得合理的集装箱码头泊位分配计划,建立了以最小化船舶在港时间和码头运营成本的集成优化模型,并应用粒子群算法进行求解.通过与Gurobi软件求解结果进行对比,发现在求解大规模的船舶调度问题时,粒子群算法在求解时间上比Gurobi更有效.     

抵港和装卸时间不确定情况下的离散泊位分配问题

在港口实际运营中,由于船舶航速变化、天气因素、岸桥机械故障、岸桥效率变化、人员安排变动等原因,船舶的抵港和装卸时间产生不同程度的波动,影响泊位分配计划的可操作性.为研究船舶抵港和装卸时间这两种不确定情况对于制定泊位分配计划的影响,本文针对离散泊位,建立了集装箱码头泊位分配的混合整数规划模型,并设计算例,采用Cplex求解.通过考虑抵港和装卸时间波动的随机性,计算不同波动程度下的船舶总在港时间,并与确定情况进行比较,得到两种不确定情况对于船舶总在港时间的影响规律.     

抵港时间不确定的多目标泊位-岸桥分配

针对不确定性因素造成的船舶提前或延迟到港的问题,考虑船舶抵港时间不确定性,建立以船舶在港时间和港口装卸成本最小化为目标的泊位-岸桥分配非线性混合整数多目标规划模型,利用优化技术处理非线性多目标问题.研究结果表明:模型能有效减少船舶抵港时间不确定性对港口运营造成的损失,优化船舶装卸操作成本和船舶在港作业时间,为集装箱码头提供了更合理的解决方案.     

时间窗限制下泊位分配问题的约束规划模型

针对集装箱港口中船舶服务及作业时间在时间窗约束下的泊位分配问题,考虑船舶载重不同而产生的优先级,并把这种优先级反映到在港时间上,分别以最小化卸船完工时间为目标建立了约束规划模型和混合整数规划模型.研究结果表明:约束规划技术在求解时收敛速度快.通过数据试验证实了约束规划在港口调度如泊位分配问题中的可行性和有效性.     

基于吸引子布局算法求解码头泊位岸桥分配问题

泊位和岸桥资源是港口码头的重要稀缺资源,如何合理的安排调度船舶靠泊和岸桥工作对港口码头的作业效率有极其重要的影响.同时研究了泊位分配与岸桥调度分配问题,通过将靠泊时间、岸桥使用以及泊位占用进行抽象化,成为一种矩形评价块,并将整体靠泊作业过程转化为一种新的三维矩形布局问题进行研究.计算表明,将传统建模方法转化为空间布局模型可全面考虑靠泊过程中各类型资源的占用,并可有效提高各类资源在靠泊作业中的总体宏观效率,与传统建模和算法相比有明显的优越性和更全面的统筹性.     

基于混合算法的多目标连续泊位-岸桥集成调度研究

为了多角度考虑,合理地提高码头作业效率和客户满意度.针对集装箱码头连续泊位,考虑船舶动态到达且船舶有优先级条件下的泊位-岸桥集成调度优化问题.首先,建立了基于船舶总在港时间最少、总等待时间最少,泊位偏离惩罚最小、超出计划离港时间惩罚最小的多目标泊位-岸桥集成调度一阶段模型和最小化岸桥移动成本的岸桥具体分配二阶段模型.然后,提出了一种将细菌觅食、粒子群、克隆免疫、变领域搜索相结合的混合算法.最后,用提出的算法和Cplex软件对模型算例进行求解,针对不同目标,得出具体调度方案.实验表明:混合算法比细菌觅食算法、粒子群算法和克隆免疫算法有更好的精度并且具有较快求解速度;同时具体调度方案会随着目标函数的不同而发生相应的变化,各个目标之间存在约束关系,验证了混合算法和模型的有效性.     

离散泊位分配装卸量加权延迟最小化策略

主要研究船舶优先权的离散泊位优化调度问题,对不同装卸量的船舶赋以不同的权重值,建立以最小化船舶总的加权作业时间为目标的混合整数规划模型。通过算例比较了是否考虑船舶权重两种泊位分配策略下船舶总的作业完成时间以及加权作业完成时间,并分析了不同的船舶权重系数对泊位分配的影响。研究结果表明:权重系数的选取会影响到整个港口的作业效率,决策者在做决策的过程中要对其综合考虑。     

Integration of Berth Allocation and Quay Crane Assignment in Tidal Container Ports

Tide is a significant factor which interferes with the berthing and departing operations of vessels in tidal ports. It is a preferable way to incorporate this factor into the simultaneous berth allocation and quay crane( QC) assignment problem( BACAP) in order to facilitate the realistic decision-making process at container terminal. For this purpose,an integrated optimization model is built with tidal time windows as forbidden intervals for berthing or departing. A hind-and-fore adjustment heuristic is proposed and applied under an iterative optimization framework. Numerical experiment shows the satisfying performance of the proposed algorithm.     

基于模糊控制的自动泊船系统模型研究

针对自动泊船方法耗时耗力的问题, 研发了基于模糊控制的自动泊船系统模型。在现有研究成果的基础上, 依据泊船实际情况, 分析泊船运动学模型, 设计了斜行、垂行、平行3 种泊船模糊控制器, 并利用Matlab/ Simulink 分别进行仿真验证。按照船只各部件比例, 设计模型船, 通过超声波测距和图像处理等技术获取周围环境数据, 并将仿真验证的模糊控制器转换为C 代码, 进行自动泊船测试。测试结果表明, 该系统消耗能源少, 稳定性良好, 可有效完成自动泊船功能, 为进一步研发自动泊船系统提供了更多依据。     

港口服务中断条件下应急处置策略与多港协调机制研究

突发安全事件会导致港口服务的暂时性中断,港口的应急处置策略决定着救灾服务效率和效果.针对港口突发安全事件的紧急性和集装箱港口网络集群的特征,研究了港口服务中断条件下应急处置策略与多港协调机制问题,综合考虑港口物流网络系统中各方决策偏好,提出了基于枢纽港口服务中断背景下多港资源协调调度的多目标非线性整数规划模型,使得灾难给港口物流网络系统造成的损失最小.通过Lingo 13.0求解表明模型有效,通过比较分析得到不同程度灾难条件下多目标非线性模型的适用性和应用方法,为港口应急决策提供理论参考.     

海上丝绸之路下东亚港口枢纽地位评价

运用复杂网络理论的方法,以东亚区域港口为基础构建东亚区域航运网络矩阵,从港口实力、港口自我中心、港口航线质量指数3个方面分析海上丝绸之路(MSR)背景下东亚港口地位变化情况.结果表明：港口地位不仅取决于基础设施的完善、港口中心化程度,而且取决于航线质量的高低;由于港口经济腹地的重叠,东亚港口枢纽地位的争夺以及港口之间激烈竞争的现状可能仍会存在;与此同时,海上丝绸之路背景下,世界经济中心向亚洲转移的趋势正在加快,港口枢纽地位也在不断变化,东亚港口将面临越来越多的机遇与挑战.     

船舶自动靠离泊系统方案及其混合控制策略

船舶靠离泊操纵是船舶航行过程中最精细最困难但又是最重要的一个环节,随着船舶大型化和船员数量的越来越少,使得船舶靠离泊的操作比以往更加困难和复杂,因此船舶自动靠离泊已成为船舶运动控制中的一个亟待解决的难题;同时水面船舶又是一个结构复杂的、不完全驱动的非线性系统,采用传统的控制策略不能满足要求.基于RTK技术和以太网技术给出了船舶自动靠离泊智能系统方案,同时指出了当前船舶运动非线性控制研究发展的一个新方向:一种基于逻辑的混合控制策略在船舶自动靠离泊控制设计中的应用.所得结果对船舶自动靠离泊系统的进一步研发具有一定的实践指导和理论参考价值.     

论三都澳是世界一流天然良港

本文主要从综合自然条件和某些单项自然条件论证三都澳是世界一流的天然良港,它可供世界最大吨位巨轮终年锚泊。将来三都澳的大规模开发利用可为我国外向型经济发展,大进大出,两头在外,提供特有的优越条件。     

金融助力边境口岸外贸出口企业发展探讨——以全国第一大陆路口岸阿拉山口口岸为例

出口企业作为支撑边境口岸经济持续发展的基石,对口岸经济的稳定繁荣具有举足轻重的作用。从我国第一大陆路口岸——阿拉山口口岸出口企业发展的现状看,企业发展需要较好的国内、国际环境,金融支持边境口岸实体经济发展是必要的,做好助力工作需要采取有效的策略。     

新型浮式系泊系统靠泊动力响应分析

以新型浮式系泊系统为研究对象,通过1∶40的模型试验首先分析无波浪作用下船舶排水量和船速等因素对浮体系泊系统靠泊动力响应的影响,并将浮式系泊系统的靠泊试验结果与相同工况下刚性靠泊试验结果进行对比分析,然后对典型海况（波高2,m,周期6,s,入射角90°的波浪）作用下的新型浮式系泊系统进行靠泊分析,得到其在不同靠泊速度下的动力响应.试验结果表明,相对于刚性靠泊,浮式靠泊的靠泊力小,吸收的能量更大.船速和船舶排水量是影响靠泊动力响应的主要因素,船速和排水量的增大将会大大增加护舷撞击力,并使浮式系（靠）泊平台产生较大的位移.由于偏心的影响,船艏首先系（靠）泊,能量大部分被船艏靠泊平台所吸收,船艉系（靠）泊平台吸能比例很小,尤其当初始靠泊能量较小时,两平台吸能差异更明显.随着船速和船舶排水量增大,船艏和船艉靠泊的时间间隔越小,两系（靠）泊平台位移及护舷撞击合力的差距也越小,船艉系（靠）泊平台吸能比例逐渐增大.     

港口运行效率和安全韧性

港口运行效率评估对港口建设有十分重要的意义,而对港口安全韧性的研究,可以为港口安全管理和当地发展提供参考。基于2010-2021年我国7个重要沿海港口的面板数据,利用超效率DEA模型测算港口运行效率,利用DEA-Malmquist指数模型对各港口全要素生产率进行分解,然后结合熵权法和层次分析法测算各港口的安全韧性得分,利用障碍度模型探究影响港口安全韧性的主要障碍因子,最后利用港口安全韧性-效率矩阵对港口的发展进行分类。研究结果表明:从整体来看2010-2021年7个主要沿海港口的超效率平均值呈上升趋势,除了天津港,其他港口都达到DEA有效;各港口全要素生产率、技术效率和技术进步率的均值都为1.001,除了烟台港和深圳港,其余港口全要素生产率均值都达到了1;除了深圳港,其余各港口安全韧性得分都有一定的提升,深圳港得分则出现了下降,但也保持高水平的安全韧性;影响7个港口安全韧性提升的准则层主要障碍因子为疏港交通能力,其次为水上交通安全,指标层主要障碍因子为客运量,其次为货运量、医疗卫生机构数等;基于港口安全韧性-效率矩阵将港口划分为强壮型、精干型、肥胖型和瘦弱型4种类型。最后,根据分析结果,提出相应的建议。