优选我国沿海煤炭运输系统特征元素的对策

提出一种分三个层次优选我国煤炭海运系统特征元素的方法.(1)在特定航线上,结合蒙特卡洛试验分析,用排队理论随机模拟船舶的营运,对煤炭运输进行系统仿真,分析中的变量参数有:船舶尺度、泊位个数与规模、装卸机械的型式和装卸率.通过计算,揭示了船舶、装卸机械和泊位的内在关系;(2)在多航线情况中以目标规划的方法对沿海煤炭运输系统整体进行规划研究,以平均年度费用、投资量、钢材消耗等为目标,按照目标优先等级的概念进行了列式解算,并且讨论了目标结构变化时解的结构变化;(3)进一步对单船船型进行了优化计算,发现船的方形系数多数超过0.8,B/T在3.0以上,L/B 在5.0～6.0,即船舶向肥短方向发展,航速较低,约13节左右.     

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.     

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.     

集装箱码头泊位与岸桥协调调度优化

为缩短船舶在港停留时间,提出以船舶在港时间最小为目标的泊位与岸桥协调调度优化方法.对泊位调度与岸桥分配这两个相互关联的问题进行系统分析与集成,基于免疫遗传算法对所建模型进行相应的算法开发.对某港集装箱码头的数值仿真实验表明,泊位与岸桥协调调度比单独调度可更有效提高集装箱码头的装卸效率,减少船舶在港时间.     

基于泊位偏好与服务优先级的泊位和岸桥分配

针对泊位计划的泊位和岸桥联合分配问题,考虑在泊效率、船舶岸桥的平均作业速度,服务岸桥数量,船舶服务优先级,泊位偏好,准备时间和最迟必须离开时间共七个因素,以24 h内所有船舶的在港时间最短为目标函数,建立整数非线性规划模型(INLP).运用Gurobi软件和遗传算法进行求解,得出泊位计划的工作目标:昼夜计划表.并对实验结果进行岸桥平均作业台数分析.     

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.     

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.     

集装箱码头连续泊位与岸桥联合调度

为提高集装箱码头运作效率,在计划周期内,将有限的泊位和岸桥资源合理的分配给船舶,并在船舶上的装卸任务间进行动态调度,提出了基于任务的连续泊位与岸桥协调调度的模型,通过遗传算法对该模型进行求解。本文通过实例,验证了该模型和算法的有效性。     

长江流域进口铁矿石水运系统研究

分布于长江流域的钢铁企业，每年需要从国外进口大量的铁矿石，这部分铁矿石进口的水运过程需要跨越远洋，沿海和内河3个不同的航,不及航线，中转方式以及船型等众多不确定因素，为了求解这样一个复杂的水运大系统，对这些钢铁企业钢铁矿石原料的进口需求进行了分析和预测，建立了长江流域进口铁矿石水运网络模型，利用运筹学和最优系统规划的方法，以1年内进口铁矿石运输的总费用为目标函数，对水运网络中各条航线的运量分配，航段划分，运输方式和运输船舶的选择等系统要素进行整体综合优化，并对运输线路和，运输船型，航线运时等进行了全面规划。     

货物装卸中带共同宽容期的排序问题

考虑货物装卸管理中船主和港口之间存在的如下相互制约关系：有n条货船于零时刻同时抵达码头,因而也希望在同一时段［d,D］内完成装卸货物.如某船的货物在D时刻后才装卸完,则船主会向港方索取赔偿;反之,如货物在d前完成装卸,则船主会向港方给付一定奖金.因此从港方来讲要适当考虑n条货船的装卸顺序,使得总费用最少.对于这一NP困难的排序问题,本文给出了两个动态规划解法及其多项式可解的特例,并给出了一个分枝定界算法.     

锚地泊位系统服务能力仿真

为完善锚地规模论证分析理论,考虑航道状态对船舶通航的影响,将锚地和泊位相结合建立船舶离散状态转移模型,并对港口服务系统进行计算机仿真.基于船舶到港、泊位服务时间分别服从泊松与负指数分布,在不同锚地规模、泊位数及其服务效率下,分别计算船舶排队队长、排队概率与船舶锚泊时间,并讨论港口服务能力.仿真结果对港口服务能力的合理规划和组织具有重要的指导意义.     

进口原木运输的工艺技术

研究了进口原木运输工艺及其工程设备。将传统的港口码头陆上木材中转作业改在港口水上贮木工程中进行，加快原木卸船，提高港口吞吐能力。解决了进口原木运输工艺的技术瓶颈问题。     

2 750 TEU集装箱船下水计算与滑道改造

以2750TEU集装箱船为例,研究了纵向滑道船舶下水的计算方法。通过研究发现目前的滑道对线型瘦削的集装箱船下水存在安全隐患,并就滑道如何改造进行了分析研究。     

不规则型泊位与岸桥集成分配问题的优化建模和算法研究

泊位和岸桥作为港口的有限资源，对其进行优化分配有利于提高港口的作业效率，加快船舶的离港时间.由于地理条件的限制，一些港口的泊位线不呈一条直线型，而是呈“L”或“F”等形状，岸桥无法在这些不连续的泊位线上自由移动，该类泊位无法按照连续型泊位分配问题进行优化，而按照离散泊位进行优化会极大浪费泊位线的空间.本文针对不规则型泊位和岸桥集成分配问题，根据船舶停靠的相对位置和时间建立了线性规划数学模型，结合问题特性和变量关系，提炼出三个有效不等式，并采用CPLEX软件对加入不等式前后的模型分别进行求解.针对问题规模增加后，CPLEX求解时间较长的问题，本文采用了粒子群算法进行求解，并提出具有随机搜索策略的速度更新方式，避免算法陷入局部最优.实验结果表明，加入有效不等式后，模型的求解时间降低了83.39%;改进的粒子群算法比标准粒子群算法获得的优化解降低了25.21%.     

基于AIS信息的航道内船舶速度分布统计分析

为了定量地揭示航道内航行的各种类型船舶所采取的安全航速的分布规律,以船舶AIS信息为数据来源,在SQL数据库中计算得到船舶通过航道门线时的速度.在此基础上,运用直方图法、折线图法分析船舶的速度分布规律,定量地揭示出航道内不同类型船舶采取速度的分布范围,并以青屿水道内航行的货船为例,计算得出航道内不同长度的货船速度分布的均值、方差与船舶长度呈正相关的关系.可为进出航道的船舶采取安全航速,为港航管理部门制定相关制度提供决策依据.     

煤炭出口运输船型及系统的模拟与优化

本文将我国煤炭出口运输船型的优化过程合理地分为两个层次，首先根据我国煤炭出口流向流量的预测，针对船舶的营运特点，运用随机离散系统的模拟优化方法，对船舶的载重量和航速进行优化，然后再根据船舶的技术性能要求决定其主惊讶，本文以秦皇岛至香港航线为例，考虑到港口码头和装卸设备的特征，对运输系统的建模作了详细的描述。还应用该方法研究了我国对日本、韩国和台湾等亚洲领近国家和地区的煤炭出口运输及船型。     

基于Memetic算法的集装箱码头泊位应急调度策略

针对集装箱码头因船舶压港产生的应急调度问题,提出一种基于Memetic算法的泊位应急调度策略.首先,通过人机交互方式确定一系列不同长度的恢复时间;其次,在每段恢复时间内采用Memetic算法对相应船舶集合进行重调度,以实现甩港船舶数最少的优化目标;最后,通过综合分析恢复时间和优化结果确定最终方案.试验结果表明,该优化策略可使集装箱码头在尽量完成船舶作业的同时,以最快速度恢复到正常生产秩序,可供集装箱码头应急决策时参考.