集装箱船全航线预配优化模型与算法研究

集装箱船全航线配载问题属于NP-hard问题.为降低问题求解难度,提出了解决全航线配载问题的分解算法,即将配载问题分解为Bay位选择和Bay位中集装箱排序两个子问题.将Bay位选择看成是"装箱问题",以不同属性集装箱作为待装"物品",以船舶上的Bay位为箱子,以最优装箱(即使用箱子的数量最少)及集装箱在每个港口的倒箱数量最少为目标进行总布置配载;Bay位中集装箱排序是将Bay位选择阶段分配到不同Bay位的集装箱按某些规则进行排序,确定其在Bay位中的具体箱位.主要研究了Bay位选择阶段的模型及算法.实例模拟结果表明该方法可行,为集装箱船全航线配载优化提供了一个实用的模型.     

基于拖车路径优化的集装箱船配载模型研究

在分析影响集装箱的装载效率时,考虑场内拖车在码头堆场和岸边装卸桥之间的移动距离,将配载问题看成是以码头堆场B ay位上的集装箱为供给、船舶B ay上的空箱位为需求的运输问题,以场内拖车将码头堆场集装箱送到岸边装卸桥所运行的距离最短为目标,建立配载模型并应用Hop fie ld神经网络模型进行计算机模拟.模拟结果说明,所提出的优化模型可以减少场内拖车运行的距离,提高集装箱装载效率,为合理进行集装箱船配载提供了一个参考模型.     

多目标成本下的集装箱船快速配载

为实现集装箱船的快速配载,在保证集装箱船结构强度和稳定性前提下,引入甲板下集装箱区配载问题(CSPB-DL),建立整数规划模型,设计相应的启发式算法,对实际集装箱(具有3个重量等级和4个目的港)进行配载,得到配载图.利用GAMS软件检验该配载方案的优化程度.结果表明,该配载方法在平均14 s内可使94％的集装箱成功实现配载,并使90％以上的集装箱实现最优配载,配载成本趋向最小.     

集装箱班轮运输配载优化问题

为降低运输成本,提高集装箱班轮的运营效率,在集装箱班轮多港口配载优化问题研究中,建立以船舶稳定性为约束,整条航线倒箱量总和最小为目标的0-1整数优化数学模型,并利用改进的基于P-1位基因组染色体编码设计的自适应遗传算法求解.实例仿真验证了该配载方式的可行性和有效性.实验结果表明,与随机配载方式及基于启发式规则配载方式相比,该配载方式的基于船舶稳定性的配载计划在船舶运营安全性(GM)及经济性(倒箱)方面皆有显著提升.     

船舶智能配载中的知识获取技术

根据船舶配载的原则和特点,研究了船舶配载中的知识获取及学习的方法,提出船舶智能配载专家系统的设计思想及实现原理,运用专家知识推理的技术解决船舶配载中的特殊性和普遍性问题.建立系统的学习规则、控制条件及目标概念,使系统具有对船舶预配方案进行优化的功能.实船计算结果证实,船舶智能配载具有迅速、合理确定船舶配载方案的优点,提高了船舶配载的效率及智能化水平.     

基于Visual C+ +散货船自动配载仪的开发

针对以往散货船手动配载程序的不足，提出并开发船舶自动配载程序，根据船舶载货量、积载因数、吃水等要求自动确定船舶的配载方案，并给出满足相关规范、公约要求的船舶稳性、浮态、强度等指标的计算结果．在自动配载的基础上增加了手动微调的功能．通过实船的计算结果证实该程序具有迅速合理确定船舶配载方案的优点，不仅加强了船舶装载计算机的功能，提高了船舶配载效率，而且为保证船舶安全装卸提供了理论依据。     

汽车专运船单层甲板装载配载优化

为减少多港装卸下汽车专运船单层甲板内部由于不合理的车辆摆放顺序而造成的移货代价,利用启发式算法以先制订再优化的思路生成单层甲板的配载方案.首先建立甲板和装载车辆坐标网格模型;然后利用GRASP算法将车辆插入甲板空位中,得到初始配载方案;最后利用Dijkstra算法和ALNS算法对配载方案进行优化.以上海船舶研究设计院研发的汽车专运船VIKING CONQUEST为例,选取主装货甲板进行配载,并将算法配载结果和7个人工配载方案进行对比.结果表明:所提算法可以生成移货代价较小的配载方案,有利于提高汽车专运船运输的效率.     

基于装卸协同作业的集装箱码头集卡调度及配置优化

为研究集装箱码头集卡线路优化问题,在待装集装箱船舶与待卸集装箱船舶同时作业情况下,研究集卡的运输路径,建立集卡行驶路径最短的优化模型,并对优化模型进行数值试验,在合理时间内获得了最优结果.在此基础上以岸桥等待时间最短估算作业需要配备的最佳集卡数量.该模型和方法为码头集卡线路优化问题提供了决策支持.     

基于指派问题的Bay位排箱优化模型与算法

提出了解决集装箱船全航线配载问题的分解算法,将配载问题分解为Bay位选择和Bay位中集装箱箱位指定两个子问题.主要研究了Bay位中装载同一目的港集装箱时,不同重量集装箱在Bay位中的排箱方法.以重心高度最低、横倾力矩最小为目标建立优化模型,将Bay位中不同重量集装箱排箱问题看成是箱位指派问题,采用禁忌搜索算法求解.实际...     

集装箱船全航线Bay位排箱优化模型

针对集装箱配载问题的复杂性,提出了集装箱船在一个航次中挂靠多个港口的混装Bay位的排箱模型.该模型以例箱量最少为目标,忽略集装箱的尺寸及箱内货物类型等因素,仅考虑倒箱对配载的影响.以Bay位某列是否存在倒箱为设计变量,以全航线倒箱数量最少为目标建立优化模型,并利用隐式图启发式搜索技术对各个港口的集装箱进行安排.计算机模拟结果表明,所提出模型能快速产生倒箱数最少的全航线Bay位排箱方案.     

时间窗下集装箱船配载和航线网络联合优化

集装箱船配载和航线网络具有很强的经济性,对集装箱运输费用也有着非常大的影响.因此降低集装箱船运输的总费用,实现对集装箱船配载和航线网络的联合优化,首先引入软时间窗,建立混合整数规划模型.然后集装箱船舶在7个港口之间的运输为例,并且以CPLEX为计算工具,分别计算在设置软时间窗前后的集装箱船的最小运输费用,以及考虑航线经济下的综合最小费用.计算结果表明,在引入时间窗前后,如果不考虑航线经济,最小航行费用很接近,仅相差6.1%,但是在考虑航线经济之后,两者相差近11.1%,表明设置时间窗具有较强经济性和实际操作意义值.     

内河航道网络优化研究

针对内河水运发展结构不合理的问题,考虑货主和航运企业与航道网络规划者之间的博弈关系,构建了一个航道网络优化的双层规划模型,上层模型以航道网络优化方案的建设成本和运行成本之和最小为目标函数,下层模型采用用户均衡的航道网络配流模型,并运用遗传算法对模型求解。以山东省为例进行实证分析,选择3个评价指标对优化方案结果与原规划结果进行对比评价,结果表明,该航道网络优化的双层规划模型所得山东省航道网络优化方案比原方案更优越,提升了区域航道网络的运行效率,验证了模型的有效性。     

集装箱门到门市内汽车运输优化方案设计方法探讨

集装箱运输是运输业的改革目标,集装箱汽车运输则是集装箱运输的重要环节。在铁道部和中国集装箱总公司的有关会议、文件中提到了集装箱“重去重回”这一概念,本文就集装箱市内门到门重去重回运输优化问题,提出了一种可行的设计方法,这个方法从动态的观点出发,考虑了汽车车型、车数、收发集装箱箱型、箱数、收发箱单位地址五个因素,在计算机上运行后可明显观测到此方法能减少汽车空驶里程,提高集装箱运用率。这一方法还解决了集装箱运输优化数学模型设计问题。     

THE PATTERN, FUNCTION AND DEVELOPMENT OF THE LOWER CHANGJIANG RIVER CONTAINER PORT SYSTEM

旨在探讨长江下游集装箱港口体系的基本格局、功能结构与发展特征．文章首先阐述了全球集装箱运输的基本格局和长江下游集装箱港口体系的发展现状;然后通过对该集装箱港口体系的流量、流向结构分析,认为现阶段该港口体系仍属东亚一些大型远洋集装箱枢纽港口的支线港群,体系内部的职能分工机制开始发育,但尚不完善;最后采用系统动力学模型对长江下游集装箱港口体系的集装箱吞吐量进行了预测,预测结果表明,该集装箱港口体系的发展现状远不适应形势发展的需要,未来该港口体系将形成以上海港为中心枢纽港、江苏四港为干线喂给港的相互协调、功能互补的远洋集装箱枢纽港群     

多种运输模式下国内沿海集装箱港口布局模型研究

针对集装箱多式联运运输方式下港口合理布局的问题,研究并提出了Hub and Spoke运输模式下港口布局的数学模型;对于该模型的非线性优化问题,引入了人工神经网络方法求解;以辽宁省地区的沿海港口为例进行了计算,并显示出合理的计算结果。     

沈阳市尾气排放“红线”及最优机动车保有量研究

基于改进的箱式大气质量模型构建了尾气排放"红线"水平模型,测算了2012~2020年沈阳市尾气排放的"红线"水平;进一步构建最优机动车保有量模型,计算得到2012年欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准下的沈阳市最优机动车保有量分别为60万辆、99万辆,远低于现实水平122.2万辆;运用GM(1,1)灰色预测模型得到2013~2020年沈阳市机动车保有量预测水平,发现欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准下,2013~2020年沈阳市机动车保有量适度水平均低于灰色预测保有量水平;欧V排放标准下,2016年以后灰色预测保有量水平将大于适度水平。立足于机动车保有量增长与尾气污染防治,沈阳市应着重于优化城市交通结构,降低柴油大货车和柴油大客车的数量,适当减少私人小汽车数量,大力发展城市公共交通,同时合理规划与建设交通基础设施,提高路网密度,优化路网结构。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】 充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】 以扬州市为例,基于1:5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】 构建了“三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价”三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km²,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】 本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

铁路货物快运服务网络鲁棒性优化方案

针对计划期间货运需求的波动情况,构建了铁路货物快运服务网络设计鲁棒优化模型。通过对比传统铁路货物快运服务网络设计基础模型,以总运输成本最小为目标,决策内容隐含车流的中转方案和摘挂方案、列车编组计划、运到期限等运输服务约束,采用和声搜索算法对模型求解,循环迭代至获取较优结果。研究结果表明,鲁棒优化模型对运输需求变动的适应性较强,且运到期限增大,总成本减少。