长江上游集装箱运输组织优化研究

为科学评判和优化长江上游集装箱运输组织模式,利用Flexsim仿真软件对长江典型区段集装箱运输组织进行系统仿真.结合该区段集装箱外贸出口情况,建立集装箱运输组织优化模型.使用Flexsim自带的优化算法,通过设置实验参数和评价指标,优化运输总成本和船舶配比,运行结果与实际吻合.中转模式在船舶投入总成本、船舶航次装载率及集装箱压港时间三个方面均具有比较优势,但两种模式的运输总成本和平均装载率相差无几.     

基于集合划分的航速可变不定期船舶调度模型

基于不定期船多货物、多船舶、多挂靠港口和多航线的运营组织特征,综合考虑船速对航次时间、航次成本的非线性影响,提出了不定期船舶调度的非线性网络规划模型,用于解决航速可变的船舶选线与调度规划问题.针对模型的结构特点,设计了基于集合划分方法的两阶段求解算法.通过案例计算验证了模型和算法的效果.计算结果表明：考虑船速可变,制定的船舶调度方案能使营运收益提高10%~25%.新建立的模型能够对船舶运行计划、货载选择、包运货物运输组织方式和船速等进行统筹规划,制定详细的船舶运行时刻表,为不定期船舶调度实务提供决策支持.     

集装箱港口装卸作业设备集成调度

为提高集装箱港口的装卸效率,采用混合Flow Shop调度理论,将集装箱任务的装卸过程看作岸桥装卸、集卡运输和场桥装卸的三阶段混合Flow Shop调度问题,建立装卸任务完工时间最小化为目标的集成调度混合整数规划模型.使用矩阵编码方式的遗传算法对模型和算例进行求解,结果表明:集成调度方法比岸桥、集卡、场桥协调调度方法更具有现实意义,通过扩大任务规模,遗传算法求解结果与模型下界进行比较,当集装箱任务规模在100个以上时,求解结果与模型下界之间差距都在5%以内,证明了算法有效性.     

运力过剩环境下船舶减速减排策略研究

减速航行是当前集装箱运力供过于求环境下,航运企业控制闲置成本和减少碳排放的重要途径.以单一航线上航速和船舶数量为决策变量,综合考虑航速与航次时间、航线配船数、运营成本及碳排放等非线性关系,构建班轮集装箱船队成本变化最小为目标的混合整数规划模型,算例结果表明随航速下降,船舶总成本先降后升,碳排放成本则持续减少.在此基础上,引入边际利润概念分析海运船舶在不同减排政策下的航速选择策略,并针对油价和货物价值的变化进行敏感性分析.最后,从海运供应链角度讨论了减速航行对船公司以及货主影响,对集装箱船舶运输经济性及航速选择具有借鉴意义.     

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.     

基于合作协议的集装箱班轮运输船期设计和加油策略联合优化

针对码头运营商与船公司间签署船舶到港多时间窗、多起讫时刻和多装卸速率合作协议下的集装箱班轮运输船期设计和加油策略联合优化问题,考虑各加油港燃油价格差异和折扣因素,建立了以班轮运输服务总成本最小化为目标的船期设计和加油策略非线性混合整数规划模型,结合船舶驾驶操控实际,设计了离散化和线性化模型求解技术方法.以中国远洋海运集团有限公司AEX1航线为例进行了大量模拟验证.算例结果显示,船期设计和加油策略联合优化有助于船公司灵活地调整船舶航速,可显著降低班轮运输服务总成本.敏感性分析表明,随着合作协议中船舶到港时间窗长度的扩大,班轮运输服务总成本和船舶航次加油量都随之降低;无论燃油价格如何变化,船期设计和加油策略联合优化都能有效降低班轮运输服务总成本.     

基于HFSS的集装箱码头集成调度模型的建立与求解

集装箱码头作为连接水陆两方的集装箱运输枢纽,在物流环节中起着重要作用.集装箱码头的装卸作业过程可以看成一个由岸桥、集卡、场桥组成的三阶段混合流水车间调度系统.为了提高集装箱码头的装卸作业效率、缩短船舶的靠泊时间,本文根据混合流水车间调度策略(HFSS),建立了以最小完成时间为目标函数的三阶段集成调度模型.求解过程中将集卡的因素考虑进去,使用基于改进的johnson法则的启发式算法来求解该模型.最后与遗传算法求解结果进行对比,发现在相同条件下,基于改进的Johnson规则的启发式算法相比于传统的遗传算法得到的结果更优,得到的最优解距离下界只有4.1%的差距.     

考虑船舶航速的船队规划非线性模型

通过分析船舶航速变化对船队规划决策产生的非线性影响,推导出船舶航速与船舶往返航次时间、航次成本以及航线配船数量三者之间的数学关系式,建立了混合整数非线性船队规划模型.针对模型特点,利用基于可行性规则的更新策略,结合模拟退火的局部搜索技术,提出了一种混合粒子群优化算法.以某航运公司为例进行仿真实验,将船队规划非线性模型与...     

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.     

基于启发式算法的自动化跨运车作业调度

针对自动化集装箱码头自动化跨运车(automated straddle carrier,ASC)的调度问题,首先建立混合整数规划模型,基于ASC可以独立完成集装箱在岸边和堆场之间的运输作业这一特性,将自动化集装箱码头ASC的作业调度问题转化为同时取货送货问题,并提出一种先完成先执行(first finished first insert,FFFI)启发式算法进行求解,实现集装箱任务分配,确定ASC的作业序列,计算每辆ASC的使用率.最后,通过改变集装箱任务数和ASC数量验证该算法的有效性和可行性.     

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.     

考虑翻箱作业时出口箱堆场作业调度优化

基于出口箱的堆场操作实务,考虑堆场起重机取箱作业的现实约束,以作业过程中翻箱次数最少为目标,对堆场作业调度问题进行建模,提出了两阶段混合动态规划算法,将启发式规则嵌入动态规划算法中,以避免出现状态数"组合爆炸"增长的情况.通过仿真算例,并与实际调度规则及现有研究方法所得调度方案进行对比,验证了模型以及优化算法的有效性与实用性.结果表明,所提出的模型和算法可以在较短的求解时间内获得多组装船方案,且其翻箱次数显著降低.     

基于AIS信息融合的船载航行数据记录再现

研究VDR与AIS信息融合的信息再现,分析VDR和AIS播发的信息及其系统结构,设计了基于AIS信息融合的船载航行数据记录再现系统,并介绍了系统的构成、技术以及功能.     

Combined Density-based and Constraint-based Algorithm for Clustering

We propose a new clustering algorithm that assists the researchers to quickly and accurately analyze data. We call this algorithm Combined Density-based and Constraint-based Algorithm （CDC）. CDC consists of two phases. In the first phase, CDC employs the idea of density-based clustering algorithm to split the original data into a number of fragmented clusters. At the same time, CDC cuts off the noises and outliers. In the second phase, CDC employs the concept of K-means clustering algorithm to select a greater cluster to be the center. Then, the greater cluster merges some smaller clusters which satisfy some constraint rules.Due to the merged clusters around the center cluster, the clustering results show high accu racy. Moreover, CDC reduces the calculations and speeds up the clustering process. In this paper, the accuracy of CDC is evaluated and compared with those of K-means, hierarchical clustering, and the genetic clustering algorithm （GCA）proposed in 2004. Experimental results show that CDC has better performance.     

长航任务中舰艇官兵心理干预研究

当前,水面舰艇部队日益频繁地执行护航、出访、演习等航程跨度大、持续时间长的长航任务,随之而来的是舰艇官兵沉重的心理压力。舰艇官兵的心理症状和心理异常与其在长航任务中所受到的工作压力刺激的频率、突发事件刺激的强度、个体对压力和刺激事件的认知、应对方式以及群体的情感态度等有密切关系。要采取语言倾诉、认知疏导、群体关怀、音乐调节、自我调适等手段,对长航任务中的舰艇官兵进行全程不间断的心理干预。     

一种求解翻箱问题的启发式算法

在集装箱堆场,翻箱操作不可避免,为降低翻箱次数,提高作业效率,有必要找到一种有效的方法来解决这一问题.在已知每个集装箱提箱顺序的前提下,如何安排翻箱作业顺序是典型的NP难问题.为此提出了一种启发式算法,并通过算例实验与已有算法的结果进行对比,实验结果表明本文提出的算法较优.     

航行数据记录仪CAN总线应用技术研究

航行数据记录仪是船舶航行参数的智能化记录设备,CAN总线作为一种现场总线成为船上设备间通信的重要方式.介绍了CAN总线技术在航行数据记录仪上的应用,给出了航行数据记录仪系统结构并进行了CAN卡的设计.结合Vxworks下驱动程序开发的特点,着重讨论了CAN卡在Vxworks下驱动程序的设计与开发,并给出了驱动程序的关键代码.     

一种新的无线传感器网络非均匀分簇算法

为避免无线传感器网络的能量空洞问题, 延长无线传感器网络寿命, 提出一种新的基于双簇头的无线传感器网络非均匀分簇算法. 该算法综合考虑节点剩余能量和节点到基站的距离选举分簇簇头, 将无线传感器网络分为不同规模的簇; 为了减小规模较大簇的簇头节点收集与传输数据的负担, 在数据传输阶段构造基于改进最小二 叉树的数据传输路径. 实验结果表明, 该算法能够有效减小节点能量消耗, 可有效延长无线传感器网络的使用寿命.     

基于现实约束的集装箱装船顺序优化

基于给定的集装箱堆场的堆存状态和集装箱船配载图,并考虑海关放关与否的现实约束,构建以最小倒箱量为目标的集装箱装船顺序优化模型,进而开发启发式算法.数值实验显示了模型及算法的有效性与实用性.     

串联集装箱动态单箱称重系统研究

提出了一种基于串联式集装箱的动态单箱称重系统的设计方法.首先,介绍了该系统的硬件组成结构,构建了动态称重系统的模型;其次,采用RBF神经网络对系统模型进行了仿真,并建立了重心偏移自适应修正算法;最后,以Visual Studio 2010为开发环境研发了一套动态单箱称重软件,该软件操作简单、实用性强,提高了集装箱动态称重效率.整个系统实现了模型构建、数据采集、算法仿真、数据存储、查询和打印等功能,并且称重误差率控制在3％以内,有较好的商业应用前景.