基于联盟互租战略的近洋航线班轮舱位互租与分配优化

为了有效地实现联盟互租战略下班轮舱位的优化分配以提高班轮公司的收益,针对集装箱班轮运输需求的随机波动性特点,以班轮公司总边际运输收益及其舱位租赁净收益最大化为目标,综合多航线、多尺寸、多类型集装箱等因素,构建了近洋航线班轮舱位互租与舱位分配综合随机规划模型,并运用机会约束方法设计了模型的求解算法,算例验证了上述模型与算法的适用性和有效性。结果表明,班轮联盟舱位互租不仅明显地增加了班轮公司的收益,而且在不增加运力的情况下,可以有效地提高其市场占有率和竞争能力。研究结论能为班轮联盟合作决策提供有价值的指导。     

差异化定价策略下的远洋洲际班轮航速与航线配船优化

针对远洋洲际集装箱班轮航速与航线配船优化问题,在考虑集装箱货物时间价值的基础上,通过分析在往返两个长航段上船舶航速变化对货物运输时间的影响,构造了对即期市场客户随航速变化的差异化定价函数,以船公司周利润最大化为目标,构建了集装箱班轮航速与航线配船混合整数非线性规划模型,设计离散化求解算法.算例验证了模型和算法的有效性和适用性.结果表明,差异化定价策略下的航速与航线配船优化,不仅可以降低客户集装箱货物的时间成本,而且也能够明显地增加船公司的运输收益.此外,使最优航速阶梯型下降的燃油价格阈值会随着收益增量比例系数的提高而增大.研究结论可以为船公司航线配船决策提供科学的参考.     

基于预期流优化的集装箱班轮网络引力模型

为探究集装箱班轮网络形成机理,首先分析集装箱班轮特点,发现节点间预期流是影响航线开设的关键因素;其次改进经典引力模型,对节点间预期流进行预测,按预期流由大到小顺序连边,构建集装箱班轮网络引力模型;最后对东亚区域班轮网络进行实证研究,计算港口节点适应度,构建仿真网络并分析其拓扑特性演化情况。演化结果表明,随着连边的加入,仿真网络的连通性增强,各项拓扑特性都不断趋近于实际网络。由此,模型的有效性得到验证。     

班轮航线配船模型的分析与改进

结合航运生产实际，对文献［１］中的班轮航线配船模型提出了改进的意见，并给出了新模型的求解方法及收敛性证明     

考虑集装箱生命周期的空重箱班轮运输组织优化

为在空箱调运时考虑空箱的维修成本和废弃收益,根据投入使用的时间区分空箱所处的生命阶段.在备选班轮航线和重箱运输需求确定的情况下,构建混合整数规划模型,优化班轮航线网络,重箱运输路径,新造箱的投入地点,老旧空箱的报废地点和各航次使用哪个生命阶段的空箱来执行运输任务.以中国,日韩,东南亚,欧洲和美国五个区域为对象的实证分析结果表明,93%的新造箱在中国投入使用,64%的老旧空箱在欧洲和美国退役,74%的由中国到美国的运输用箱处于高龄阶段或退出阶段.     

基于收益管理的班轮联盟舱位互换与分配优化

运用收益管理原理方法,研究了联盟条件下班轮公司舱位互换与分配问题,构建了综合考虑班轮联盟多条航线、不同种类和不同尺寸的集装箱等因素的舱位互换与分配随机优化共赢模型,运用机会约束方法加以求解,算例分析验证了模型和算法的适用性和有效性,结果表明舱位互换与分配优化可以明显地提高班轮联盟的总收益,联盟内舱位互换与分配数量及其总收益与合同客户需求量呈负相关、与现货市场需求量呈正相关,从而可为班轮公司制定舱位互换与分配策略提供科学的决策参考.     

沿海运输权规制下轴-辐式海运网络的航线设计与运力配置研究

针对沿海运输权规制下单一海运企业的轴-辐式海运网络组织问题,综合考虑不同沿海运输权规制对航线设计的影响、多港挂靠组织模式下船舶挂靠港口限制的突破、所有起讫港口之间可能存在的航线集合,构建了一个混合0-1线性规划问题的数学模型,以期达到航线设计与运力配置的总运营成本最小化的目标.利用拉格朗日分解算法进行求解.最后,通过一组算例验证了所设计算法可在适当的时间内得到令人满意的解;仿真结果显示,单一海运企业的总运营成本会因各个国家实施的沿海运输权规制的放开或可利用的船舶容量限制的加大而降低.     

世界集装箱海运网络层次结构研究

将世界集装箱班轮运输划分为18个海运区域,根据17家主要班轮公司593个港口的航线连接数据统计18个海运区域间的航线连接情况,构建以连接频率为权重的加权世界集装箱海运网络.结合优势流分析和显著流分析对海运网络的层次结构进行研究,结果表明世界集装箱海运网络具有明显的层次性,可分为四层.各层次区域之间存在海运联系且不同层次的区域在网络中具有不同的作用,第一层次海运区域处于核心地位,第二层次及第三层次的部分海运区域的中介性较强.在此基础上,进一步探讨东亚和西北欧两个核心区域与其他区域的相对海运距离,分析海运区域间的内在联系.     

“海上丝绸之路”集装箱航运网络路由策略研究

航运网络作为"21世纪海上丝绸之路"的载体,其结构与性能将关系到沿线国家贸易活动的效率。为了明确这一复杂系统的结构并探索影响其性能的因素,本文基于大量集装箱班轮历史数据构建网络模型,验证其无标度特性,同时基于BA无标度网络理论设计仿真实验,探索影响网络性能的关键因素。实验结果表明合理的节点处理能力配置方案与路由参数将提高航运网络的性能。研究结论可为"21世纪海上丝绸之路"沿线港口与航线优化配置提供理论基础。     

上海电煤长江运输系统规划

结合上海电力股份公司所属电厂的长江煤炭需求状况,运用优化模型对上海电煤长江运输系统航线进行规划,得出上海电煤长江运输调运航线方案.在此基础上,对上海电煤长江运输系统航线配船进行优化,得出上海电煤长江运输系统航线配船方案.     

基于混合航线结构的集装箱航线与空重箱运输综合优化模型

基于混合航线结构,构建双层规划模型,优化集装箱航线与空重箱运输方案. 基于遗传算法与线性规划优化算法开发改进的遗传算法求解模型. 模型以航线收益最大为目标,同时确定干线靠泊港、干线港靠泊顺序、支线港以及空重箱运输方案. 对某班轮公司亚欧航线的优化结果显示：若用4000TEU船型,需投入9艘船舶,航线的运营收益为每周19.56万美元;而若用10000TEU船型,需投入7艘船舶,航线运营收益为每周31.35万美元. 另外,对比两类船型的航线方案可以看出,随着使用船舶的大型化,轴辐式与环绕式航线成为航线主流结构,这与航运市场的实际情况相符.     

基于实时交通信息的城市动态网络车辆路径优化问题

将动态城市交通路网与车辆路径问题相结合, 考虑一类实时交通信息下的城市动态网络车辆路径优化问题. 在问题中考虑常发性交通拥堵和偶发性交通拥堵两种情形. 提出一类将初始路径安排与实时路线调整相结合的求解策略. 初始路径安排通过采用遗传算法求解常发性交通拥堵情形对应的时变网络车辆调度问题得到. 在车辆行驶过程中, 针对偶发性交通拥堵环境下的突发事故情形, 引入一种在关键点更新路线的新机制. 数值算例验证了新实时路线更新机制比目前文献中已有的更新机制更有效, 且随着网络动态性增加其优越性更加明显.     

基于局部弹性路由层的关键航路段改航规划

空中交通流量管理中,改航规划是一项重要工作,可为失效的航班提供新的飞行路径,减小延误损失,提高空域利用率。目前的改航策略往往只考虑静态网络中的最短路问题,忽略了流量负载均衡,不利于解决多航段故障问题。本文提出了一种基于局部弹性路由层(local resilient routing layer, LRRL)的改航规划策略:利用连边删除评估法识别航路网络中的关键航路段集合,对其建立LRRL,通过二进制粒子群优化(binary particle swarm optimization, BPSO)算法进行优化,形成最优改航规划预案。仿真结果显示,该方法在多机场多航段故障时可提供兼顾流量负载均衡、重要航路保护度及其改航成本的改航预案,辅助管制指挥人员决策。     

基于改进MMAS的装备维修任务路径规划方法

针对装备维修任务路径规划问题中约束条件多样的特点,构建装备维修任务路径规划模型,充分考虑时间约束和负载能力约束的影响。通过对比装备维修任务路径规划问题与传统车辆路径规划问题的异同点,提出一种基于改进最大最小蚂蚁系统的维修任务路径规划方法,从维修任务选择规则、信息素更新规则和先验信息获得规则3个方面对最大最小蚂蚁系统进行改进。最后,通过算例和对比验证该方法的合理性和有效性。     

一种交通控制与诱导递阶协调优化模型

在对交通控制与诱导的关系进行分析的基础上,借鉴大系统递阶优化的思想,利用动态交通分配模型和交通最优控制模型,提出了一种二级结构控制与诱导递阶协调的系统结构,建立协调优化模型,给出了一种迭代的协调求解算法;并针对一个仿真的路网给出模拟的协调结果,对本文的模型和算法进行了验证.     

LEO&GEO双层卫星网络的动态路由技术

基于低地球轨道和静止地球轨道（low Earth orbit & geo-synchronous Earth orbit, LEO&GEO）双层卫星网络结构,对其覆盖特性和星间链路（inter satellite link,ISL）特性进行了仿真分析。提出了分层分簇的管理方法,只有主簇头与GEO卫星有连接关系,简化了互联关系的复杂性。在该卫星组网结构中,利用星座网络拓扑的特点,提出一种负载均衡的动态路由算法,综合考虑了路径时延和ISL链路负载。与单层卫星网络相比,双层卫星网络可以更加均匀地分配通信量,仅在低层LEO卫星路由跳数超出一定阈值或者卫星网络链路利用率超过某个门限范围时,才利用上层GEO卫星进行中转传输,仿真结果表明,所提路由算法可以实现更低的时延、延迟抖动以及更优的服务质量性能。     

无线多跳网络中基于QoS的自适应拥塞控制方案

提出的无线多跳网络中基于服务质量(QoS:Quality of service)的自适应拥塞控制方案是从两个方面实现拥塞控制和QoS保证的.一方面,通过控制路由请求过程,为实时业务选择时延较短的路由,为非实时业务选择时延较长的路由来控制拥塞并保证QoS.另一方面,按照QoS等级减小邻居结点的转发业务来增加拥塞结点占用信道的概率,从而消除拥塞并保证QoS.该方案的特点在于综合考虑了拥塞控制和QoS保证,能在控制拥塞的过程中提高服务的QoS质量.论文建立了路由发现成功率、端到端时延和丢包率的性能分析模型,并对提出的方案进行了性能分析.性能分析和仿真结果表明我们提出的方案能够有效的控制拥塞,并保证实时业务的QoS.     

感知实时车流信息的VANET路由仿真研究

车用自组织网络利用车辆间通讯来提高道路交通安全和效率,路由协议的性能至关重要。提出一种感知实时车流信息的路由协议,能够不依赖于基础设施,通过挖掘和汇聚车辆位置数据,实现城市道路上的车流密度估算,并给出车流自适应路径选择方法,动态产生及维护由多条道路连成的数据包传递路径。对车辆高密度和低密度场合下的仿真表明,在网络开销没有明显增长的情况下,协议可以获得较好的性能,数据包递送率达到83%以上,平均发送延迟限制在2秒以内。     

基于深度强化学习的卫星光网络波长路由算法

针对由卫星光网络拓扑动态变化、业务多样化和负载不均引起的路由收敛慢和波长利用率低的问题, 提出了一种基于深度强化学习的卫星光网络波长路由分配方法。基于软件定义中轨/低轨(medium earth orbit/low earth orbit, MEO/LEO)双层卫星网络架构, 利用深度强化学习算法动态感知网络当前的业务负载和链路状况, 构造基于时延、波长利用率和丢包率的奖励函数进行选路决策。为了解决单跳链路对整个光路的影响, 引入链路瓶颈因子, 搜索符合服务质量(quality of service, QoS)约束的最优路径。研究结果表明, 与传统卫星网络分布式路由(satellite network distributed routing algorithm, SDRA)算法和Q-routing算法相比, 所提算法降低了网络的时延、丢包率, 提高了波长利用率, 同时也降低了高优先级业务的阻塞率。     

南水北调中线工程水量调度系统仿真

采用面向对象的建模方法与仿真技术，建立南水北调中线性工程系统仿真模型，开发系统仿真试验平台，借助该平台模拟水量调度过程，合理充分地利用各种水资源，实现水资源的优化配置，为决策部门提供有效可靠的参考方案，通过系统仿真试验表明近期调水方案能够较好的解决华北地区的缺水问题。