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考虑碳排放的不定期船调度与航速联合优化
| 论文题名： | 考虑碳排放的不定期船调度与航速联合优化 |
| 关键词： | 不定期船;航速优化;船舶调度;碳排放量 |
| 摘要： | 海上运输是国际贸易中最主要的运输方式，更是推动经济全球化运行与进步的动力系统。为了保证高效率完成海上运输任务，尤其对于较为灵活的不定期船舶运输，科学的船舶调度计划将直接决定航运企业的经济利润及船舶资源配置情况。船舶调度计划包括船舶运输服务区域、船舶所挂靠的港口、停泊作业的时间、燃油补给等多方面内容，其中船舶航行速度对船舶调度计划实现尤为重要。一方面，航速的调节会引起燃油成本的大幅波动；另一方面，航速也会决定船舶航行时间。同时国际海事组织发布报告中提出，到2050年海事部门力争将碳排放总量减少50%，逐步实现降低碳排放量目标。因此，为了考虑环境因素同时船公司能够获得更好的经济效益，本文对不定期船调度与航速联合优化问题进行了研究，考虑碳排放量、自有船舶与租用船舶配置情况、航速等因素对船舶调度计划的影响。 首先通过对不定期船调度相关问题进行分析，梳理目前研究重点，确立本文所研究内容；其次通过对基础理论概述及问题描述，阐述本文研究内容为考虑碳排放因素，船舶装载量对于燃油消耗的差异性以及船舶配置情况等实际因素，对不定期船调度与航速进行联合优化，以增加船公司经济效益，提高运输可靠性，为不定期船调度方案的制定提供决策支持。然后构建以航行成本、港口成本、碳排放成本、租船成本之和最小为目标的数学模型，提出一种变邻域遗传模拟退火算法进行求解：先将船型与货物匹配，再根据时间约束生成路径，同时采用邻域搜索策略提高求解质量。 最后通过算例验证了模型和算法的有效性，得出相关结论：船舶调度和航速联合优化能够降低成本和减少碳排放量。随着燃油价格的上涨，航行成本会不断增加，租船成本也随之增加。当租用船舶费用远远高于航行成本时，船公司可以通过提高航速增加自有船舶运输货物数量，减少在即期市场上租用船舶。不同的碳排放策略会对同一数据产生不同的成本，船公司需要考虑船公司经济效益与环境调控两者之间的平衡点。不同类型的船舶由于其参数不同产生的碳排放量也不相同，因此在船舶配置中应尽可能选择绿色环保型船舶。研究成果不仅可以深化不定期船调度理论相关研究，而且可以为考虑碳排放的不定期船调度问题提供理论指导。 |
| 作者： | 于佳琪 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 范厚明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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