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考虑反挂和中转的不定期船舶多阶段调度优化
| 论文题名： | 考虑反挂和中转的不定期船舶多阶段调度优化 |
| 关键词： | 船舶调度;反挂运输;中转货物;改进遗传算法;货物价值量;遗传算法 |
| 摘要： | 航运业的发展推动着国内经济的发展，其中内贸不定期船舶集装箱运输方式已经发展成为为一种常见的海上运输方式。一般而言，经营不定期船舶的航运企业大多基于历史数据和对航运市场的预期，制定每艘不定期船舶的大概航运计划，但由于航运市场的波动频繁，不定期船舶的实际航行计划变动频频，给航运企业带来很多困扰，越来越引起相关各方的关注。 本文以运营于区域航运网络内的航运企业为研究对象，在其多艘不定期船、多港口运输网络的基础上，针对该类企业运营的多艘不定期船舶的多阶段再调度优化问题进行了深入研究。 首先，在每个航运计划期初，给出了该类航运企业获得每艘不定期船舶的初始航行计划的步骤，该计划涵盖每艘船舶的拟挂靠港口及挂靠次序。即通过各港口的历史变动数据、服务效率以及时间影响等因素作为标记，利用支持向量机对下一周期各港口的货物量进行预测，然后将港口的工作时间窗与船舶的载重量作为约束，根据港口的需求量与计划期内的货物，以船队最小经营成本为优化目标构建线性规划模型，并通过CPLEX进行求解来获得多艘不定期船舶的初始航运计划。 接着，通过固定时长的滚动机制，给出了该类航运企业的多艘不定期船舶在实际营运过程中多阶段调度优化方案。即通过定长时间滚动机制，针对航运网络中各港口出现货量激增、加急货物和没有预计的中转货物等现象，重点考虑船舶中转加挂与反挂运输的运营策略，兼顾了港口工作时间窗、货物价值量和船舶容量等约束，构建了以网络船舶收益最大化目标的混合整数模型；在每一个滚动时段末，收集航运网络内各港口货量实际情况，通过测算利润是否增加来抉择是否考虑一些新增的货运需求，若利润增加则重新调度船舶，否则继续执行初始航运计划。根据模型特点，设计混合了遗传算法和模拟退火进行求解，在算法中采用了多层染色体编码，并通过惩罚函数和限制搜索空间的模式设计了适应度函数，再利用模拟退火算法增加了整个算法的收敛性，使得最终的解更接近最优解。 最后通过数值实验，将改进遗传算法与CPLEX进行了对比，验证了算法有效性；又与传统遗传算法和蚁群算法进行了对比，验证了改进算法后的优越性。结果表明，考虑中转货物的运输和船舶反挂运输方式可以增加船舶的最大航行利润。 |
| 作者： | 李振飞 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 郑红星 |
| 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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