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考虑硫排放控制区宽度优化的班轮调度问题
| 论文题名： | 考虑硫排放控制区宽度优化的班轮调度问题 |
| 关键词： | 班轮调度;双层规划模型;硫排放控制区;宽度优化 |
| 摘要： | 海上运输在带来巨大利润的同时，也带来了不可忽视的污染问题。以二氧化硫、二氧化碳为主的船舶排放物对人类健康和海洋环境产生了负面的影响。为了减少船舶硫化物的排放，国际海事组织先后设立了四个硫排放控制区（SECAs），并要求在 SECAs内航行的船舶必须使用硫含量不超过0.1%的低硫船舶燃料。 在不同国家或者地区先后设立的SECAs中，结构差异明显，特别是SECA宽度存在显著不同。如何决策出一个合理的SECA宽度是一个值得研究的问题。基于此，本文从政府和班轮运输公司的角度，研究考虑SECA宽度优化的班轮调度问题，可以认为是一个确定最优SECA宽度的网络设计问题。考虑单条班轮航线和班轮运输网络两种研究情景，建立两个双层规划模型。上层模型以SECA宽度为决策变量，以硫化物排放量和碳排放量最少为双目标；下层模型以两种研究情景下的班轮运输运营总成本最低为目标，对航线配船、船舶航行路径、航速以及集装箱路径进行联合优化，建立混合整数线性规划模型。通过枚举SECA宽度的所有可能取值，将本文的双层规划模型简化为侧重求解下层模型，并可通过CPLEX进行求解。 在算例分析部分，本文考虑了一条实际的集装箱班轮航线和一个实际的集装箱班轮运输网络作为算例。数值实验结果表明：随着SECA宽度的增大，船舶在SECAs内的航速逐渐降低，船舶数量与运营成本增加，船舶航行更加偏好于航行最短的航行路径；并且当 SECA宽度设定在 12-200 海里之间时，可以有效地控制与平衡船舶硫和碳的排放，而过大的SECA宽度将不利于降低碳排放。 |
| 作者： | 吕城安 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 郑建风 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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