原文传递
拥堵情况下考虑挂靠时间的支线航线优化设计
| 论文题名： | 拥堵情况下考虑挂靠时间的支线航线优化设计 |
| 关键词： | 班轮运输;港口拥堵;支线航线优化;船舶中转连接;模拟退火遗传混合算法 |
| 摘要： | 轴辐式海运网络的运输成本较低、中转效率较高、管理系统较为完善，因此全球的集装箱运输系统通常采用的是轴辐式海运网络结构，但是随着全球的供应链的飞速发展，集装箱的运输量大幅增加，负责干线运输服务的大型集装箱船在枢纽港进行货物中转的时候时常会发生拥堵，这会导致需要将集装箱送往周边地区支线港口的支线船舶等待时间超过了预期，中断了在枢纽港的中转连接。一旦发生这种情况，对于支线船舶公司来说是十分糟糕的，因为支线船舶的靠泊优先级往往相对较低，需要等待优先级较高的干线集装箱船舶离开枢纽港后，枢纽港才会安排正在排队的支线船舶的停靠计划，导致支线船舶与干线船舶的转运衔接失效，如果延误货期，那么支线船公司将会为此付出巨大的成本损失。因此，本文为船公司设计支线船的航线和合理的靠港时刻表以应对枢纽港拥堵，同时也确保了支线船舶与其连接的干线运输服务之间的有效转运衔接。 本文选取轴辐式海运网络中围绕一个枢纽港的支线船舶服务航区对提出的支线船舶航线优化问题展开研究，支线船公司在枢纽港只有有限的停泊时段可供选择，站在公司的角度上为公司解决支线船舶的航线选择和转运协调问题。为此，本文提出了一个基于弧的混合整数线性规划模型，模型的目标是实现船舶的总运营成本、航行成本和支线船舶在枢纽港的转运成本的最小化。因模型较为复杂，需要求解效率较快、寻优能力较强的启发式算法对模型进行求解，因此本文对传统的遗传算法进行了两个方面的改进：一方面是在求解个体自适应度函数环节引入模拟退火思想，以一定的概率准则接受被淘汰的劣解；另一方面则是在进行交叉的环节中，对选取的4种交叉方式分别取四分之一的概率来实现个体的交叉迭代。改进算法的目的是为了避免个体因出现过早收敛的情况而陷入局部最优的缺点，并进一步提高生成优秀子代的概率。本文基于欧洲汉堡港的实际支线航运网络进行了算例分析，通过算例的求解结果分析、惩罚参数的评估和求解算法的对比分析，进一步证实了所提出的数学模型的准确性以及改进的模拟退火遗传混合算法的高效性。该实验结果可以证明通过结合枢纽港的停靠时间决策与支线船路线选择，即使是在枢纽港发生拥堵的情况下，也可以显著增强枢纽港的转运协调能力和抵抗力，提高海运网络的可靠性，减少支线船公司的延滞成本和风险成本。 |
| 作者： | 苏怡文 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 孙卓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
