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基于干扰管理的散货港口船舶交通组织与装船设备协调优化
| 论文题名： | 基于干扰管理的散货港口船舶交通组织与装船设备协调优化 |
| 关键词： | 散货港口;船舶交通组织;协调优化;干扰管理 |
| 摘要： | 随着海上贸易不断发展，港口的运营效率成为衡量港口竞争力的重要指标之一，提高船舶进出港效率是提升港口运营效率的有效方式，而装船设备资源作为散货港口的重要稀缺资源，对其进行合理分配是提高船舶进出港效率的重要保障；另一方面，有序、高效的船舶交通组织对提高装船设备的工作效率也具有关键作用。然而，目前散货港口投入生产作业过程的设备越来越多，使用条件的改变深刻影响着设备的可靠性，装船设备直接连接码头和船舶，对其损坏情况进行研究能够促进港口资源的合理利用，但已有的研究大都基于确定性环境，对干扰发生时船舶交通组织和装船设备协调优化问题的研究较为缺乏。因此，本文研究在散货港口的实际作业过程中发生干扰时如何实现交通组织和装船设备的协调优化，以在应对生产作业过程中的干扰因素时能够迅速做出调整，保持码头日常生产的正常和高效进行。本文的主要研究内容如下： （1）根据干扰管理理论提出了相应的干扰管理策略，然后借鉴了双层规划模型的一般形式，根据散货港口的特点以及本文研究问题的特征建立了船舶交通组织双层优化模型，包括第一层的船-机协调优化模型以及第二层的干扰管理优化模型，将实际问题抽象为数学模型的形式。 （2）针对问题的特性和所建模型特点，设计了一种基于启发式筛选规则的多目标遗传算法(multiobjectivegeneticalgorithmbasedonheuristicscreeningrules,MOGA-HSR)作为第一层级的优化算法，用于求解船-机协调优化模型并快速生成初始作业计划表；设计了一种基于干扰管理策略的两阶段行生成算法（two-stagerowgenerationalgorithmbasedoninterferencemanagementstrategy,TSRG）作为第二层级的优化算法，在干扰发生时通过对初始作业计划进行调整以获得调整后的作业计划。 （3）本文为解决散货港口受到干扰因素影响时的船舶交通组织与装船设备协调优化问题提供了一种研究方法，以黄骅港煤炭港区为例进行两阶段的仿真实验，验证了在干扰因素作用时采用本文设计的干扰管理双层优化算法求解船舶交通组织双层优化模型的有效性和优越性。此外，比较了本文干扰管理与局部重调度在求解结果方面的差异，并通过灵敏度实验分析得到装船机损坏的时间处于进出港船舶不同阶段对目标函数的影响最大。 本文提出的船舶交通组织双层优化模型和干扰管理双层优化算法可以为散货港口应对在实际作业过程中的干扰因素提供参考，具有一定的理论意义和实际价值。 |
| 作者： | 王婧贇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张新宇 |
| 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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