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低碳效益下的船闸-码头协同调度研究
| 论文题名： | 低碳效益下的船闸-码头协同调度研究 |
| 关键词： | 内河航运;船闸-码头系统;协同调度;低碳效益 |
| 摘要： | 随着经济的发展和航道条件的改善，内河航运量持续高速增长，三峡船闸货物通过量于2011年就已提前达到设计通过能力，坝区船舶积压规模不断扩大。目前，三峡坝区日均待闸船舶数量近1000艘，在航运繁忙的时段，船舶待闸时间可长达一个多月。这不仅导致三峡河段交通严重拥堵，船舶待闸期间排放的大量废气污染物，也给坝区带来了严重的环境污染。对此，有部分学者对三峡船闸调度问题开展研究，但大多以提高船舶通过能力为目标，尚未考虑船舶待闸期间使用辅机发电排放的大量废气，同时由于升船机、翻坝运输等资源利用程度有限，许多调度方案已不能取得实质性的突破。因此，本文结合对码头岸电技术的研究，提出将船舶过闸和沿线码头进行联合调度的方案，使过闸船舶驶入沿线码头靠泊待闸，并连接岸电系统。这对于缓解坝区交通拥堵，改善坝区生态环境具有重要意义。本文的研究内容如下： 首先，分析三峡船闸和过闸船舶运行现状，统计三峡库区码头泊位数量及类型，并对船闸码头协同调度问题核心思想及相关要素做详细分析。 其次，从最小化船舶待闸时间和船舶碳排放量两个角度出发，构建了考虑船舶优先级的船闸码头协同调度 0-1 混合整数线性规划模型，再分别用 ga 算法和 ga-intlinprog 算法对小规模船舶数据求解。对比两种不同算法求得的最优解，结果表明：（1）ga-intlinprog算法相较于ga算法，能更精确地求解该模型；（2）该协同调度模型可使船舶待闸时间减少2930min、CO2排放量减少6.11吨；（3）小型船舶尽量选择与其吨级相匹配的泊位待闸，可使更多待闸时间长的大型船舶靠泊待闸，减排效果更佳。 最后，为有效处理大规模船舶调度问题，利用 Anylogic 软件构建了船舶实际过闸和船闸码头协同调度仿真模型，对其中的重难点以 java 代码的形式嵌入仿真模型进行二次开发，并设置不同船舶调度规则。仿真分析对比两种模型及不同船舶调度规则，结果表明：（1）构建船闸-码头协同调度模型后，船舶全年在坝前待闸数量、时间以及CO2排放量显著减少；（2）万吨级泊位禁止靠泊4000吨级船舶和优先级较高的船舶，可使减排效果更佳。 |
| 作者： | 刘星辰 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 盛进路 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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