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基于单向航道的船舶调度优化模型与算法研究
| 论文题名： | 基于单向航道的船舶调度优化模型与算法研究 |
| 关键词： | 单向航道;船舶调度;优化模型;多目标遗传算法;数据验证 |
| 摘要： | 海上运输已经成为国际贸易最主要的运输方式，其运输服务质量很大程度上受港口对船舶进出港服务效率的影响。而基于航道与泊位资源的协调优化调度作为船舶进出港运输系统中的重要一环，直接影响港口对船舶进出港的服务效率。目前关于船舶进出港调度的研究主要侧重于研究航道或泊位单一方面调度问题，而对于两者之间的协调调度研究则相对较少。本文旨在提高港口对船舶的服务效率，对基于单向航道的港口船舶优化调度进行了研究，主要完成了如下工作: 1.构建了基于单向航道的港口船舶调度模型。首先，对VTS中心与码头企业进行了实地调研，并在此基础上，深入研究了港口船舶调度的核心问题和内在机理。然后，针对港口企业与船舶公司不同的利益诉求分别设计了目标函数。最后，从交通流的角度对船舶调度过程进行了深入分析，依据港口不同区域的交通流特征将调度过程分为多个子过程，针对每个子过程构建了初始化模型、流量转换模型、时隙分配模型以及泊位冲突消解模型，进而构建出完整的多目标港口船舶调度模型。 2.设计了基于单向航道的船舶调度优化多目标遗传算法。将泊位冲突消解模型转化为编码规则，提出了一种泊位冲突消解算法，进而设计了编码算子;将流量转换模型和时隙分配模型转化为解码规则，提出了一种从遗传空间到解空间的传递算法，进而设计了解码算子;针对调度计算过程中的早熟问题，提出了一种具有动态参数控制的交叉算法，并设计了相应的交叉算子;针对交叉后染色体的非法问题，设计了非法修复算子;针对变异后染色体非法的问题，设计了对称变异算子。 3.验证了模型和算法的合理性与有效性。首先，以大连大窑湾码头某天船舶进出港的数据为基础进行了优化调度，对比船舶实际调度情况和调度优化计算结果，证实了模型的合理性和算法的有效性。然后，设计了有针对性的场景进行验证，进一步证明了算法的有效性和模型的合理性。 |
| 作者： | 王金涛 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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