基于仿真优化的自动化集装箱码头出口箱箱位分配

在集装箱码头堆场中，出口集装箱的箱位分配直接影响集装箱的装船效率以及船舶的在港停留时间。研究主要探讨自动化集装箱码头出口集装箱的箱位分配问题，并将船舶靠泊随机性和出口集装箱集港顺序综合考虑到整数规划模型中。针对模型的特点，设计了基于仿真优化思想的启发式算法求得集装箱贝位分配量，并提出“长途箱压短途箱”的贝内具体落位策略。多组实验结果表明，提出的基于仿真的遗传算法能够有效解决自动化集装箱码头出口箱的箱位分配问题。通过多组算例对比实验发现贝位平均翻箱次数和箱区间作业不平衡度随集装箱数量增加而增加，且“长途箱压短途箱”堆存策略能有效减少未来取箱的翻箱次数。研究结果为智能港口、全自动化集装箱码头的运营提供了思路和方向，有助于实现集装箱码头各子系统一体化效率的提升。     

长江上游集装箱码头泊位——锚地系统配置策略

针对内河集装箱运输增长与内河航道制约所导致的集装箱运输系统运作效率与航运安全问题,讨论长江上游集装箱码头泊位-锚地系统最优配置策略.通过构建码头泊位-锚地系统的船舶候泊排队服务模型,推导出队长水平状态的稳态概率分布,计算出平均等待队长,并建立泊位-锚地系统配置模型,采用数值算例考察相应的最优配置策略和锚泊溢出概率.     

大窑湾入境集装箱量及疫情集装箱量的模糊预测研究

作为国际海运和物流业的主要装载工具集装箱是入境统计以及检验检疫的主要对象.按特定规律统计的集装箱量时间序列既有一定的统计规律,又有较大的随机性.采用模糊时间序列方法,通过构造论域、模糊集以及提出多重计算规则,对2005年6月至2012年10月大窑湾入境集装箱量、疫情集装箱量,以及疫情与入境集装箱量比值时间序列进行了模糊分析与预测.预测值与实际值的比较说明了算法的有效性.预测值与实际值的平均绝对误差、平均绝对百分误差从整体上揭示了时间序列自身的模糊性和模型的合理性.     

集装箱多式联运通道的形成与运作机理分析

通过集装箱化对物流形态影响的分析,探讨集装箱多式联运通道的形成原因,研究集装箱多式联运通道的一般运作机理,并讨论了集装箱多式联运通道的发展趋势。     

基于矩阵式遗传算法的进出口集装箱堆场箱位分配策略

为提高集装箱码头堆场系统的运作效率,本文针对集装箱码头进出口堆场的空间分配问题,建立了在“作业面”作业模式下以集卡水平运输距离最短为目标,考虑各箱位作业量均衡的集装箱箱位分配模型,对计划时段内的进出口箱箱位分配进行全局优化．采用矩阵式的实数编码方式的遗传算法对模型进行了求解,使用最优解保存策略保证了最终的优化结果．最后通过仿真算例,验证了本文所建立的箱位分配模型对优化堆场空间资源分配,提高进出口箱流转速度的适用性．     

基于DEA-Tobit的长江中上游集装箱港口运营效率研究

采用DEA-Tobit两阶段法研究长江中上游集装箱港口运营效率,并分析影响集装箱港口运营效率的因素.研究表明,2014年长江中上游10个内河集装箱港口总技术效率均值较低,主要原因是低规模效率.宜宾港、泸州港、寸滩港和岳阳港的规模效率值高于纯技术效率值,而宜昌港、长沙港和南昌港的纯技术效率值则高于规模效率值.得益于地理位置优越性,武汉港和荆州港的效率值均达到DEA有效.内部因素中集装箱吞吐量对集装箱港口运营效率贡献较大,投入因素影响较小.外部经济环境因素对集装箱港口运营效率的显著性水平不同,其中地区进出口总额对集装箱港口运营效率影响最大.     

集装箱码头泊位计划的鲁棒优化模型

针对集装箱码头作业中的不确定性因素,构建泊位计划的鲁棒优化模型与算法,目的是降低不确定性因素对集装箱码头作业系统的影响。首先,提出泊位计划鲁棒性度量指标,利用算例对各指标的效果进行分析。在此基础上,设计泊位计划鲁棒优化的两阶段优化算法。算法的第一阶段不考虑泊位计划的鲁棒性,以船舶总延误时间最小为目标;算法的第二阶段以所选择的鲁棒性指标最大为目标,以第一阶段获得的船舶总延误时间为约束条件,获得鲁棒调度方案。最后,研究作业资源(装卸桥数量)的变化对泊位计划鲁棒性的影响。算例分析表明,权重松弛量是有效的度量泊位计划鲁棒性的指标,两阶段算法可以有效解决泊位计划鲁棒优化问题。     

基于泊位偏好与岸桥干扰的泊位和岸桥分配

泊位和岸桥是集装箱港口资源中最紧缺的资源,合理的泊位分配和岸桥调度可以提高集装箱港口的资源利用率和港口的运作效率和效益。针对泊位偏离和岸桥工作损失两个因素,文章建立了集装箱港口泊位和岸桥的混合整数线性规划模型;运用采集自宁波某典型集装箱港口的数据,用Gurobi优化软件和两阶段启发式算法对模型进行了求解;对计算结果进行了经济性分析。计算结果表明:该港口的岸线资源利用率为46%时,1000m~1600m基本没被利用;18台岸桥要比16台岸桥的目标值更优,求解时间更短,而且18台岸桥的平均利用率为80%,为此,建议该港口再增加两台岸桥。同时发现:随着船舶规模的增加,Gurobi优化求解的时间增长较快,而两阶段启发式算法仍能在很短时间内求得准优解。     

一种解决集装箱港口拖车调度的混合策略

集装箱码头作为集装箱船舶与其它运输节点之间的枢纽,在不断增长的全球贸易中起着极其重要的作用.由于多种因素影响着集装箱码头的服务效率,从而使其成为了商界和学术界研究的热点.本文针对集装箱码头中的拖车调度问题,对于当某辆拖车完成一项作业任务后,如何去寻找下一个装卸任务的问题,提出了一个多因素的在线调度策略,该策略在针对我国大多数港口的现有布局和信息现状的基础上,综合考虑了拖车空驶和距离平衡多种因素,建立了综合评价函数,并应用评价搜索和离散事件仿真方法对评价函数进行了优化计算.在相关理论分析基础上,通过比较本文的调度策略和港口传统调度策略,我们认为本文的调度策略在缩短船舶停留时间和减少拖车空驶上具有十分明显的效果.     

考虑碳硫成本的集装箱海运中转港选择模型

近年来,海运中二氧化碳与二氧化硫的排放引起了各方的重视,国际海事组织与欧盟等国开始引入措施来控制海运中二氧化碳与二氧化硫的排放,因此,将低碳和低硫理念引入集装箱海运规划问题上具有很大现实意义.在考虑碳硫成本的情况下,基于船公司成本最低,建立了考虑碳硫成本的集装箱海运中转港选择模型.在此基础上,通过算例分析研究了出口箱量如何在中转港间进行分配才能使航运公司担负的总成本最低,为公司选择出口中转港做出正确的决策.     

Benchmarking the operating efficiency of Asia container ports

The aim of this paper is to explore the operating efficiency, the scale efficiency targets, and the variability of DEA efficiency estimates of Asian container ports. This study applies data envelopment analysis (DEA) with the traditional DEA model, most productive scale size concept, returns to scale approach, and bootstrap method to assess the operating performance, set scale efficient targets, and determine efficiency rankings of Asian container ports. The results of this study can provide port managers with insights into resource allocation, competitive advantages, as well as optimization of the operating performance. The potential applications and strengths of DEA in assessing the Asian container ports are highlighted.     

不确定箱量下内河集装箱班轮航线动态配载决策

内河集装箱班轮运输中海关抽检可导致外贸箱箱量不断发生变化,班轮航线配载需要动态决策。基于滚动调度策略,将当前港口的配载决策按随机事件划分为多个阶段,以最小化班轮堆栈占用数量和相邻阶段间配载计划偏差为目标,构建单港口单阶段的配载决策模型,进而滚动实现班轮航线动态配载决策。基于大邻域搜索思想设计一种包含整数规划、破坏器与修复器的精确启发式算法,实现港口多阶段滚动配载。基于真实场景的算例研究表明,在优化堆栈占用数量方面,模型与算法之间差异不大,但在考虑相邻阶段间配载计划偏差时,算法的求解结果要优于模型。因此,模型与算法可用来辅助实现不确定箱量下内河集装箱班轮航线动态配载决策,且算法表现更优,可实现配载计划对不确定箱量的鲁棒吸收。     

考虑码头内外堆场竞争的集装箱堆存定价模型

针对由于集装箱吞吐量增加造成翻箱成本增加与码头堆场拥堵,考虑内外堆场竞争,构建集装箱堆存定价模型,研究内外堆场竞争下的堆存定价决策和货主移箱决策,分析码头堆场操作成本、场外堆场运输成本、货主需求参数和码头堆场收益的内在关系。算例结果表明:一旦过了免费期立即移箱到场外堆场,货主成本最小。随着场外堆场运输成本的增加,码头堆场的堆存定价和箱量增加,提高码头堆场收益。随着码头堆场操作成本降低,码头堆场堆存价格随之下降,但码头堆存箱量增加,提高码头堆场收益。此外降低堆场定价对货主需求的影响参数以及提高运输成本对货主需求的影响系数,有利于提高码头堆场收益。     

集装箱码头堆场翻箱与外集卡提箱顺序同步优化方法

针对集装箱码头提箱作业过程中,由于外集卡的提箱顺序与目标箱在堆场的堆存位置不匹配导致大量翻箱这一难题,以码头的作业成本和外集卡的延误成本之和最小为目标,建立堆场翻箱与外集卡提箱顺序同步优化模型,优化外集卡的提箱顺序、龙门吊的任务分配以及翻箱方案。设计基于动态规划的启发式算法求解模型,并利用算例对模型与算法的有效性进行了验证。结果表明:与目前码头普遍采用的提箱方式相比,通过调整外集卡提箱顺序并同时优化翻箱方案以及龙门吊的任务分配可以降低堆场翻箱率,减少龙门吊的移动成本,从而节省提箱作业的总成本。     

A network flow model for the optimal allocation of both foldable and standard containers

This paper considers a multi-port and multi-period container planning problem of shipping companies that use both standard and foldable containers. A company must decide which number of empty containers of each type to purchase and reposition at each port within a defined period to minimize the total purchasing, repositioning, and storage costs.We develop a model to optimally allocate both foldable and standard containers. We show that a single commodity minimum cost network flow algorithm solves the problem by proving that a two commodity flow problem can be modeled as a single commodity flow problem.     

气体储罐泄漏扩散模型研究

安全评价中如何预测和模拟气体储罐完全破裂后介质在瞬间泄漏的动态扩散过程目前还没有合适的模型,通常只能借用环保领域中的高斯模型和Su tton模型,但环保领域的模型为稳态扩散模型,不含时间变量,并不适合动态扩散过程.目前开发的用有限元方法求解的计算机模型只能针对具体的装置进行模拟.本文根据F ick定律建立了气体扩散的动态模型,再限定气体储罐形状为最常见的圆柱形,确定了模型的初始条件和边界条件.通过坐标变换和两个积分变换:Fourier变换和适用于圆柱函数(Bessel函数)的H ankel变换,求出了此条件下扩散方程的解析解.     

Principles of Combinatorial Optimization Applied to Container-Ship Stowage Planning

In this paper, a methodology for generating automated solutions to the container stowage problem is shown. The methodology was derived by applying principles of combinatorial optimization and, in particular, the Tabu Search metaheuristic. The methodology progressively refines the placement of containers, using the Tabu search concept of neighbourhoods, within the cargo-space of a container ship until each container is specifically allocated to a stowage location. Heuristic rules are built into objective functions for each stage that enable the combinatorial tree to be explored in an intelligent way, resulting in good, if not optimal, solutions for the problem in a reasonable processing time.     

集装箱翻箱问题的模型分析及算法

针对实际生产中集装箱的装船问题,预翻箱是提高装船准确率和装船效率的一个有效方法.本文利用图论知识构建预翻的数学模型,并用加以限制的广度搜索算法计算出翻箱的最少步骤.