不定期運(yùn)輸船舶調(diào)度及航速優(yōu)化研究.pdf

1、船舶調(diào)度是不定期運(yùn)輸運(yùn)力資源優(yōu)化配置最重要的一個(gè)方面，直接決定船舶的經(jīng)濟(jì)效益和航運(yùn)企業(yè)的總體利潤收入。在船舶調(diào)度涉及的各項(xiàng)決策中，航速優(yōu)化是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接決定航次變動(dòng)成本和船舶運(yùn)用效率。面對(duì)航運(yùn)市場持續(xù)低迷、能源價(jià)格居高不下的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，開展船舶調(diào)度與航速優(yōu)化研究有利于航運(yùn)企業(yè)控制燃油成本、合理調(diào)配與運(yùn)用運(yùn)力資源、改善經(jīng)營績效。同時(shí)，這項(xiàng)研究對(duì)于海上運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)具有重要意義。
　　在系統(tǒng)歸納和分析航速優(yōu)化、船舶調(diào)度以

2、及其他相關(guān)領(lǐng)域的研究成果后，發(fā)現(xiàn)目前針對(duì)航速進(jìn)行的優(yōu)化研究缺乏對(duì)航次租船合同下裝卸貨時(shí)間要求的考慮;多貨物、多港口、多航線和多船舶的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化問題還沒有很好的解決;缺少對(duì)需求變動(dòng)的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化問題的研究。圍繞這些問題，本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:
　　1考慮航次租船合同中有關(guān)貨物裝卸的服務(wù)時(shí)間要求，提出帶有時(shí)間窗約束的非線性規(guī)劃模型，解決多港口掛靠、允許同時(shí)載運(yùn)多票貨物的復(fù)雜航線上的船速優(yōu)化問題，同步實(shí)現(xiàn)連續(xù)航

3、次經(jīng)濟(jì)效益估算與最佳船速選擇?；谀Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)特征，應(yīng)用外點(diǎn)法與模矢搜索算法進(jìn)行求解。
　　2綜合分析航速對(duì)船舶航行時(shí)間和燃油成本的影響，實(shí)際載貨量對(duì)運(yùn)費(fèi)收入、運(yùn)輸成本和裝卸貨時(shí)間的影響，建立貨量可變的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨載選擇與分配、航線配船、船舶定線與最佳航速選擇的聯(lián)合優(yōu)化。開發(fā)基于集合分割的兩階段求解算法，對(duì)大規(guī)模非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題實(shí)施有效的分解、降維、簡化計(jì)算流程。第一階段由枚舉法、航線0-1矩陣圖和求解具有

4、相同結(jié)構(gòu)的小規(guī)模非線性規(guī)劃模型構(gòu)造單船可行調(diào)度方案;第二階段分割集合優(yōu)選實(shí)現(xiàn)船隊(duì)總收益最大的船舶調(diào)度方案。通過不同規(guī)模的案例實(shí)驗(yàn)計(jì)算，分析與驗(yàn)證船舶速度和可變貨量對(duì)船隊(duì)總體收益和船舶運(yùn)行方案的影響。
　　3提出與解決考慮市場需求變動(dòng)的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化問題。基于是否允許改變船舶原航線將該問題細(xì)分為原航線不變單一貨物問題、原航線不變多個(gè)貨物、原航線可變單一貨物和原航線可變多個(gè)貨物等四類。采取系統(tǒng)分析和分類優(yōu)化的思維，針對(duì)不同類別的問