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(rùn)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(chǎng)持續(xù)低迷、能源價(jià)格居高不下的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，開(kāi)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(yíng)績(jī)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(xiàn)和多船舶的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化問(wèn)題還沒(méi)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(wèn)題的研究。圍繞這些問(wèn)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(xiàn)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(xiàn)上的船速優(yōu)化問(wèn)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。基于模型的結(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(xiàn)配船、船舶定線(xiàn)與最佳航速選擇的聯(lián)合優(yōu)化。開(kāi)發(fā)基于集合分割的兩階段求解算法，對(duì)大規(guī)模非線(xiàn)性混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題實(shí)施有效的分解、降維、簡(jiǎn)化計(jì)算流程。第一階段由枚舉法、航線(xiàn)0-1矩陣圖和求解具有

4、相同結(jié)構(gòu)的小規(guī)模非線(xiàn)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(guò)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(chǎng)需求變動(dòng)的船舶調(diào)度與航速優(yōu)化問(wèn)題。基于是否允許改變船舶原航線(xiàn)將該問(wèn)題細(xì)分為原航線(xiàn)不變單一貨物問(wèn)題、原航線(xiàn)不變多個(gè)貨物、原航線(xiàn)可變單一貨物和原航線(xiàn)可變多個(gè)貨物等四類(lèi)。采取系統(tǒng)分析和分類(lèi)優(yōu)化的思維，針對(duì)不同類(lèi)別的問(wèn)