海運(yùn)集裝箱空箱分派優(yōu)化模型研究.pdf

1、集裝箱運(yùn)輸作為一種先進(jìn)的、規(guī)范的運(yùn)輸方式，從其誕生至今對世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。同樣，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也極大的促進(jìn)了集裝箱運(yùn)輸尤其是海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。時至今日，全球航運(yùn)市場已經(jīng)趨于飽和，運(yùn)力供過于求，競爭日趨激烈。各公司在利潤收益不斷下降的緊迫局面下，紛紛將首要目標(biāo)轉(zhuǎn)向了企業(yè)內(nèi)部的成本管理之上。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡所導(dǎo)致的貿(mào)易流不平衡，使得集裝箱空箱的供給與需求嚴(yán)重不均，因此帶來了巨大數(shù)量的集裝箱空箱分派與調(diào)運(yùn)，其每年的空箱

2、運(yùn)量占據(jù)了全部集裝箱運(yùn)量的五分之一。而航運(yùn)企業(yè)的各項運(yùn)營成本之中，集裝箱管理成本已經(jīng)成為僅次于港口使用費(fèi)的第二大成本，其中的一半以上即為與空箱分派密切相關(guān)的空箱調(diào)運(yùn)成本和租箱成本。因此，有效的組織調(diào)配空箱的流動，提高集裝箱空箱的分派效率對所有航運(yùn)企業(yè)都至關(guān)重要。 本文的主要研究內(nèi)容即為海運(yùn)集裝箱空箱分派優(yōu)化問題，以某船公司為主體研究對象，在對海運(yùn)集裝箱空箱分派系統(tǒng)的特點(diǎn)以及主要影響因素分析的基礎(chǔ)之上構(gòu)建優(yōu)化模型，并通過對具體算例

3、的數(shù)字仿真分析，給出了可供航運(yùn)企業(yè)借鑒參考的海運(yùn)集裝箱空箱分派定量決策方法。 首先，在說明集裝箱空箱分派產(chǎn)生的主客觀原因基礎(chǔ)之上，對比內(nèi)陸集裝箱運(yùn)輸與海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)與差異，總結(jié)出海運(yùn)集裝箱空箱分派的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際提出了比較全面的改善海運(yùn)集裝箱空箱分派管理的建議與措施。 其次，對海運(yùn)集裝箱空箱分派系統(tǒng)中的主要影響因素進(jìn)行全面細(xì)致的分析說明，包括在數(shù)理模型的構(gòu)建中必不可少以及會對模型構(gòu)建產(chǎn)生重要影響的各方面因素，為模

4、型的構(gòu)建鋪墊重要的背景基礎(chǔ)。 最后，在對海運(yùn)集裝箱空箱分派系統(tǒng)要素分析的基礎(chǔ)之上，首先構(gòu)建了兩船、兩港、一條直達(dá)航線的簡單基本優(yōu)化模型，并結(jié)合算例對海運(yùn)集裝箱空箱分派系統(tǒng)中的各種成本費(fèi)率變化以及船舶承載能力變化對空箱分派中的調(diào)箱與租箱策略影響進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)字仿真分析；之后，在此基礎(chǔ)之上通過對基本模型的擴(kuò)展，構(gòu)建了一個基于多港口、多船舶、多航線復(fù)雜運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)下的擴(kuò)展優(yōu)化模型，最后結(jié)合實(shí)例對擴(kuò)展模型進(jìn)行了數(shù)字仿真分析。 其中，

5、在優(yōu)化模型的構(gòu)建過程中，充分考慮到了空箱分派系統(tǒng)中的隨機(jī)性因素影響，包括空箱供給以及空箱需求的隨機(jī)性分析，并采用機(jī)會約束規(guī)劃來處理隨機(jī)變量，最后結(jié)合整數(shù)規(guī)劃對實(shí)例進(jìn)行求解。同時，在對實(shí)際集裝箱空箱運(yùn)作管理內(nèi)容的闡述基礎(chǔ)之上，針對空箱供給、空箱需求與重箱運(yùn)量之間的關(guān)系做出了細(xì)致的深入分析，將以往靜態(tài)的船舶承載能力限制改進(jìn)為更貼近實(shí)際的動態(tài)的隨機(jī)的約束條件。而且，為了精確的表示復(fù)雜運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中集裝箱的流向，引入了“掛靠系數(shù)”參數(shù)，其可以通過船

6、舶、時刻、始發(fā)港、目的港四個參數(shù)來唯一確定具體的某次集裝箱流動過程，極大的降低了模型構(gòu)建與求解的難度。本文以更貼近實(shí)際為主要原則，在全面的對空箱分派系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，對“從何地、何時調(diào)運(yùn)多少空箱到何處，以及何處、何時租用多少空箱”的空箱分派經(jīng)典優(yōu)化問題進(jìn)行了充分考慮隨機(jī)性因素影響在內(nèi)的定量計算結(jié)合定性分析的探討，目標(biāo)即為及時足量的滿足客戶用箱需求，并盡可能的使一定時間階段內(nèi)的空箱分派總成本最小。所作研究為航運(yùn)企業(yè)提供了有益的理論指