需求波动下的多目标多周期内陆港动态布局优化

作     者：黄静韵 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵旭

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：内陆港 需求波动 多目标 多周期 动态布局 

摘      要：内陆港作为连接内陆腹地与海港的重要纽带,有利于缓解海港吞吐压力,简化货物运输流程,提升内陆地区集疏运网络效率,为“一带一路的实施提供有力支撑。然而货运需求是动态变化的,仅考虑单周期的一次性内陆港选址布局无法兼顾多周期波动的需求,造成已建成的内陆港布局与变化后的内陆货运需求分布不均的问题。在国家发展和改革委员会与交通运输部共同颁布的《国家物流枢纽布局和建设规划》中,明确提出建设四十一个国家级陆港型枢纽,需构建定期评价、动态调整的制度,结合实际整合或新建陆港型枢纽,移除未有效推进整体方案实施的设施,保障国家级物流枢纽整体质量。为解决内陆港布局与运输需求分布不均的问题,以系统总成本、碳排放量以及客户满意度最优为目标,加入容量等级选择的决策,建立多目标多周期内陆港动态布局模型。根据需求的波动确定内陆港在不同周期的新建、关闭、再建以及容量调整方案,并对需求点进行路径分配。根据模型特点改进了NSGA-Ⅱ算法,染色体的双层编码方案一体化决策各周期备选内陆港的开闭与容量等级,并对需求点的中转内陆港进行分配,考虑到开放的内陆港容量至少要满足所在城市需求量的关系,提出由“最近邻思想改进的交叉算子、变异算子。在Pareto最优解集中,采用模糊决策选取最优解。对东北地区进行内陆港布局优化,从内陆需求点中筛选出内陆港备选点,设置不同备选容量,并根据内陆港容量大小和所处城市设定内陆港的新建、关闭、再建、容量调整以及运营成本。结果显示,与单周期布局相比,多周期动态布局针对需求的波动做出动态调整,节省了系统总成本67.62亿元,减少了碳排放64.49亿kg,客户满意度提升了18.55%,证明了多周期动态优化模型的有效性与算法的可行性,为内陆港动态布局优化提供参考依据。研究的创新性成果如下:(1)加入了容量等级的决策,并根据所处城市和容量等级的大小对应设置了内陆港的新建、关闭、再建、容量调整以及运营成本,使求解结果更能反映实际情况。(2)在内陆港较长的规划运营期内,根据不同周期需求的波动对内陆港布局进行动态调整。以系统总成本、碳排放量以及客户满意度最优为目标,建立了需求波动下的多目标多周期内陆港动态布局优化模型。除了考虑在不同周期中新建内陆港的情况,还创新性地加入了调整原有内陆港容量、关闭货源短缺的内陆港、重新开放货源充足的内陆港等决策,使调整后的内陆港布局可以满足变化的货运需求,减少资源浪费。