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交通运输工程学报 2018年第5期18卷 152-164页

作者：郑红星刘保利张润王翠萍大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026

为提高散货港口的服务水平,充分利用现有泊位资源,研究了采用减载移泊策略的散货港口船舶调度优化问题;考虑大型船舶减载移泊对散货港口船舶调度的影响,以船舶进出港次序、移泊次序和移泊位置为决策变量,以进出港船舶总等待时间最小为... 详细信息

为提高散货港口的服务水平,充分利用现有泊位资源,研究了采用减载移泊策略的散货港口船舶调度优化问题;考虑大型船舶减载移泊对散货港口船舶调度的影响,以船舶进出港次序、移泊次序和移泊位置为决策变量,以进出港船舶总等待时间最小为目标函数,构建了混合整数线性规划模型;基于模型特点设计了混合算法,给出了生成初始种群的启发式规则,提出了新种群的邻域构造策略,并在模拟退火算法中引入有效的改进措施;为验证方案及其算法的有效性,对比了基于实际调研资料设计的方案与采用模型和算法优化的方案,并分析了船舶乘潮比和进出港时段长度对方案优化结果的影响。研究结果表明:与采用先到先服务思想和贪婪策略的2种现行船舶调度方案相比,所得方案的平均优化率分别为11.07%和9.84%;船队规模从20艘增加到50艘时,混合算法的求解耗时均在2min以内,且所得目标函数值与下界的平均相对偏差为6.92%;随着船舶乘潮比的增加,方案优化率和目标函数值先呈指数趋势增长,而后趋于平稳,乘潮比为50%左右时出现拐点;随着进出港时段长度的增加,方案优化率和目标函数值呈"M"形趋势变化,且在进出港时段长度为130min左右时方案优化效果最为显著,表明船舶调度优化模型与混合算法可行。

关键词：交通管理散货港口船舶调度减载移泊固定时段单向航道

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考虑减载移泊的散货港口泊位与船舶集成调度

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高技术通讯 2020年第4期30卷 424-434页

作者：郑红星姜雪段爽大连海事大学交通运输工程学院大连116026

随着船舶的大型化和散货海运的日益繁忙,提高散货码头大型泊位的利用率并优化船舶的进出港次序,已成为影响散货港口服务水平的关键。针对一单向航道多港池的散货港口,考虑潮汐影响、进出港规则以及船舶到港时间等因素,兼顾卸载量不同的... 详细信息

随着船舶的大型化和散货海运的日益繁忙,提高散货码头大型泊位的利用率并优化船舶的进出港次序,已成为影响散货港口服务水平的关键。针对一单向航道多港池的散货港口,考虑潮汐影响、进出港规则以及船舶到港时间等因素,兼顾卸载量不同的船舶减载移泊操作,构建了固定周期内以船舶在港时间最短为目标的泊位分配和船舶调度的集成优化模型,设计了融入禁忌搜索思想的改进遗传算法进行求解。在算例分析中,通过与不考虑减载和固定减载量的2种现有码头作业方案进行对比,验证了方案的有效性。通过与lingo软件求解过程进行比较,验证了算法的有效性和适用范围。

关键词：减载移泊泊位分配船舶调度潮汐改进遗传算法

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考虑减载移泊散货码头泊位分配与船舶调度集成优化

考虑减载移泊散货码头泊位分配与船舶调度集成优化

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作者：姜雪大连海事大学

学位级别：硕士

随着散货海运的日益繁忙和船舶大型化趋势越来越明显,现今很多港口码头配备的与大型散货船相匹配的深水泊位并不是很充足,过多的大型散货船与过少的深水泊位的客观情况导致大多数的大型船舶只能在锚地里滞留。此时提高散货码头大型泊位... 详细信息

随着散货海运的日益繁忙和船舶大型化趋势越来越明显,现今很多港口码头配备的与大型散货船相匹配的深水泊位并不是很充足,过多的大型散货船与过少的深水泊位的客观情况导致大多数的大型船舶只能在锚地里滞留。此时提高散货码头大型泊位的利用率并优化船舶的进出港次序,已成为影响散货港口服务水平的关键。针对上述问题,站在港口角度,考虑码头实际情况研究了散货码头泊位分配与船舶调度集成优化问题,并提出减载移泊调度方案,帮助船舶科学调度。通过国内外的相关文献的研究,得出研究的意义。综合考虑相关理论基础,梳理研究思路,与研究基础。针对散货码头、泊位分配与船舶调度现状,发现现有研究存在的问题,并提出具体的研究内容及方案。综合以上研究,针对一单向航道多港池的散货港口,考虑潮汐影响、进出港规则以及船舶到港时间等因素,兼顾卸载量不同的船舶减载移泊操作,以及泊位的针对不同类型的散货船的二层级分配,构建了固定周期内以船舶在港时间最小为目标的泊位分配和船舶调度的集成优化模型。在求解此集成优化模型时,设计了融入禁忌搜索思想的改进遗传算法进行求解,将禁忌表嵌入传统的遗传算法,在算法运行过程中设计了基因修复帮助算法求解结果的优化。在算例分析中,通过Matlab软件,运用模型算法进行求解,并将本文码头作业方案与不考虑减载和固定减载量的两种现有码头作业方案进行对比,验证了方案的有效性;针对本文研究问题,运用lingo软件进行求解,将Matlab与lingo的求解过程进行比较,验证了改进模拟退火算法的有效性和适用范围。

关键词：减载移泊泊位分配船舶调度潮汐改进遗传算法

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单向航道港口船舶进出港次序优化问题研究

单向航道港口船舶进出港次序优化问题研究

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作者：刘保利大连海事大学

学位级别：硕士

随着船舶大型化趋势的发展以及港口货物吞吐量的逐年增长,大多数港口的发展现状已无法满足自身的发展需求,船舶滞港现象时有发生,具有较大吨位的船舶需借助潮汐进出港口,船舶进出港效率已逐渐成为制约港口船舶服务水平的瓶颈之一。而鉴... 详细信息

随着船舶大型化趋势的发展以及港口货物吞吐量的逐年增长,大多数港口的发展现状已无法满足自身的发展需求,船舶滞港现象时有发生,具有较大吨位的船舶需借助潮汐进出港口,船舶进出港效率已逐渐成为制约港口船舶服务水平的瓶颈之一。而鉴于大多数港口仅具备一条单向航道且大型泊位数量十分有限,如何在满足船舶单向航道通航限制下,考虑进出港时段切换条件、船舶航行的安全性、大型船舶乘潮进出港口以及船舶减载移泊等因素,制定有效的船舶进出港调度方案,提高船舶进出港效率,改善船舶服务质量,已逐渐成为港口调度领域的热点问题。本文通过对研究背景的介绍引出了研究单向航道港口船舶进出港次序优化问题的重要意义,并从泊位服务效率研究综述、航道服务效率研究综述、泊位与航道等港口资源协调调度研究综述三个方面对已有文献进行述评,突出本文研究的贡献。其次,本文分析了船舶进出港的作业流程及影响该问题的因素,并介绍了传统遗传算法、模拟退火算法以及和声搜索算法,为算法的设计提供理论保障。之后,逐步研究了单向航道非潮汐港口船舶进出港调度问题、考虑潮汐的单向航道港口船舶进出港调度问题、考虑减载移泊的单向航道港口船舶进出港调度问题,论述了这三个问题之间的内在联系与差异,并分别构建了混合整数规划模型。在问题的求解方面,针对船舶进出港调度问题的特点,分别设计了启发式规则同传统启发式算法相融合的混合算法,并改进了部分算法框架。最后,针对这三个问题分别设计了数值实验,通过算法有效性实验、算法优越性实验以及方案有效性实验,将本文算法及方案同下界、现有算法、现有调度方案进行对比,验证了本文方法的有效性与实用性;通过敏感性分析实验,分析了船舶乘潮比例、固定进出港时段长度、完工时刻密集度以及关联泊位数对方案的影响,为港口船舶调度方案的制定等提供建设性意见。论文的研究成果有助于提高港口的船舶进出港效率,为单向航道港口船舶进出港调度计划的制定提供决策支持,也可间接提高港口泊位资源与航道资源的利用率;同时,论文所构建的混合整数规划数学模型以及所设计的启发式求解算法对其他相关领域的研究,具有理论和方法上的借鉴意义。

关键词：单向航道船舶进出港调度减载移泊潮汐启发式规则

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