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考虑碳排放的集装箱码头闸口系统车道的动态配置研究

考虑碳排放的集装箱码头闸口系统车道的动态配置研究

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作者：臧林林大连海事大学

学位级别：硕士

随着经济全球化和国际贸易的迅猛发展,海上运输在国际供应链中扮演着越来越重要的角色,集装箱码头的作业效率和管理水平是体现海运竞争力的重要因素。而港口的高效运营,离不开闸口系统的支持。闸口是集装箱码头的重要组成部分,闸口处经... 详细信息

随着经济全球化和国际贸易的迅猛发展,海上运输在国际供应链中扮演着越来越重要的角色,集装箱码头的作业效率和管理水平是体现海运竞争力的重要因素。而港口的高效运营,离不开闸口系统的支持。闸口是集装箱码头的重要组成部分,闸口处经常会出现集卡排队等待的现象,是车辆最为集中,交通最为拥挤的地区,这不仅限制了集装箱码头物流效率的发展,还会造成严重的空气污染,不符合绿色发展和碳中和的理念。为了创建符合社会利益和经济利益的绿色港口,本文结合集卡预约系统对现有的闸口设施资源进行合理的车道动态配置决策,以最大程度地降低闸口系统中由于集卡排队而产生的总成本,从而降低集装箱码头的碳排放。基于此,本文做了以下几点研究:(1)通过对文献进行梳理,对国内外关于集装箱码头车道调度的研究现状进行分析,发现相关的研究相对较少,提出研究的必要性。并且根据当前研究现状,借鉴其他港口的发展情况,分析考虑碳排放的集装箱码头闸口系统车道动态配置问题的优势,并完成相关理论基础的准备。(2)本文系统地分析了集装箱码头的布局及集卡入闸的基础操作流程,结合排队理论,梳理了国内外有关集装箱码头在闸口组织与管理等方面业务发展现状的研究与分析。根据集装箱码头的具体作业情况,确定了闸口资源动态配置的决策方法,以及如何减少闸口处碳排放的相关措施。(3)本文在传统的闸口服务系统的基础上,提出了一种考虑到四种集卡类型的闸口动态配置框架,基于从集卡预约系统中获得的集卡抵港时间的分布,确定每个预约时段内的闸口动态配置方案,从而使包括港口运营成本和集卡碳排放成本在内的总成本降到最低。构建一个与该问题相关的优化模型,并设计与之相适应的算法,得出最终解,从而实现集装箱码头在不同的决策周期内对闸口开闭和服务类型动态配置的实时控制。最后,通过数值研究结果证实了所提出模型和算法的有效性,研究结果表明基于集卡预约系统的闸口动态配置决策方案可以显著降低闸口处的集卡碳排放量和车道运营成本。本文的研究成果可以为大型集装箱港口设计合理的闸口动态配置系统,为均衡闸口通过能力提供依据。这种作业模式可以有效地促进港口基础设施资源的整合,缓解由于不同时间段内到达集卡类型的不平衡所造成的交通压力,从而提高闸口系统的专业化服务能力和标准化作业效率,同时可以大力降低由于集卡排队在闸口处的碳排放量,减轻集装箱码头的环境污染。

关键词：碳排放闸口动态配置集卡预约系统分式整数规划

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