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北极东北航线钟摆运输模式研究

大连海事大学学报 2024年

作者：李振福高瑞阳蔡梅江大连海事大学交通运输工程学院

根据北极航运数据反映出的变化规律，系统整理北极航运特点：通航期为夏秋季节、航运量受外部条件制约、航运结构单一和外部运输为主。在此基础上，提出运输时间、运输复杂度和运输范围都更适合北极航运的钟摆运输模式，从支点港口、船... 详细信息

根据北极航运数据反映出的变化规律，系统整理北极航运特点：通航期为夏秋季节、航运量受外部条件制约、航运结构单一和外部运输为主。在此基础上，提出运输时间、运输复杂度和运输范围都更适合北极航运的钟摆运输模式，从支点港口、船型和模块化运输三方面进行北极东北航线钟摆运输模式设计，并比较分析钟摆运输模式和传统运输模式及混合运输模式的全年航运收益。结果表明：北极东北航线钟摆运输模式与其他两个运输模式相比，每年可多完成一个航次，年航运收益分别9%和11.3%。可依据此运输模式发展北极航运，进一步开发北极航运潜力。

关键词：北极东北航线航运模式航运特点成本效益分析

考虑自愿速度损失和货主满意度的北极东北航线船舶航速优化

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上海海事大学学报 2024年第2期45卷 53-61,74页

作者：李振福王婷婷邱嘉欣大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

为在保证货主满意度的同时尽可能地控制航运成本,在考虑北极东北航线气象条件和自愿速度损失的基础上,建立北极东北航线航速优化模型,通过带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)和... 详细信息

为在保证货主满意度的同时尽可能地控制航运成本,在考虑北极东北航线气象条件和自愿速度损失的基础上,建立北极东北航线航速优化模型,通过带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)筛选出最佳折中解。选取北极东北航线沿线重要港口进行案例分析,结果表明:当航运成本降低时,货主总体满意度会下降,船公司可以根据各货主的重要性调整航速,以平衡航运成本和货主满意度;对比考虑自愿速度损失与无自愿速度损失的北极东北航线航速优化模型发现,两者的优化结果存在显著差异,自愿速度损失直接影响航速优化模型的准确性;航速优化对时间窗较为敏感,较大的时间窗可以为减速和提高船舶能效提供更大的机会空间。

关键词：航速优化北极东北航线自愿速度损失货主满意度

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北极东北航线船舶交通流时空特征分析

地域研究与开发 2022年第5期41卷 43-49页

作者：李振福彭世杰刘坤石雨萌大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 大连海事大学公共管理与人文学院辽宁大连116026

基于2020年北极东北航线AIS数据,运用GIS空间分析平台,以交通流理论为基础,对东北航线船舶交通流的日、月和季节等时间特征和船舶密度、速度等空间特征进行分析。结果表明:①捕捞船占船舶总量的71.5%,是北极东北航线的主要船型。各类船... 详细信息

基于2020年北极东北航线AIS数据,运用GIS空间分析平台,以交通流理论为基础,对东北航线船舶交通流的日、月和季节等时间特征和船舶密度、速度等空间特征进行分析。结果表明:①捕捞船占船舶总量的71.5%,是北极东北航线的主要船型。各类船型集中分布在巴伦支海和挪威海东北部的近岸海域,呈团聚状分布,整体呈现出“西多东少”的分布格局。②各类船型以中小型尺寸为主,占74.4%,船舶速度以中低速为主,高速船舶主要为油轮。③各类船型交通量的月、季节变化特征显著,货船、客船和油轮日变化不明显,捕捞船活动受昼夜更替影响较大。④各类船型航迹除分布在摩尔曼斯克港口海域外,货船和油轮航迹跨越整个北极东北航线,捕捞船航迹复杂多变,客船以摩尔曼斯克港至北极点运输路线为主。⑤影响船舶交通流时空特征的因素包含北极环境条件、北极资源分布、港口建设水平和海上交通管制等,其中,北极环境条件中的海冰密度、厚度是最重要因素。

关键词：北极东北航线船舶交通流时空特征 AIS GIS

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北极东北航线开通对中欧货运影响研究

北极东北航线开通对中欧货运影响研究

作者：朱涛大连海事大学

学位级别：硕士

北冰洋一直以来因为所处极地,气候严寒恶劣,海面大面积冰封,无法实现商业化通航。然而近几十年来全球变暖不断加剧,北极地区的海冰融化加速,使得北冰洋通航逐渐靠近现实,预计到2050年北极东北航线可全年通航。从商业角度看,北极东北航... 详细信息

北冰洋一直以来因为所处极地,气候严寒恶劣,海面大面积冰封,无法实现商业化通航。然而近几十年来全球变暖不断加剧,北极地区的海冰融化加速,使得北冰洋通航逐渐靠近现实,预计到2050年北极东北航线可全年通航。从商业角度看,北极东北航线将极大地缩短中国和欧洲之间的海上运输距离,从而对中欧之间的贸易产生巨大影响,同时会与现有的以苏伊士运河航线为主的中欧贸易运输航线产生竞争。在北极东北航线开通后,探究北极东北航线将对传统航运格局产生何种影响,明晰运输条件的改善对贸易的促进作用以及贸易增长在各运输路线上的落实情况,从而采取恰当的措施发挥和利用北极东北航线的优势,促进贸易发展和航运业务的兴盛就成为了一个亟待研究的课题,本文即以此为主题进行研究。首先,本文从研究背景入手,整理和评述了前人关于北极航线经济贸易潜力和集装箱运输相关的研究,并介绍了航线的贸易影响分析和集装箱货运分配的相关理论;随后,本文运用一般均衡理论指导形成的全球贸易分析模型,从产业部门和国家区域两个层面,商品到岸价格、贸易量、GDP、贸易规模和贸易顺差五个落脚点,对北极东北航线的开通对中欧双边贸易产生的促进作用进行了定量分析;最后,本文建立了考虑了北极东北航线的中欧之间贸易货运分配模型,并配合案例分析,讨论了北极东北航线开通对中欧运输格局的影响,并进一步讨论了贸易量中受北极东北航线刺激而增长的部分在运输中有何特点。本文的创新性主要体现在:(1)运用可计算一般均衡模型定量分析北极东北航线开通对中欧贸易产生的促进作用,改善了前人多数使用贸易引力模型研究该问题存在的局限性;(2)在讨论了北极东北航线开通的贸易影响后,继续研究了增长的贸易量在运输环节流向的航线,完成了从运输到贸易,再从贸易回到运输的相互作用探究,对如何利用运输促进贸易发展提供了参考。

关键词：北极东北航线中欧贸易货运分配 GTAP模型运输成本

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破冰船护航下北极东北航线船舶跟航间距研究

破冰船护航下北极东北航线船舶跟航间距研究

作者：张浩轩大连海事大学

学位级别：硕士

近几年来,对于北极地区的研究引起了越来越多学者的关注,已经成为当下热门的研究领域。自从2007年俄罗斯在北冰洋底第一次插上国旗后,北极区域已经成为国际合作与开发的热点区域。在全球气候急剧变化的大背景下,北极航线从探索研究迈向... 详细信息

近几年来,对于北极地区的研究引起了越来越多学者的关注,已经成为当下热门的研究领域。自从2007年俄罗斯在北冰洋底第一次插上国旗后,北极区域已经成为国际合作与开发的热点区域。在全球气候急剧变化的大背景下,北极航线从探索研究迈向商业运营的可行性已经越来越大。与传统航线相比,北极航线在航行时间、航行距离、航行经济性上都具有一定的优势。但由于对通航北极航线的船舶具有一定的要求,且北极航线存在较高的航行风险,所以船舶碰撞事故总有发生。为保证船舶在北极水域的航行更加安全,研究北极航线的通航环境以及在破冰船护航阶段中破冰船与后船之间的船舶跟航间距是必要的。本文根据相关研究内容对船舶的跟航行为与影响船舶航行的环境因素进行研究与分析,计算出不同航行环境下北极东北航线的船舶跟航间距,为其他船舶在北极区域的安全航行提供一些建议与参考。本文主要针对破冰船护航下北极东北航线的船舶跟航间距组成部分进行分析,描述了北极东北航线上破冰船护航阶段的船舶跟航行为,分成了多种不同情形对船舶跟航间距进行计算,根据北极东北航线实际环境情况对船舶航行影响因素进行研究,通过计算船舶航行阻力得到船舶制动距离的详细计算公式。最后,文中结合上述研究内容选取2018年“天佑”轮首航北极东北航线的航次作为研究对象,结合实际航行记录数据对上述计算方法进行验证,结果显示文中计算的船舶跟航间距与实际情况基本相符,并在此基础上总结出相关结论。本文得到的结果与结论证明了文中船舶跟航间距计算方法的有效性,从而在一定程度上降低船舶的航行风险,为其他商船在北极东北航线的安全航行提供一定的参考与研究价值。

关键词：北极东北航线船舶安全破冰船护航船舶跟航间距航行阻力

双碳和北极东北航线中转模式通航背景下环渤海内支线规划研究

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双碳和北极东北航线中转模式通航背景下环渤海内支线规划研究

作者：李杰大连海事大学

学位级别：硕士

经济全球化和世界贸易的繁荣,推动海运贸易的蓬勃发展,为追求规模经济效应,集装箱船舶不断大型化,海运网络随之演化升级,轴辐式海运网络的应用更为广泛,支线港和内支线运输的重要性日益凸显。2021年俄罗斯提出在符拉迪沃斯托克兴建中转... 详细信息

经济全球化和世界贸易的繁荣,推动海运贸易的蓬勃发展,为追求规模经济效应,集装箱船舶不断大型化,海运网络随之演化升级,轴辐式海运网络的应用更为广泛,支线港和内支线运输的重要性日益凸显。2021年俄罗斯提出在符拉迪沃斯托克兴建中转港,全年运营北极东北航线的计划。作为北极航线延长线上的国家,北极东北航线中转模式的运营将为我国港口进行中欧海上贸易提供新的航线选择,尤其是地理位置上最靠近北极航线的环渤海港口群,利用北极航线进行中欧海运贸易的优势更为明显,环渤海内支线需重新布局。与此同时,2020年,我国提出“碳达峰”“碳中和”目标,积极应对全球环境问题,作为碳排放贡献较高的航运业,理应身先士卒,航运碳减排应被落实在对环渤海内支线的规划中。内支线规划立足于航运市场,受各种突发事件影响,充满不确定性,难以预知,货运需求、燃油价格等常常出现波动,影响内支线规划的结果。而内支线的合理规划是航运公司降低运营成本,提高竞争力的关键。由此,本文在俄罗斯建立符拉迪沃斯托克枢纽港,北极东北航线中转模式通航和国家提出“双碳”战略的背景下,考虑货运需求、燃油价格的不确定性,对环渤海内支线进行鲁棒优化。本文对国内外在北极航线经济性、内支线规划和航运碳减排三个方面的研究进行了归纳总结,确定本文研究内容和方法,并对相关概念和理论进行了阐释。以此为基础,首先,介绍了环渤海港口现状,分析了北极东北航线中转模式可行性、环渤海港口利用北极东北航线中转模式的优势,论证了环渤海港口利用北极东北航线中转模式的可能性;其次,站在航运企业角度,建立了考虑碳排放成本的确定条件下的内支线规划模型,在此基础上建立集疏运需求和燃油价格不确定的内支线鲁棒优化模型,并设计改进的遗传算法用于求解模型;最后,以环渤海港口群为实例,验证了模型和算法的有效性,对环渤海内支线进行规划,并对规划结果和参数灵敏度进行分析。本文研究得出的主要结论有:(1)环渤海支线港口利用北极东北航线中转模式进行中欧海运贸易具备经济优势;(2)在内支线规划中,考虑碳排放成本可以有效降低碳排放量,助力航运碳减排,响应“双碳”战略;(3)鲁棒优化的解对应的最优成本和碳排放量均高于确定条件下的解,这与“双碳”战略的推进有一定矛盾,但可以在一定程度上规避市场波动带来的风险;(4)随着“双碳”战略进一步实施,碳税税率可能发生变动,航运企业决策者进行内支线规划时应将其考虑在内,权衡风险和成本,调节遗憾值取得兼顾环境和经济效益的航线规划结果。本文研究成果可以为运营环渤海内支线的航运公司进行内支线规划提供一定借鉴,也为我国北极航线的利用方式提供了新思路,具有积极意义。

关键词：内支线规划北极东北航线 “双碳” 鲁棒优化不确定规划

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减排背景下北极东北航线航速优化研究

减排背景下北极东北航线航速优化研究

作者：朱丽龙大连海事大学

学位级别：硕士

人类活动致使全球变暖问题愈发严峻,受此影响,北极海冰加速融化,致使北极航线常态化运营即将成为现实。北极航线的开通对于我国具有重要意义,不仅可以促进中欧间的经贸发展,还可以避免中国陷入“马六甲困局”。船舶在北极航线行驶时,其... 详细信息

人类活动致使全球变暖问题愈发严峻,受此影响,北极海冰加速融化,致使北极航线常态化运营即将成为现实。北极航线的开通对于我国具有重要意义,不仅可以促进中欧间的经贸发展,还可以避免中国陷入“马六甲困局”。船舶在北极航线行驶时,其航速策略的选择至关重要,对航速进行合理优化有利于保证航行的经济性和时效性。本文在进行航速优化时考虑了包含硫排放控制区(SECA)和航海碳税在内的减排政策以及船舶航行过程中所受到的阻力,在此基础上建立了考虑航行时间和航运成本的多目标优化模型,计算复杂性高,因此本文采用启发式算法中的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,并使用灰色关联度分析法对pareto解集进行筛选,通过对结果进行分析发现:该模型可以有效降低航运成本和航行时间并减少CO排放;运用NSGA-Ⅱ-灰色关联度分析法可以有效地计算出航速多目标优化模型的折中解;除有冰航段受安全航速约束外,船舶在SECA内外采取不同航速,即在SECA内减速以降低航运成本,在SECA外加速以缩短航行时间,有利于实现航运成本和航行时间的平衡。通过对航海碳税和破冰费进行灵敏度分析发现:随着碳税价格和单位时间破冰费这两个参数的降低,航运成本呈明显下降趋势。通过对比北极东北航线和传统航线可以发现:北极东北航线较传统航线拥有更好的经济性和时效性。通过对比优劣解距离法和灰色关联度分析法这两种不同的筛选方法可以发现:在设定两种方法航运成本和航行时间权重相同的情况下,相较于优劣解距离法,灰色关联度分析法筛选出的解航运成本更低、航行时间略高,但航运成本的降幅高于航行时间的增幅,具有更优的经济性。对优劣解距离法中航运成本和航行时间的权重进行灵敏度分析发现:选择不同的权重会对最终结果产生很大影响,使其呈现较大的差异性和不稳定性,而客观赋权法通过削弱主观赋权过程,一定程度提高了结果的稳定性和可靠性。模型和算法具有一定的现实意义,能够为中欧北极航线的商业化常态运营提供决策支持。

关键词：北极航线北极东北航线航速优化 NSGA-Ⅱ 减排

考虑环境成本和贸易潜力的北极东北航线货流分配研究

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考虑环境成本和贸易潜力的北极东北航线货流分配研究

作者：丁任珂大连海事大学

学位级别：硕士

全球持续变暖,北冰洋海冰加速融化,冰盖面积不断缩小,北极东北航线已经实现季节性通航。与此同时,北极地区航运活动的不断增加也给脆弱的北极环境带来影响。作为连接东北亚和欧洲之间的最短海上运输通道,东北航线开通将为亚欧经济贸易... 详细信息

全球持续变暖,北冰洋海冰加速融化,冰盖面积不断缩小,北极东北航线已经实现季节性通航。与此同时,北极地区航运活动的不断增加也给脆弱的北极环境带来影响。作为连接东北亚和欧洲之间的最短海上运输通道,东北航线开通将为亚欧经济贸易合作带来新机遇并改变未来海运格局。为了合理利用北极航线,给港航企业在东北航线开展集装箱运输提供参考,本文首先在综合考虑航运成本和环境成本的基础上比较了东北航线和传统航线的经济性,然后利用全球贸易分析模型分析了亚欧间贸易变动情况,最后以航运公司年利润最大化为目标构建了集装箱货流分配模型,并通过改进的粒子群算法进行求解。论文的主要结论为:东北航线的开通会改变全球海运格局,吸引亚欧国家间部分货流量向北极东北航线转移;在北极东北航线航行,要积极改进LNG燃料船舶的推进技术或者合理选用其他清洁替代燃料,保护北极脆弱且敏感的环境。本文的研究重点和创新性成果为:(1)建立考虑航运成本和环境成本的航运经济性分析模型,分析集装箱船舶在亚欧间经东北航线和传统航线运输的成本差异。结果表明,东北航线相比传统航线具备成本优势。当北极污染物排放价格比当前增加125%时,东北航线不再经济。若在北极地区使用LNG清洁燃料,东北航线成本有所降低,但随着二氧化碳排放价格上升,LNG燃料中温室气体排放对北极环境的影响逐渐显现出来,在二氧化碳排放价格为500美元/吨时,东北航线已经不具备经济性。(2)利用全球贸易分析模型对北极东北航线开通后亚欧贸易变化进行分析。结果表明,矿产行业受其影响最大,石油天然气等资源贸易额增加。东北航线开通加强了东北亚与俄罗斯、挪威和瑞典等环北极沿岸国家的贸易联系。(3)建立集装箱货流分配模型,通过引入relocate算子改进粒子群算法对模型进行求解。结果表明,东北航线大约能够分担东北亚和欧洲之间7.88%的货物量。若不考虑破冰导航费,将有12.7%的货物转移到北极东北航线。若东北航线全年通航,东北亚与欧洲之间向北极东北航线转移的货物量将达到34.74%。

关键词：北极东北航线环境成本全球贸易分析模型货流分配改进粒子群算法

北极东北航线通航对中欧贸易潜力的影响——基于空间可计算一般均衡模型的模拟分析

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国际经贸探索 2021年第9期37卷 21-34页

作者：张然孙卓李一鸣高远大连海事大学航运经济与管理学院大连海事大学交通运输工程学院

北极海冰的加速融化使连接亚欧的北极东北航线将在未来30年内逐步开通,极大地缩短中欧之间的运输通道,进而对双边贸易产生重要影响。文章从微观贸易以及运输活动出发,利用空间可计算一般均衡(SCGE)模型来测算由东北航线通航引起的中欧... 详细信息

北极海冰的加速融化使连接亚欧的北极东北航线将在未来30年内逐步开通,极大地缩短中欧之间的运输通道,进而对双边贸易产生重要影响。文章从微观贸易以及运输活动出发,利用空间可计算一般均衡(SCGE)模型来测算由东北航线通航引起的中欧贸易潜力变化,并分别模拟了燃油价格、船舶航速和破冰费用变动对双边贸易的差异化影响。结果表明:东北航线将有效降低中欧贸易运输成本,促进中欧经济增长和双边贸易,中国获得的经贸利益更为显著;燃油价格上调将加强东北航线对中欧贸易的推动作用,而船舶航速和破冰费用的增加将削弱东北航线对中欧贸易的正向影响。对此,中国应从战略高度明确东北航线的潜在价值,深化中欧经贸合作进而实现互利共赢。

关键词：北极东北航线中欧贸易运输成本 SCGE模型贸易潜力