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环境导向的港口集装箱卡车调度及扩容规划模型研究

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环境导向的港口集装箱卡车调度及扩容规划模型研究

作者：武伟佳武汉理工大学

学位级别：硕士

随着世界经济贸易的逐渐复苏,集装箱运输日益繁忙,港口在运输过程产生的大气污染排放也愈加严重,对港区工作人员的健康和港口所在城市的大气环境安全产生了极大的威胁。而集装箱卡车作为港口区域最重要的集疏运工具,是港口大气污染的主... 详细信息

随着世界经济贸易的逐渐复苏,集装箱运输日益繁忙,港口在运输过程产生的大气污染排放也愈加严重,对港区工作人员的健康和港口所在城市的大气环境安全产生了极大的威胁。而集装箱卡车作为港口区域最重要的集疏运工具,是港口大气污染的主要来源之一。在港区大气环境状况日趋严峻的背景下,如何选择切实的研究方法,对港区集装箱运输系统的不确定性和复杂性进行有效表征,为相关决策部门提供合理有效的实施方案和科学依据,成为当前港区集装箱卡车运输调度优化研究的重点关注问题。基于以上考虑,论文开展了环境导向的集卡中长期调度及扩容规划研究。首先,以港口集装箱吞吐量数据为基础,通过分析国内外文献,同时结合实地调研结果,考虑集卡不同工况下的排放因子和保有量,估算港口集卡尾气污染排放清单,同时通过分析AIS数据得到船舶排放清单以及对应的时空分布特点,借助高斯扩散模型,构建了基于吞吐量的港口污染估算方法。通过长江某内河港口为例进行实证分析,发现在时间分布上,各类污染物在11月排放总量最多,在3月则处于全年排放的低谷,排放规律和人类社会活动规律基本一致。在空间分布上,船舶排放多集中在航道和泊位附近,而集卡尾气排放则在岸桥和堆场区域较为密集。进而利用高斯模型以港区外的居民区作为受体评估港口大气污染物的影响,分析得到该地区在高峰时段各类污染物日平均浓度已然远超国家标准。该研究为后续的集卡最优路径优化模型和集卡中长期规划模型的建立奠定了基础。其次,构建了环境导向的集卡路径最优调度优化模型。针对现阶段集卡污染状况,以港区装卸过程作业模式为研究对象,考虑港区的物理条件和集装箱装卸需求,以港区作业排放最小和集卡运输路径最优为目标,以集装箱装卸任务不同需求下分配、集卡的行驶路径为决策变量,建立了环境导向的集卡路径最优调度优化模型,分析两种不同装卸作业模式下的集卡污染排放、空载率和总行驶距离,实现作业模式的优选。结果表明:和单船独立装卸模式相比,在同样的装卸需求下,多船混合交叉作业模式可以有效降低港区污染排放,缩短集卡运输距离,减少集卡空载率,有利于提高港区的运输效率。最后,构建了环境导向的集卡中长期扩容规划模型。以港口内陆交通系统运输总成本最小为目标函数,以整个港区的大气环境风险和完成吞吐量的装卸任务需求作为主要约束条件,设计不同情景,基于区间数学规划方法建立了环境导向下的集装箱卡车扩容规划模型。结果表明:如果在未来9年不进行任何减排控制措施,港区集卡污染物的增长速度可超过20%,因此在第二阶段规划时期可以通过购买新能源卡车和安装随车减排设施来控制污染排放,虽然系统成本有所增加,但港区大气环境质量在未来能一直维持在当前水平。综上所述,论文建立了“港区大气风险研究——现阶段运输路径优化——长期扩容规划”的研究思路。模型结果能够为环境导向下的绿色港口交通环境系统和未来规划建设提供科学决策方案和有效建议,有利于推动港口可持续发展,加快港口交通工具优化升级。对促进港口集卡节能减排工作的进一步开展具有理论和实践意义。

关键词：港口大气环境集装箱卡车污染减排优化模型区间数学规划

基于机器视觉的港口集装箱卡车防吊起技术的研究

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基于机器视觉的港口集装箱卡车防吊起技术的研究

作者：黄伟江苏大学

学位级别：硕士

由于经济全球化的不断加深,国际集装箱航运快速发展,港口发展成为了国家和区域经济发展的首要任务。为保证港口作为运输枢纽的快速运转,对港口装卸能力和作业效率提出了更高的要求,从而使得港口机械向大型化、高速化和自动化方向发展,... 详细信息

由于经济全球化的不断加深,国际集装箱航运快速发展,港口发展成为了国家和区域经济发展的首要任务。为保证港口作为运输枢纽的快速运转,对港口装卸能力和作业效率提出了更高的要求,从而使得港口机械向大型化、高速化和自动化方向发展,而随之带来的机械设备相关的安全隐患也急剧增多。针对在集装箱卡车卸载集装箱时因为车身和箱体之间的固定锁没有完全打开,导致装箱卡车被误吊起的危险情况,业界仍然没有一个可靠的自动检测方案,本文提出并设计了一种基于机器视觉的港口集装箱卡车防吊起的检测系统方案。具体的研究内容和成果如下:1、根据实际工况和项目要求设计检测方案并搭建了基于机器视觉的防吊系统,其中包括工业相机、相机镜头、照明光源、工控机和通信模块的选型设计。2、本文的目的是通过机器视觉判断集装箱卡车是否被误吊起,为此提出通过检测车身特征点,用特征点的位置变化来反映车身的位移变化,从而对集卡是否被误吊做出判断。本文的主要技术创新在于通过将相机安装在特定的高度位置来简化图像ROI的选取;针对灰度直方图均衡结果的不理想和不可控,采用对比度限制的自适应直方图均衡的算法;最后对经典的ORB算法进行相关优化改进,使其更加符合项目的需求。3、开发了视觉防吊检测的软件系统。在进行充分的用户需求调研之后,以Qt为框架,通过C++调用OpenCV函数库的方式实现图像算法流程,将需要达到的功能进行模块化,最终实现了图像采集控制、图像处理、图像显示、数据库记录查询、软件加密、系统故障检测恢复等六个功能模块而组成的软件系统。4、在国内多个港口对本套检测系统进行现场实验并根据实验结果对检测软件不断进行优化和调整,最终可在各种工作环境和复杂工况下都能够取得很好的检测效果,起到了危险预警和及时终止起吊的作用,也得到了港口相关技术人员的认可,对实现港口安全生产具有重大的使用价值。

关键词：机器视觉特征检测特征匹配集装箱卡车

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NS港集装箱卡车调度研究

NS港集装箱卡车调度研究

作者：周旸成华南理工大学

学位级别：硕士

本文讨论了传统集卡调度方式的优缺点，分析NS港现行的几套智能化的集卡调度方式的先进性与局限性，提出能将集卡行驶距离和任务重要程度两方面因素综合考虑的基于GPS技术和模糊控制理论的智能调度方式。接着提出了集卡调度模糊控制系... 详细信息

本文讨论了传统集卡调度方式的优缺点，分析NS港现行的几套智能化的集卡调度方式的先进性与局限性，提出能将集卡行驶距离和任务重要程度两方面因素综合考虑的基于GPS技术和模糊控制理论的智能调度方式。接着提出了集卡调度模糊控制系统的总体方案，并详细阐述了系统的总体设计、算法、模糊化和清晰化过程。隶属函数和模糊规则库的确定采用专家经验法，对码头有丰富调度经验的人员发放调查表，让其填写关于每一个论域值对于每一个模糊集合的符合程度的语言描述，综合所有接受询问的人员的意见得到隶属度函数的离散点，进而得到近似的隶属度函数。然后在Matlab中建立此模糊控制系统，计算出每一对输入对应的清晰化输出值，得出调度方案的决策查询表。实际工作中，在码头管理系统中直接查询这张表就能为集卡分派最优的集卡调度方案。最后用Arena建立了传统调度方式和模糊控制调度方式两个模型，并从集卡资源饱和、集卡资源不饱和两个角度进行了详细的对比分析。发现当集卡资源过饱和时，两种调度方式的作业效率相差不大，但对于达到同样作业效率的所需集卡数量方面，模糊控制调度系统可以比传统调度方式少使用15%左右的集卡资源;当集卡资源不饱和时，模糊控制调度系统可以提高10%0%的作业效率。此结论证明了模糊控制调度系统的确能有效的提高集装箱码头的装卸效率，提高集卡的满载率，降低集卡投入数量，降低集卡单箱能耗。

关键词：码头集装箱卡车调度模糊控制仿真建模

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集装箱卡车配置仿真研究

现代计算机 2009年第3期15卷 30-33页

作者：刘晓昱中国海洋大学青岛266100 青岛飞洋职业技术学院青岛266111

分析集装箱码头中集装箱卡车传统配置方式的基础上,使用Arena仿真软件,建立集装箱卡车配置仿真模型。基于集装箱卡车最短路径调度法,应用于实际生产的仿真模型,可计算集装箱卡车的最优配置。结果表明集装箱运输量恒定,集卡传统配置方式... 详细信息

分析集装箱码头中集装箱卡车传统配置方式的基础上,使用Arena仿真软件,建立集装箱卡车配置仿真模型。基于集装箱卡车最短路径调度法,应用于实际生产的仿真模型,可计算集装箱卡车的最优配置。结果表明集装箱运输量恒定,集卡传统配置方式不是最优。通过建立仿真模型,计算所需要集卡量的最优解,为实际生产中集卡的配置提供理论依据,提高码头机械设备的利用率。

关键词：集装箱卡车仿真最优配置

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集装箱卡车运输的发展趋势

铁路采购与物流 2010年第9期5卷 54-56页

作者：董鹏黄志鹏高海军卡莱(梅州)橡胶制品有限公司深圳市海格捷顺运输有限公司 3. 志勤美集科技物流有限公司

目前,制造企业和物流企业都面临着微利的困境,集装箱运输业面对同质化服务、没有价格优势和垄断优势的市场条件下,成本控制处于及其重要的地位。分析了集装箱发展的趋势,为企业降低成本、突破行业发展瓶颈提供一种新的思路。

关键词：集装箱卡车物流运输

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集装箱卡车调度方法研究

物流科技 2008年第3期31卷 122-125页

作者：张海青李军兰顺国青岛大学山东青岛266071

对集装箱码头的水平运输设备——集装箱卡车提出了新的调度算法、建立数学模型。该模型综合考虑桥吊的服务时间、轮胎吊的服务时间、桥吊的利用率等等因素,减少集装箱卡车的等待时间,建立集卡运输的数学模型。实验结果表明集装箱数量恒... 详细信息

对集装箱码头的水平运输设备——集装箱卡车提出了新的调度算法、建立数学模型。该模型综合考虑桥吊的服务时间、轮胎吊的服务时间、桥吊的利用率等等因素,减少集装箱卡车的等待时间,建立集卡运输的数学模型。实验结果表明集装箱数量恒定时,新的调度算法比传统的调度算法集卡数量减少、集卡的空载率降低。

关键词：码头集装箱卡车等待时间调度

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集装箱卡车运输的发展趋势

集装箱化 2011年第1期22卷 17-19页

作者：董鹏高海军卡莱(梅州)橡胶制品有限公司志勤美集科技物流有限公司

0引言自20世纪80年代以来，我国集装箱运输以远超世界平均水平的速度发展，现已初步形成布局较合理、设施较完善、现代化程度较高的集装箱运输体系，未来我国集装箱运输业仍有很大的提升空间，我国正在从集装箱运输大国向集装箱运输强... 详细信息

0引言自20世纪80年代以来，我国集装箱运输以远超世界平均水平的速度发展，现已初步形成布局较合理、设施较完善、现代化程度较高的集装箱运输体系，未来我国集装箱运输业仍有很大的提升空间，我国正在从集装箱运输大国向集装箱运输强国转变，而集装箱卡车（以下简称集卡）运输引导着道路集装箱运输的发展方向。

关键词：集装箱运输业卡车运输发展趋势集装箱卡车运输体系现代化道路集卡

集装箱卡车对高速公路入口匝道通行能力影响的仿真分析

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交通信息与安全 2011年第5期29卷 53-56页

作者：吴志周闫亚文刘江用同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长... 详细信息

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响。研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设计提供参考依据。

关键词：集装箱卡车入口匝道通行能力

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温哥华港集装箱卡车周转问题与对策综述

交通节能与环保 2016年第1期12卷 58-64页

作者：蔡欧晨彭传圣交通运输部水运科学研究院北京100088

文章通过对温哥华港集装箱通港集疏运过程和相关利益方合作协调机制的全面分析,提出了其对温哥华港和港口依托城市产生的交通、环保和经济方面的负面影响,并系统分析了其形成原因。针对集装箱卡车在码头周转效率和物流链整体规划的问题... 详细信息

文章通过对温哥华港集装箱通港集疏运过程和相关利益方合作协调机制的全面分析,提出了其对温哥华港和港口依托城市产生的交通、环保和经济方面的负面影响,并系统分析了其形成原因。针对集装箱卡车在码头周转效率和物流链整体规划的问题,文章介绍了温哥华港和相关企业采用的对策措施和取得效果,结合我国集装箱港口实际情况进行了经验借鉴与技术引进的讨论。

关键词：港口集装箱运输集装箱卡车政策措施信息化技术