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自动化码头单悬臂场桥调度与AGV路径规划

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1472-1486页

作者：范厚明李茂荣马梦知岳丽君大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

为提高单悬臂场桥与自动导引车(AGV)协同作业效率,针对双单悬臂场桥调度和AGV路径规划问题,构建两阶段优化模型。第一阶段以最大完工时间最少为优化目标建立模型,优化AGV停车位和双单悬臂场桥调度,设计遗传模拟退火算法求解;第二阶段根... 详细信息

为提高单悬臂场桥与自动导引车(AGV)协同作业效率,针对双单悬臂场桥调度和AGV路径规划问题,构建两阶段优化模型。第一阶段以最大完工时间最少为优化目标建立模型,优化AGV停车位和双单悬臂场桥调度,设计遗传模拟退火算法求解;第二阶段根据第一阶段得到的AGV停车位置及时间信息,首先在不考虑AGV冲突的情况下采用改进的Dijkstra算法求解AGV初始路径,然后采用混合冲突解决策略解决箱区内AGV冲突问题。以上海洋山四期自动化码头为背景设计算例,用CPLEX验证模型准确性,通过与其他算法的比较验证了算法的有效性。结果表明,所建模型和提出的策略能有效提高单悬臂场桥和AGV的工作效率。

关键词：单悬臂场桥场桥调度路径规划启发式算法

需求不确定下边远群岛海运物流网络选址—库存—路径优化

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交通运输系统工程与信息 2024年第5期24卷 268-282页

作者：吴迪韩欣丽石帅杰藉雪军郑建风刘保利大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

为降低岛上物资需求不确定对边远群岛海运物流网络稳定性的影响,本文基于大陆补给港、中心岛及卫星岛3级轴辐式物资配送网络,考虑异质船队、运输组织模式多样性及库存容量限制等现实因素,将中心岛选址数量纳入决策,以系统总成本最小为目... 详细信息

为降低岛上物资需求不确定对边远群岛海运物流网络稳定性的影响,本文基于大陆补给港、中心岛及卫星岛3级轴辐式物资配送网络,考虑异质船队、运输组织模式多样性及库存容量限制等现实因素,将中心岛选址数量纳入决策,以系统总成本最小为目标,建立海运物流网络选址—库存—路径优化模型,通过设计嵌入蒙特卡洛模拟邻域遍历算子的遗传—退火集成优化算法,将复杂问题分解为选址与指派、航线分组及路径与仓储优化等多个子问题,并通过内外层算法的交互和迭代实现整个问题的集成优化。以我国南海群岛的实地数据进行实验,分析岛屿数量、密度分布及需求变动对海运网络系统的影响。结果表明:在岛屿物资需求量分布不变且岛屿数量相同的情况下,岛屿为聚集分布时的物流网络单位成本比离散分布时相对较低;在岛屿物资需求量分布不变且岛屿分布相同的情况下,岛屿数量变化对物流网络单位成本影响较小;岛上物资需求均值变化对系统各部分成本的影响较大,总成本与均值呈正相关关系;需求波动对仓储系统成本的影响较为明显,但对运输系统成本的影响较小。上述结果验证了本文算法在不同规模群岛情境下的适用性,可为需求不确定下边远群岛海运物流网络的构建与优化提供决策依据。

关键词：水路运输选址—库存—路径优化集成优化算法边远群岛海运物流网络不确定需求

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基于车船直取模式的集装箱海铁联运衔接优化

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 53-62页

作者：王爽孙翔大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

为解决车船直取模式下集装箱海铁联运衔接优化问题,基于固定的船期,本文考虑火车班列和集装箱船在时间和运量两个维度上的衔接,以衔接班列数量最大化、衔接船舶数量和时刻表调整最小化为目标,构建海铁联运班列时刻表优化的混合整数非线... 详细信息

为解决车船直取模式下集装箱海铁联运衔接优化问题,基于固定的船期,本文考虑火车班列和集装箱船在时间和运量两个维度上的衔接,以衔接班列数量最大化、衔接船舶数量和时刻表调整最小化为目标,构建海铁联运班列时刻表优化的混合整数非线性规划模型,并基于分层优化方法进行求解。以深圳盐田港为例,对模型进行分析验证。结果表明:考虑时间和运量衔接的班列时刻表优化,可以带来衔接的班列数量增加6个,车船直取集装箱总量增加466 TEU,提高了75%;衔接的船舶数量增加了1个,3艘船装载的车船直取箱量分别提高了2.6%、4.2%和2.5%;集装箱在港口总停留时间缩短了26%。研究表明,该模型可为改善港口车船直取模式下海铁联运衔接水平提供有益参考。

关键词：综合运输海铁联运衔接时刻表优化集装箱海铁联运车船直取

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路测环境下无人驾驶小巴复杂场景运行评价

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 300-310页

作者：马千里王通邵帅贾鹏大连海事大学综合交通运输协同创新中心辽宁大连116026 大连海事大学航运经济与管理学院辽宁大连116026

以无人驾驶小巴为代表的客运自动驾驶工具在公交微循环中发挥着重要作用,为实现无人驾驶技术的商业化规模运用,除了传统的车辆性能测试外,还需评估其在复杂场景下的表现。由于测试数据缺乏,评价模型适用场景单一和评价方法主观等问题,... 详细信息

以无人驾驶小巴为代表的客运自动驾驶工具在公交微循环中发挥着重要作用,为实现无人驾驶技术的商业化规模运用,除了传统的车辆性能测试外,还需评估其在复杂场景下的表现。由于测试数据缺乏,评价模型适用场景单一和评价方法主观等问题,导致以往评价偏差较大。本文针对无人驾驶小巴的表现构建综合评价体系,并在实测数据的基础上,采用博弈论组合赋权的优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)模型,对车辆在复杂场景下的表现进行综合评价。选取驾驶安全性、乘坐舒适性、车辆智能性及车辆高效性这4个评价维度,并细分为12个客观评价指标。首先,通过实地测试采集无人驾驶小巴在运行场景中的数据;其次,利用基于博弈论的组合赋权法,对层次分析法和熵权法获得的权重进行组合;最后,为验证模型的有效性,运用TOPSIS模型对3条具有不同复杂度的测试路线进行综合评价值的计算。结果显示,无人驾驶小巴表现评价中,准则层的重要程度排序为车辆智能性、驾驶安全性、乘坐舒适性、车辆高效性,指标层敏感指标则为自动驾驶状态、平均角速度。基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型对不同场景复杂度路线进行的无人驾驶小巴表现评价结果与实际运行情况一致,展示了方法的有效性。

关键词：智能交通车辆评价实地测试自动驾驶组合赋权法

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混合泊位分配与专用泊位租赁的联合优化研究

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 262-271页

作者：郑建风王鑫珏刘惠斌大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

针对港口同时存在普通泊位与专用泊位的现象,以及班轮公司难以制定合理专用泊位租赁策略的问题,本文提出混合泊位分配问题,并研究与专用泊位租赁的联合优化。以船舶运营成本、货物装卸成本和班轮公司租赁专用泊位成本最小化为目标,建立... 详细信息

针对港口同时存在普通泊位与专用泊位的现象,以及班轮公司难以制定合理专用泊位租赁策略的问题,本文提出混合泊位分配问题,并研究与专用泊位租赁的联合优化。以船舶运营成本、货物装卸成本和班轮公司租赁专用泊位成本最小化为目标,建立混合整数规划模型。为方便求解大规模问题,将模型转化为使用两组决策变量分别表示靠泊计划与泊位租赁策略的集划分模型,并设计考虑枚举的列生成算法求解模型。最后,以4家班轮公司在三大港口的船舶数据为基础进行算例测试与灵敏度分析。数值结果表明:本文构建的联合优化模型相较于传统泊位分配问题模型可分别降低28.38%的运营成本和26.25%的总成本;本文设计的算法能够在较短时间内求解300艘船的大规模问题,且相较于传统列生成算法有81.86%的计算速度提升;同时为港口与航运公司协调专用泊位出租价格、制定租赁策略提供建议。

关键词：水路运输泊位分配问题混合整数规划专用泊位列生成算法

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集装箱舱位分配与舱位租赁的感知价格研究

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 83-93页

作者：郑建风肖懿灵赵志昊褚艳玲大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

集装箱舱位的服务方式主要分为两类,即通过舱位分配服务货主和通过舱位租赁服务班轮公司。为提高集装箱舱位利用率的同时增加班轮公司收益,本文研究集装箱舱位分配与舱位租赁的感知价格,提出两阶段优化方法,第1阶段,研究船队部署和舱位... 详细信息

集装箱舱位的服务方式主要分为两类,即通过舱位分配服务货主和通过舱位租赁服务班轮公司。为提高集装箱舱位利用率的同时增加班轮公司收益,本文研究集装箱舱位分配与舱位租赁的感知价格,提出两阶段优化方法,第1阶段,研究船队部署和舱位分配问题,以班轮公司的总收益最大化为目标构建混合整数线性规划模型;第2阶段,在第1阶段模型结果的基础上,采用逆优化技术求解舱位租赁的感知价格。最后,以包含11条航线和46个港口的亚欧大洋洲集装箱运输网络进行算例分析和灵敏度分析。结果表明:各航线上的船队部署结果对集装箱运输需求量的变化比较敏感,对集装箱市场运价小幅度波动不太敏感;舱位租赁感知价格对集装箱运输需求量的变化和集装箱市场运价波动均敏感;班轮公司应时刻关注集装箱市场动态,以制定合理的船队部署、舱位分配和舱位租赁策略。

关键词：水路运输感知价格逆优化舱位租赁舱位分配

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FLNG船舶能量管理系统设计与性能优化

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3165-3176,I0019页

作者：夏睿王哲董博韩凤翚纪玉龙蔡文剑大连海事大学轮机工程学院辽宁省大连市116000

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。... 详细信息

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。该系统主要利用液态空气作为媒介储存和释放能量,通过液态空气冷能与混合制冷循环相结合实现天然气液化过程,在提高LNG生产性能的同时集成了CO_(2)液化循环和电力的生产,通过CO_(2)液化和剩余冷能发电提高系统的输出性能,实现了FLNG船舶冷能的多级利用,也为FLNG船舶冷能利用提供新方法,新途径。所提系统相较于基准模型具有更好的性能,在7.04年可实现成本回收。最后采用多目标性能优化,进一步提高系统㶲效率达60.67%,同时降低约2.3%的成本。该FLNG低温能量管理系统有高效、低耗、稳收益、低碳化等特点,可更好优化海上LNG供应链,促进航运业“双碳”发展。

关键词：浮式液化天然气生产储卸装置船舶低温能量管理液态空气储能系统设计多目标优化

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氨燃料管状SOFCs中热冲击影响与性能的模拟研究

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 191-202,I0016页

作者：赖彦辰王哲崔大安韩凤翚纪玉龙大连海事大学轮机工程学院辽宁省大连市116000

研究氨燃料固体氧化物燃料电池(solidoxidefuel cells,SOFCs)热冲击的产生机理将会给电池的温度管理、可靠性管理及电池的性能优化提供更多可能性。但由于化学、电化学的反应过程复杂、模型仿真所涉物理场较多,鲜有关于氨燃料SOFCs的仿... 详细信息

研究氨燃料固体氧化物燃料电池(solidoxidefuel cells,SOFCs)热冲击的产生机理将会给电池的温度管理、可靠性管理及电池的性能优化提供更多可能性。但由于化学、电化学的反应过程复杂、模型仿真所涉物理场较多,鲜有关于氨燃料SOFCs的仿真研究。为此,该文通过建立耦合了吸热的氨气裂解反应、电化学反应、局部电流分布、温度分布以及物质流动的仿真模型,分析了单个阴极支撑的管状直接氨气裂解SOFCs的热冲击(热应力和热对流)形成机理。研究得出,过快且不均衡的氨气裂解反应是电池局部低温产生的主要原因,这会直接造成电池整体出现376K的温差。通过采用氨气预重整的方法能使氨SOFCs在相同操作电压下温度分布更均匀,平均温度更高,在800℃的环境温度下96%预重整的氨SOFCs能将阳极的温度极值差从62.16 K降为1.0 K,电池内部的温度分布得到显著改善。该研究可为氨燃料SOFCs的热管理优化提供重要理论依据,此外,该文详细展示的氨燃料SOFCs耦合模型的建模方法可以为用其他富氢气体做燃料的SOFCs的模拟仿真研究提供思路。

关键词：固体氧化物燃料电池耦合建模热冲击温度与物质分布氨气裂解反应预重整

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全渠道电商库存路径及定价问题优化研究

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 223-230页

作者：杨华龙石兴江辛禹辰大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

针对全渠道模式下电商库存路径及定价问题,考虑各前置仓需求不确定因素,本文提出一种按照不同售卖渠道的商品差异化定价策略,通过设置电商关于需求不确定风险态度的保守系数,构建以总利润最大化为目标的混合整数非线性鲁棒优化模型,并... 详细信息

针对全渠道模式下电商库存路径及定价问题,考虑各前置仓需求不确定因素,本文提出一种按照不同售卖渠道的商品差异化定价策略,通过设置电商关于需求不确定风险态度的保守系数,构建以总利润最大化为目标的混合整数非线性鲁棒优化模型,并设计自适应模拟退火粒子群算法进行求解。选取含有10个和20个前置仓的两组算例,验证本文模型算法的适用性和有效性。实验分析结果显示,相比于统一定价,差异化定价可以提高电商总利润分别约5%和6%。敏感性分析结果表明,提升线上客户的线下购物体验以增加线上自提渠道客户数量,并组织线上营销活动以提高线上客户对电商促销努力的敏感度,能给电商带来更高的利润;掌控未来市场波动风险并准确预测需求信息以降低电商保守系数和需求最大偏离系数,亦可提高电商总利润。研究结论可为电商制定前置仓库存配送路径策略与各渠道商品定价方案提供参考。

关键词：物流工程库存路径及定价问题鲁棒优化模型全渠道电商自适应模拟退火粒子群算法