港口群集装箱驳运航线优化方法研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的:

水路驳运是在各锚地、码头和各装卸公司之间,利用港口所属驳船在港区范围或者港口之间内接转、移动和运送货物的作业行为,是港口集疏货物的重要方法。以广州港“穿梭巴士”服务为例,该服务由是广州港股份有限公司下属船务公司具体经营,为客户提供定点、定班、定价的驳船运输服务。自2006年7月首次开通南沙-黄埔线后,至今网络已全面覆盖黄埔、东莞、中山、江门、珠海、肇庆、佛山、惠州、清远、梧州、洋浦、钦州等地区各主要码头,运输量从2007年的7万标准箱增长到2016年的135万标准箱,十年间运输规模翻了近20倍。由此可见,港口群水路驳运有着广阔的应用前景和发展空间。

近年来,随着港口产业升级,运输货物附加值增加,货主对运输成本敏感性降低,而对港口服务如航线的完备性、运输的时效性、通关手续的简化等要求提高,这也对驳运船舶的运行和运输效率提出了新的要求。

1.2现状:


由于水运费用大概为陆运费用的20%,目前,越来越多的进出口货物,都选择集装箱运输,我国形成了环渤海湾、长三角及长江流域、珠三角及珠江流域等三大主要集装箱支线驳船运输区域。集装箱运输可以实现标准化、规模化和自动化,同时很容易形成多式联运,不仅方便货物的集中单元化运输,而且对货物有很好的包裹性和保护性。目前我国集装箱码头自动化程度最高的——洋山四期自动化码头,基本实现了集装箱在堆场的全自动化运行,岸桥将集装箱运到堆场后,全部由AGV小车实现箱体的转运,大大提高了生产效率,对传统码头有划时代的转型意义。即便如此,集装箱的海上运输依然存在很多问题,不能够充分发挥其经济性。集装箱驳运路径优化问题,是各大港口无法避免但急需解决的问题,控制和减少集装箱运营成本是影响港口经营状况的关键因素,运输路线的选取直接影响企业的经济效益。很多传统的集装箱作业研究,着力于提高集装箱的装卸效率,减少船舶的靠岸时间,同时提升港区的服务效率,以此来实现效益的增收。但是,近几年随着经济的发展,外贸比例日益增加,很多集装箱业务涉及到报关手续,同时订舱、选港等因素也限制着集装箱运输的发展[1]。航船费用有很大一部分是燃油费用,因此大幅度降低油耗,合理规划航线是亟待解决的问题。

参考国内外文献,国外也有不少研究班船航线的案例,而他们主要采用了船舶运行图法、动态规划法及线性规划法等方法;有关海上班轮运输的研究有很多,主要是针对船舶调度优化问题,空箱调度问题以及挂靠港选择、挂靠港的顺序选择问题等有关的研究。BANDLL和STENT设计了最优船队规模的模型与枢纽港船舶调度模型,FAGERHOLT通过分割法针对挪威海岸班轮运输服务的集装箱班轮公司的船队优化问题进行了研究,但该算法的前提是船舶的航速相同,后来FAGERHOLT和LINDSTAD提出新的算法以适应不同航速的船舶优化问题。集装箱船舶在多个港口间的航线规划问题,KRISHAN RANAN和R.G.VICKSON建立了以利润最大化为目标,运量、运力、时间为约束的非线性规划模型,并通过拉格朗日松弛算法和计算机程序求解,该模型主要解决了船舶在多个港口枢纽港与支线港选择的问题及其航线规划方案,但是在当时的条件下,求解过程过于复杂。后来,KRISHAN RANAN和R.G.VICKSON通过拉格朗日松弛分析法对集装箱航线网诺进行优化研究,建立多船舶多港口的集装箱航线优化模型,主要解决在需求量已知的前提下,驳运航线优化问题。韩国学者赵诚哲和A.N.PERAKIS建立了集装箱船队整数线性规划优化模型,通过货流一航线矩阵的模式,系统的将港口、货源流向、航线、船舶因素进行匹配,这一理论的提出,一定程度上弥补了航线优化研究的片面性。[2] Monemi R N[23]提出了一种考虑船队规划与空箱调运以及网络设计的建模框架,使用了Benders方法求解该模型,并基于实际的例子证明该方法解决此类问题十分有效。

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