基于京杭运河的多站点航运协调调度问题的研究

论文摘要

京杭大运河是我国南北的交通大动脉,对经济发展起着巨大作用。然而,京杭运河“梗阻”现象一度非常严重,货运量的剧增已使运河通航能力无法满足实际运输需求,有必要进行调度管理的研究以提高河流通过能力。目前已有的航运调度方面的研究,均未对河流中两个以上的船闸站点进行协调调度。京杭运河航线长,船闸站点多,适合进行多站点航运协调调度的研究。本文以京杭运河为背景,对多站点航运协调调度进行了研究。论文建立了多站点航运协调调度的模型。模型综合考虑了平均闸室面积利用率最大,平均等待时间与船闸服务水平等级对应等待时间的商最小化和和船闸运行成本最小三个性能指标。论文在模型的目标函数中引入船闸服务水平等级因子,使得目标函数进一步体现船闸的服务质量。基于协调调度的思想,论文提出了相邻站点耦合约束关系,并详细介绍了该约束关系的实现。船舶静态权重在船舶调度问题中有重要作用,影响船舶静态权重的因素很多。论文应用粗糙集理论,分析船舶调度的历史数据,对影响船舶静态权重的因素进行重要性排序。根据分析结果,建立了船舶静态权重评价模型,求解船舶的静态权重。为验证模型可行性和有效性,论文设计了仿真优化算法,并依据苏北运河上船舶的概率统计信息,模拟产生过闸船舶,应用MATLAB软件对模型进行仿真求解。仿真结果表明了模型和算法的有效性。论文所建立的多站点协调调度模型可为类似的多站点航运调度提供借鉴,论文所研究的算法可以为今后类似问题的求解提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文的章节安排
• 2 多站点航运协调调度模型
• 2.1 京杭运河概况
• 2.2 模型建立
• 3 船舶静态权重分析
• 3.1 粗集的基本概念
• 3.2 知识依赖性及其量度
• 3.3 影响船舶静态权重因素的分析
• 3.4 船舶静态权重生成模型
• 4 单航向的多站点协调调度模型仿真求解
• 4.1 协调调度算法
• 4.2 同一站点相邻船闸协调配合的实现
• 4.3 相邻站点耦合约束的实现
• 4.4 船舶排闸算法
• 4.5 仿真优化
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目