沿海支线集装箱运输网络优化研究

论文摘要

随着全球贸易的快速增长,国际集装箱运输量大幅提升,船舶大型化趋势愈演愈烈,集装箱港口也功能分化日益明显,影响到了整个海上集装箱运输网络体系的演化。目前,集装箱班轮运输已形成干线网和支线网为一体的航线网络。作为集装箱班轮航线网络的重要组成部分,支线运输网络是集装箱枢纽港和干线运输的重要支撑,也是干线运输网络顺利运转的重要保障。而目前沿海支线运输市场还不成熟,如何科学地解决支线集装箱运输网络优化问题,降低支线运营成本,提高班轮公司的市场竞争力,已成为班轮公司关注的焦点,也是航运界面临的重要课题。本文旨在研究沿海支线集装箱运输网络优化问题,试图为沿海支线集装箱运输网络的优化和设计提供可行的理论和方法。本文在认真分析了国内外相关研究的基础上,提出了沿海支线集装箱运输网络基本理论,并对单枢纽港的沿海支线集装箱运输网络优化问题进行分级;然后从系统成本优化的角度出发,建立沿海支线集装箱运输网络混合整数规划模型,通过运力、运量、网络及时间窗约束,使得整个网络总成本最小,并引入粒子群优化算法进行求解;最后以经营环渤海支线集装箱运输的A公司为例,对多船舶多挂靠港的沿海支线集装箱运输网络进行优化,计算出了较合理的环渤海支线集装箱运输网络。结果表明,经过航线的优化安排,A公司航次运营成本大大降低,说明了本文提出的优化模型对沿海支线集装箱运输网络优化问题的适用性和有效性强;同时采用实数编码,通过构造2N维空间有效地解决了沿海支线集装箱运输网络中多港口多船舶的优化问题,此外,引入的粒子群算法在解决该问题时运算速度快、编码解码简单,较快地收敛到最优解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外相关研究综述
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 研究方法及思路
• 第2章 沿海支线集装箱运输网络基本理论
• 2.1 集装箱班轮航线网络
• 2.1.1 集装箱班轮航线网络定义
• 2.1.2 集装箱班轮航线网络的分类
• 2.1.3 集装箱班轮航线网络的演化
• 2.2 沿海支线集装箱运输网络的界定
• 2.2.1 沿海支线集装箱运输的内涵
• 2.2.2 沿海支线集装箱运输的特性
• 2.2.3 沿海支线集装箱运输网络阐释
• 2.2.4 沿海支线集装箱运输网络成本构成
• 2.3 沿海支线集装箱运输网络优化问题
• 2.3.1 沿海支线集装箱网络优化问题提出
• 2.3.2 沿海支线集装箱运输网络优化的意义
• 2.3.3 沿海支线集装箱运输网络优化的基本原则
• 2.3.4 沿海支线集装箱运输网络优化的主要内容
• 2.3.5 沿海支线集装箱运输网络设计及优化步骤
• 第3章 沿海支线集装箱运输网络优化模型及算法
• 3.1 沿海支线集装箱运输网络优化模型构建
• 3.1.1 模型假设
• 3.1.2 模型建立
• 3.1.3 相关变量及参数说明
• 3.1.4 部分参数计算说明
• 3.2 粒子群优化算法
• 3.2.1 粒子群算法原理
• 3.2.2 粒子群算法行为分析
• 3.2.3 粒子群算法与遗传算法的性能比较
• 3.2.4 粒子群算法的实现步骤
• 3.3 模型求解
• 3.3.1 编码设计
• 3.3.2 适应值函数
• 3.3.3 算法实现过程
• 第4章 实证分析
• 4.1 概况
• 4.2 相关数据说明
• 4.2.1 基础数据
• 4.2.2 成本计算说明
• 4.3 计算结果
• 4.4 结果分析
• 4.5 小结
• 第5章 结论
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历