基于免疫遗传算法的集装箱空箱调运优化及其仿真分析

论文摘要

集装箱运输代表了海上先进生产力的发展方向,是国际贸易的最主要运输手段。随着集装箱运输业的迅猛发展,港口进出口箱量不断增长,而由于贸易的自然不平衡,港口空箱供求矛盾日趋显著,国际航运业不可避免地面临着严重的空箱调运问题。据统计,近年来世界上每年的空箱调运费用高达50亿美元。空箱调运问题正引起航运界的高度重视,空箱调运的优化研究已成为十分紧迫的研究课题,空箱调运的合理与否将对船公司产生越来越重要的影响。实践证明,通过加强箱务管理,减少空箱调运量是完全可以实现的。因此,合理而高效地进行集装箱空箱调运对于减少空箱调运数量、降低空箱调运成本、缩短运输时间至关重要。本文首先在对大量文献资料阅读、分析、研究的基础上,针对空箱调运问题的产生原因、特点、要素等进行了系统的介绍,深刻的剖析了空箱调运问题的实质。在此基础上,本文以集装箱空箱调运成本最低为优化目标,在分析了现行集装箱空箱周转流程的基础上,提出了一种新的空箱调运流程。进而建立了集装箱空箱调运解析模型,用数学的方式诠释了空箱调运过程,设计了基于免疫遗传算法的优化解法,并基于实际调查及预测的数据进行了仿真对比实验。然后,本文以青岛港为对象进行了实证研究,实验结果表明所提出的空箱调运方案很大程度上减少了空箱调运成本,而且有助于缓解港口交通拥挤,显示了新流程及其调运方法的有效性。最后,对全文的工作进行了总结,同时提出了本文的不足之处及今后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.3 本文的研究方法和结构
• 第2章 集装箱空箱调运问题分析
• 2.1 集装箱空箱调运问题产生原因概述
• 2.1.1 主观原因
• 2.1.2 客观原因
• 2.2 集装箱空箱调运问题的特点
• 2.3 空箱调运要素分析
• 2.3.1 空箱调运管理的现状
• 2.3.2 空箱调运优化研究的必要性
• 2.3.3 空箱调运所要解决的核心问题
• 2.3.4 空箱调运系统的目标
• 2.3.5 空箱调运的流程
• 第3章 集装箱空箱周转流程分析
• 3.1 现行集装箱空箱周转流程
• 3.1.1 进口集装箱空箱周转流程
• 3.1.2 出口集装箱空箱周转流程
• 3.2 改进的集装箱空箱周转流程
• 第4章 模型的建立与优化
• 4.1 模型建立
• 4.1.1 问题的假设和符号说明
• 4.1.2 数学模型
• 4.2 优化解法
• 4.2.1 Jula et al的解法
• 4.2.2 本文提出的解决方法
• 第5章 模拟仿真及对比实验结果分析
• 5.1 仿真对象选取
• 5.2 仿真具体操作方案
• 5.2.1 现行调运方案
• 5.2.2 改进的调运方案
• 5.3 实证分析
• 5.3.1 2006年港口空箱实际情形
• 5.3.2 2010年港口空箱预测情形
• 5.3.3 2015年港口空箱预测情形
• 5.4 仿真结果分析
• 5.4.1 现行调运方案与改进的调运方案的比较
• 5.4.2 改变平均运输速度的情形
• 5.4.3 改变设计参数的情形
• 第6章 结论
• 6.1 全文总结
• 6.2 不足与研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表文章
• 致谢
• 研究生履历