基于鲁棒优化的集装箱海运网络模型研究

发布时间：2020-09-17 17:31

　　集装箱枢纽辐射式海运网络的优势在于能够降低单箱运输成本,产生巨大规模经济效益,这种网络构型客观上决定集装箱船舶大型化,集装箱港口深水化、现代化的发展。为了追求最大的经济效益,实现集装箱运输总成本最小的目的,合理选择枢纽港口、优化集装箱运输路径、构建稳定的集装箱海运网络就成为班轮公司长期战略决策问题。尤其是受世界金融危机的影响,世界贸易出现萎缩,航运业首当其冲地受到强烈冲击,大量空箱囤积码头,集装箱运力部分闲置,班轮公司面临艰巨考验。因此,科学合理地构建集装箱海运网络,最大程度地降低风险是当前十分紧迫的问题。集装箱海运网络优化问题是复杂的NP-C问题,以往的研究大多是在确定性的基础上进行的。然而,集装箱运输市场总是受各种不确定性因素的影响,如需求和成本的不确定性、世界政治经济和贸易环境的变化、自然灾害、新港口的建设等等,这些因素往往会给班轮公司组织生产带来重大的影响。为了降低这些不确定性因素所带来的风险,就要用合理的优化方法进行集装箱海运网络的构建,增加系统的鲁棒性。鲁棒优化作为研究不确定优化问题的一种新方法,近年来广泛应用于生产调度、物流规划、智能交通系统等问题的研究,受到国内外学者的青睐。利用鲁棒优化方法进行集装箱海运网络的研究,是本论文的一个尝试。本文在总结鲁棒优化方法最新研究进展的基础上,从运输成本规模经济和范围经济的层面上分析枢纽辐射式海运网络形成的经济机理。针对不确定情形下枢纽港选择,以集装箱运输总成本最小为目标,建立海运网络的相对鲁棒优化模型。最后通过选取三大国际集装箱干线上十五个外贸出口型港口构成集装箱海运网络,应用改进的MMAS算法进行求解,得到航线、船舶服务频率和船型配置以及枢纽港鲁棒解集合;同时对集装箱海运网络的鲁棒性进行了分析。本论文结论显示,鲁棒优化方法在集装箱海运网络优化问题上能得到很好的应用,优化出的鲁棒解具有较好的鲁棒性,能为班轮公司合理选择枢纽港,进一步布置集装箱运输航线及船型配置提供参考依据。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：U695.22
【部分图文】：

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使集装箱船舶的大型化，集装箱港口的深水化。在这种时代大背景下，各班轮公司和港口运营商为追求最佳的经济效益，普遍接受的集装箱运输网络为枢纽辐射式海运网络 (HubandSpokeNetwork)，简称H一S网络。图3.1表示的是H一S网络的示意图。图3.1集装箱枢纽辐射式海运网络示意图 Fig.3.lHubandsPokenetworkforeontalner传统的点到点运输网络 (PoinitoPoiniNetwork)，简称P一P网络，完全采用直达航线，集装箱由起始港直接运往目的港不需要经过中间港口进行挂靠或中转。这种网络虽然可以使货物迅速运达目的地，但是因为各航线独立运作，没有整合并班，导致多数航线的班轮平均载箱率过低，港站设施利用率低，整体规模性能没有发挥出来。H一S网络最突出的优势为规模经济，即在枢纽和链路上产生交通流的集聚，增加了链路上的运输密度，使采用大型运输工具成为可能，并进一步提高己有运输工具利用效率

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图3.2单一分配和多重分配H一S网络示意图Fig.3.2HubandsPokenetworkforSingle一distributionandMulti一distribution谓单一分配是指非枢纽港只能和一个枢纽港相连接，流进、流出该非枢纽港都必须经过与其连接的唯一枢纽港进行中转运输;所谓多重分配是非枢纽港

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完全H一S网络是指枢纽港之间通过干线完全连接，其他港口不直接连接，非枢纽港之间的集装箱运输必须经过枢纽港进行中转运输。混合H一S网络则允许非枢纽港之间进行直达运输。图3.3分别给出了完全H一S网络和混合H一S网络的示意图。在集装箱远洋运输系统中，由于各港口地理区位差异、自然条件不同、生产规模迥异，导致能够挂靠的集装箱船舶类型也大相径庭，因此，在集装箱海运网络决策中需要根据各港口自身条

【参考文献】