大型集装箱港区公路集疏运网络多目标优化研究

发布时间：2020-11-08 19:00

　　 随着集装箱运输业的不断发展,港口吞吐量逐年增长,集装箱港口规模不断扩大,建设与港口规模相匹配的集疏运系统,就成了保障港口服务水平的重要因素之一。集装箱港区公路集疏运网络同时承担着船舶随机到港派生的货运交通运量和日益增长的城市交通运量,受二者的耦合作用影响,具有交通流混合程度高、事故易发性以及车辆拥堵几率大等特点。由于公路集疏运网络中港城交通流矛盾的内在关系,且集疏港通道选择与港口吞吐量存在的强关联性,很难直观地通过规划路网中相应路段的运输功能,将混合交通流分而治之来提高公路网络的货运集疏港效率。因此,本研究在解析集装箱港区货运交通生成机理的基础上,分析集装箱港区公路集疏运网络交通特征,厘清港城交通矛盾与港口集疏运通道选择之间的内在关系,融合静态交通流分配理论,在多目标优化方法的指导下,构建大型集装箱港区公路集疏运网络多目标优化模型。首先,以港口集疏运交通流作为研究对象,以集疏港效率最佳和对城市交通干扰度最小作为优化目标,以道路功能属性为求解变量,满足现实条件下相应的约束,构建集装箱港区集疏运网络多目标优化模型。然后,分析模型特点,以及NSGA-Ⅱ算法和改进的Dial算法的功能和原理,设计以NSGA-Ⅱ算法为核心框架,以Dial算法作为实现交通流分配的功能性函数的融合算法,针对研究提出的网络多目标优化问题,求解公路集疏运网络中最优子路网的pareto解集。最后,以北方某大型集装箱港区为例,利用本研究提出的多目标优化模型求解未来规划年内港区满负荷运营状态下的集疏港通道最优选择的pareto解集。研究结果表明,本文提出的优化模型可以解决实际港区多OD条件下的路径优化问题,港区货运交通流集疏港效率与货运交通对城市交通干扰度两者存在着此消彼长的内在关系。本研究提出的网络多目标优化模型可以很好的解决港区规划设计阶段集疏运通道选择的问题,为科学合理的设计集疏运体系提供了理论支撑。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U691;U491
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究综述
        1.2.1 港口集疏运交通特征相关研究
        1.2.2 港口集疏运系统规划方法相关研究
        1.2.3 多目标优化方法在交通领域应用
        1.2.4 研究综述小结
    1.3 主要研究内容与方法
    1.4 论文结构
2 研究基础
    2.1 集装箱港区公路集疏运网络交通特征
        2.1.1 集装箱港区集疏运网络交通组成
        2.1.2 集装箱港区集疏运网络货运交通生成机理
        2.1.3 集装箱港区集疏运网络货运交通影响
    2.2 静态交通流分配理论
        2.2.1 交通流平衡问题
        2.2.2 非平衡交通分配方法
        2.2.3 交通阻抗
    2.3 多目标优化理论
        2.3.1 多目标优化问题描述
        2.3.2 多目标遗传算法特点
    2.4 本章小结
3 大型集装箱港区公路集疏运网络多目标优化模型
    3.1 问题描述
    3.2 假设条件
    3.3 模型构建
        3.3.1 优化目标设计
        3.3.2 优化目标分析
    3.4 本章小结
4 基于NSGA-Ⅱ与Dial的融合算法构建
    4.1 带精英选择策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）
        4.1.1 快速非支配排序
        4.1.2 种群多样性保护机制
    4.2 基于改进的Dial算法的静态多路径配流模型
        4.2.1 传统Dial算法的基本原理
        4.2.2 有效路径的重新定义
    4.3 NSGA-Ⅱ与Dial融合算法构建
        4.3.1 种群初始化设计
        4.3.2 交叉算子和变异算子设计
        4.3.3 路网连通性检查修正算子
    4.4 本章小结
5 实例分析
    5.1 港区描述
    5.2 基本参数设定
        5.2.1 路网基本参数
        5.2.2 算法基本参数
    5.3 优化结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘旋;;黄骅港集疏运体系研究[J];物流工程与管理;2020年01期

2 金焕;孟会涛;沙蓓蓓;;珠海港经济腹地煤炭需求分布及区域内集疏运体系优化的调查与研究[J];物流工程与管理;2019年01期

3 刘明杰;;铜陵市江北新区集疏运体系构建研究[J];现代商业;2018年13期

4 陈祥燕;陈伟炯;吕长红;;国际航运中心城市集疏运体系发展现状与未来趋势[J];港口经济;2014年05期

5 许强;李丽君;;连云港航运集疏运体系亟待完善[J];中国港口;2014年09期

6 陈玲子;;上海港集疏运体系发展对策研究[J];黑龙江对外经贸;2011年05期

7 陈欣;范东涛;过秀成;;轨道交通在机场地面集疏运体系中的应用[J];都市快轨交通;2010年04期

8 郑荣翠;;沿海贸易港口的集装箱内河集疏运体系设计[J];物流技术;2015年04期

9 姚金莹;;港口高速公路集疏运通道探讨[J];交通世界;2019年Z1期

10 肖睿;;大秦线集疏运体系优化研究[J];铁道运输与经济;2011年01期

相关博士学位论文 前1条

1 秦灿灿;大型机场旅客集疏运体系规划研究[D];同济大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 梁辉;大型集装箱港区公路集疏运网络多目标优化研究[D];大连理工大学;2019年

2 李金泽;基于集疏运网络的甩挂调度优化[D];大连海事大学;2018年

3 王冠泽;天津港X公司集疏运体系评价研究[D];大连海事大学;2018年

4 谭龙;考虑环境成本的A港集装箱内陆集疏运网络优化[D];大连海事大学;2017年

5 董敏;中国沿海港口公路集疏运体系适应性研究[D];大连理工大学;2012年

6 杨啸;极端降水对港口及其集疏运通道的影响研究[D];大连理工大学;2017年

7 华松逸;基于可达性的机场集疏运道路网分层规划方法研究[D];南京航空航天大学;2017年

8 张锋;我国当代城市航站楼设计研究[D];西安建筑科技大学;2016年

9 陈墨翟;港口集疏运网络立交节点建设时序优化研究[D];大连理工大学;2017年

10 肖城;长江经济带航运中心建设对开放型经济的层次推进作用研究[D];东南大学;2015年

本文编号：2875198