考慮空箱調(diào)撥的班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

考慮空箱調(diào)撥的班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計作者：孟強指導老師：鐘銘第五小組Linershippingservicenetworkdesignwithemptycontainerrepositioning整理ppt小組分工任務(wù)成員第一章：前言滕川川第二章：參數(shù)和假設(shè)吳暖、張藝第三章：數(shù)學模型張國平、林哲豪第四章：算例邢玉偉、劉同超第五章：結(jié)論滕禹整理ppt摘要考慮空箱調(diào)撥的軸輻式-多港掛靠混合模式下的班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計研究問題模型：混合整數(shù)線性規(guī)劃求解技術(shù)：CPLEX整理ppt1引言

軸輻式-多港掛靠混合模式集裝箱轉(zhuǎn)運成本和裝卸時間不能夠被忽略。集裝箱可以在包括喂給港在內(nèi)的任何兩個港口之間實現(xiàn)直達運輸。兩個獨特的性質(zhì)港口間貨流的不均衡產(chǎn)生的原因空箱調(diào)撥問題決策總運營成本最小為目標，航線選擇船舶配置，重箱空箱的艙位分配整理ppt1.1文獻綜述兩種主要關(guān)于船舶運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的研究2.班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計1.不定期船舶運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計解決船舶路徑和船隊配置問題不定期船運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計☆考慮軸輻式運營☆不考慮軸輻式運營班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計整理ppt傳統(tǒng)軸輻式班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人物（時間）研究內(nèi)容Fagerholt（1999）提出“設(shè)置分區(qū)”模型，枚舉所有可能的運輸線路并盡可能的把單一運輸線路聯(lián)合成多運輸線路Fagerholt（2004）Fagerholt擴展該模型，用來解決異構(gòu)船隊問題，針對每一種類型的船舶在給定成本結(jié)構(gòu)、容量和航速的情況下進行研究Sambracos等人（2004）假設(shè)一個均勻船隊在航運支線上，從一個端港到其他12個港口調(diào)運集裝箱，以最小的運營成本（包括燃油消耗和港口費用）Karlaftis等人（2009）Karlaftis等人推廣，考慮集裝箱的提取、交付和時間期限，并把該問題歸為考慮集裝箱提取、交付和時間窗的車輛路徑問題整理ppt不考慮軸輻式運營的班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人物（時間）研究內(nèi)容RanaandVickson（1988）針對一個單一航線，開創(chuàng)性地建立了一個混合整數(shù)線性規(guī)劃模型RanaandVickson（1991）擴展上述模型研究多航線問題，使用拉格朗日松弛法求解Shintani等人（2007）放松港口掛靠次序預(yù)定并且考慮空箱調(diào)撥，設(shè)計單一運輸路線，使用遺傳算法求解AgarwalandErgun（2008）提出基于多種商品的時空網(wǎng)絡(luò)模型，該模型覆蓋了多種船型的船隊、周班服務(wù)頻率和貨物轉(zhuǎn)運。為了簡化在港口的轉(zhuǎn)運成本在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計階段并沒有考慮，且船舶在港口的滯留時間為常量整理ppt軸輻式和多港掛靠式成本效益對比人物（時間）研究內(nèi)容HsuandHsieh（2007）兩目標優(yōu)化模型—運輸成本和庫存成本最小，決定通過樞紐港轉(zhuǎn)運或直接到卸貨港。該模型涵蓋船舶配置（船舶大小、船舶類型組合和服務(wù)頻率）Imai等人（2006）通過博弈論模型研究百萬集裝箱船舶的經(jīng)濟可行性Imai等人（2009）基于上述模型，考慮空箱調(diào)撥，比較傳統(tǒng)軸輻式網(wǎng)絡(luò)和多港掛靠式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的效率整理ppt1.2貢獻現(xiàn)有文獻沒有考慮軸輻式-多港掛靠運營模式，也很少關(guān)注空箱調(diào)撥問題。本文研究的——考慮空箱調(diào)撥的軸輻式-多港掛靠混合模式的班輪運輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是一個新的研究問題。應(yīng)對建模困難，本文引入一個叫做“分段（segment）”的新概念整理ppt考慮了軸輻式-多港掛靠混合模式，空箱調(diào)撥，班輪運輸服務(wù)頻率，裝卸時間和轉(zhuǎn)運成本等實際問題通過軸輻式-多港掛靠混合模式來比較單純軸輻式網(wǎng)絡(luò)和多港掛靠式網(wǎng)絡(luò)的成本效益將空箱調(diào)撥由運作層問題上升為戰(zhàn)術(shù)層問

題貢獻1貢獻31.2貢獻貢獻2整理ppt2參數(shù)和假設(shè)樞紐港:喂給港:航段（leg）12345/6I表達式為了記錄一條航線的兩個連續(xù)的港口i,i=1,…Nr1,i=Nr+1=整理ppt樞紐港2參數(shù)和假設(shè)分段（segment）<k,l>∈S例如：<JK,HK>同一條航線132i=1,航段<pr1,pr2>其它整理ppt2.1重箱運載計劃（LCSP）樞紐港整理ppt2.2空箱調(diào)撥富余短缺平衡5000TEU5000TEU4000TEU空箱運輸比重箱的運載計劃設(shè)計更加困難整理ppt2.3可行的船舶配置方案(SDP)航次總時間海上航行時間在港時間SDP固定時間（備用時間）可變時間——在港的裝卸時間大船比小船的效率要高整理ppt2.3可行的船舶配置方案(SDP)V型船舶的容量裝卸效率不小于它的最小整數(shù)<<<<式中參數(shù)30%和40%反應(yīng)了總泊位占用時間百分比的兩種極端情況整理ppt2.3可行的船舶配置方案(SDP)航線總成本固定成本可變成本Cost固定成本：燃油消耗的成本，運河費，和在港口?？抗潭ǔ杀究勺兂杀荆翰次徽加玫幕ㄙM綜合（與占用時間和）整理ppt3數(shù)學模型問題描述：整理ppt3數(shù)學模型固定營運成本(美元/周)，主要包括燃油消耗的成本，運河費和在港口?？抗潭ǔ杀?，設(shè)為固定常數(shù)總運營成本函數(shù)：整理ppt3數(shù)學模型在航線r上配備v型m組，每組中船舶數(shù)量pq2000TEU往返航程14天發(fā)班頻率為一周一班吃水限制，只能停靠1000TEU，那么該航線仍需要配置2組船，每組2艘1000TEU的船。此時n=2（r=1，v=1000TEU）航線需要配置2組，每組1艘2000TEU的船。此時n=1（r=1，v=2000TEU）總運營成本函數(shù)：整理ppt3數(shù)學模型總運營成本函數(shù)：v型船在港口k重箱的裝船費率(美元/TEU)v型船在港口l重的卸船費率(美元/TEU)航線r中

分段(segment)上在港口k裝船港口l卸船的每周重箱運輸量(TEUs/周)整理ppt3數(shù)學模型v型船在港口pri空箱的裝卸船費率(美元/TEU)總運營成本函數(shù)：在航線r上的第i個停靠港pri的每周空箱裝船數(shù)量(TEUs/周)在航線r上的第i個?？扛踦ri的每周空箱卸船數(shù)量(TEUs/周)整理ppt3數(shù)學模型固定成本重箱運輸量的可變成本空箱調(diào)撥的可變成本總運營成本函數(shù)目標函數(shù)整理ppt3數(shù)學模型約束條件每一OD對港口之間所有分段式路徑上的集裝箱運輸量之和等于該港口對之間集裝箱需求量，即供需平衡每周從p港到q港的分段式路徑h上的重箱運輸量(TEUs/周)每周從p港到q港重箱運輸需求量(TEUs/周)整理ppt3數(shù)學模型經(jīng)過某一分段的所有路徑上的重箱運輸量等于該分段上的總的重箱運輸量航線r中

分段(segment)上在港口k裝船港口l卸船的每周重箱運輸量(TEUs/周)每周從p港到q港的分段式路徑h上的重箱運輸量(TEUs/周)樞紐港整理ppt3數(shù)學模型確保滿足所有的空箱調(diào)撥任務(wù)在航線r上的第i個?？扛踦ri的每周空箱裝船數(shù)量(TEUs/周)在航線r上的第i個?？扛踦ri的每周空箱卸船數(shù)量(TEUs/周)整理ppt3數(shù)學模型空箱流量守恒。i+1i+2i航線r的航段(leg)上的每周空箱調(diào)撥量(TEUs/周)整理ppt3數(shù)學模型所有船舶配置方案中每條航段上的船舶能力限制約束每個船舶配置方案不得超出最大泊位占用時間整理ppt3數(shù)學模型在船舶配置方案中每一個港口要至少被一艘船舶掛靠，因為任何一個港口要么是出發(fā)港要么是目的港或轉(zhuǎn)運港。在空箱不足和中控箱平衡的港口沒有空箱裝船在空箱剩余和中空箱平衡的港口沒有空箱卸船整理ppt3數(shù)學模型整理ppt使用由46個港口組成的亞-歐-大洋洲運輸網(wǎng)絡(luò)來生成24個實例，這24個實例是由三個維度組合生成：備選航線集合R、船型集合S和港口之間重箱運輸需求集合D4算例整理ppt4.1實例測試兩種航線備選集合整理ppt船型的三個層次4.1實例測試整理ppt四種運輸需求集合4.1實例測試整理ppt4.2結(jié)果分析NO.SDP由R和S決定，隨著其數(shù)量增加而增加整理ppt4.2結(jié)果分析NO.LCSP與R和D集合相聯(lián)系整理ppt模型的計算性能Time(R60)>Time(R40)整理ppt模型的計算性能CPU計算時間一般隨著船型數(shù)和O-D對數(shù)量增長而增長結(jié)論：這24個問題實例所需的平均CPU計算時間是6min，這個被提出的模型可以應(yīng)用于解決實際問題整理ppt管理啟示1.在相同備選航線和船型的條件下，總的運營成本是隨著OD港口對數(shù)量的增加而增加的2.對于相同的集裝箱運輸需求，總的運營成本隨著船型數(shù)和備選航線數(shù)的增加而減少結(jié)論：我們可以通過設(shè)計更多的備選航線來減少運營成本，但是納入更多的備選航線是要耗費更長的計算時間的。班輪公司必須在方案質(zhì)量和計算時間之間找到平衡點。整理ppt運輸量分析24個實例中運輸?shù)募b箱總量中平均有32.4%為空箱。在港裝船的集裝箱平均有25.6%是空箱。整理ppt4.3與純軸輻式和純多港掛靠式的比較整理ppt4.4考慮到空箱調(diào)撥的影響整理ppt5結(jié)論TextinhereTextinhere1.提出的模型可以通過CPLEX有效求解。2.綜合考慮軸輻式和多港掛靠