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《上海交通大学》 2008年
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集装箱船舶配载计划优化研究

车鉴  
【摘要】: 配载是集装箱运输的一个核心环节。配载主要解决船舶在装载集装箱时,在保证船舶运营的安全性和经济性的基础上,制定集装箱在船上的装载位置的计划,并可以在此基础上形成集装箱装卸顺序。配载计划质量的高低直接影响船舶的安全性能和码头装卸作业的效率。研究配载的优化问题,对集装箱码头的现代化管理和集装箱船舶运输都有广泛的工程背景和应用价值。 集装箱船配载问题是带有复杂约束的多目标组合优化问题,期望通过单一理论模型来解决配载的所有问题是很困难的,本文在大量研究和考虑配载问题的特点的基础上提出将配载问题分解为两个子问题,然后根据各个子问题的特点采取不同的方法解决,从而降低问题的难度。 本文首先研究的是堆场集装箱组到船上单元块的分配问题,也是在预配载图的限制基础上,结合堆场的情况,将堆场上集装箱组集装箱分配到船上单元块,使得分配最为合理,在此基础上可以提高设备利用效率。最后创新性地建立了一个整数线性规划模型,并根据问题的特点和实际的配载规则,设计了相应的启发式算法,并用算例验证了模型和算法的可行性。 接下来的子问题需要考虑了双40英尺集装箱起重机的特点,是一个崭新的课题,所以在研究第二个问题之前,本文对双40英尺集装箱起重机操作模式以及不同的工作模式的特点与限制条件进行了详细分析。从而为进行基于双40英尺集装箱起重机的配载计划优化打下基础。 在前面两部分基础上,接着研究了箱位配载的优化问题,也就是如何将该堆场上的集装箱组中的各种类型的集装箱指派到船上具体的箱位。着重考虑双40尺操作最大化,不完全的遵守预配载图的限制,以及优化重量分布,建立了一个多目标优化数学模型,基于问题特点采用了模拟退火方法给出算法流程,并用算例验证了模型和算法的可行性。 本文通过对配载问题的大量研究,为了在以往研究基础上有所突破,尝试把堆场和设备的因素考虑进优化模型,探讨一种新的优化思路和方法。这也是本文的两个主要创新点。并且本文通过将问题分解为两个子问题降低问题的难度,然后根据各个子问题的特点分别建立了数学规划模型,给出了算法和算例,证实了本文研究方法的可行性,从而做出了一次有益的尝试。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U695.22

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