基于运营环境不确定性的不定期船调度研究

摘要

不定期船自身无固定挂靠港口、无固定航线的特点使得船东面临诸多信息未知而又复杂多变的市场环境。本文重点研究船队经营者在经营环境存在多种不确定因素干扰的情况下为船队规划一个中短期船队任务，主要包含各船舶在研究期内经营区域选择、货物选择及如何依据货物受载期时间窗确定其访问各货物的时间顺序。
　　本文首先研究决策者将自身控制的船舶按何种比例在规划期结束时配置到不同的洋区进行运营。市场上其他大多数竞争者在相似的市场水平下做出的船队航线选择决策非常具有借鉴意义。我们依据调查得到的其他船舶航线选择数据，利用SVM方法可以系统地分析市场水平与船舶航线选择之间的映射关系，从而可以依据决策时的市场水平得到决策期结束时的船队航线选择方案。
　　在确定各船舶在规划期结束时所在的区域后，继续研究船舶或货盘在可能受外界不确定性因素影响下，发生船期延误、货盘变动的情况时，如何对整个船队访问各货盘的路径进行调度。从而建立了鲁棒优化模型，结合聚合策略对船舶访问货盘顺序及时间进行了有效优化。
　　在实际市场中，很多货盘受载期时间窗存在较强的随机性。针对此类问题，我们接下来重点研究了货盘时间窗具有随机性的船舶路线规划与调度问题。本文对部分货物出口量较大的港口进行了船舶等泊时间调查，总结出在部分港口特定时间内船舶的等泊时间符合一定统计规律。结合不同船东对于等泊时间风险的接受程度从而可以将不确定的时间窗约束转化为确定性约束进行求解。
　　通过多阶段模型构建与实例计算，我们可以得出本文所设计的模型计算效率 与求解精度均具有较满意的效果，可以为实际市场中决策者面对诸多不确定性因素进行船队规划提供相应的处理方法。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景与研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 本文研究主要内容

1．3 研究方法

1．4 论文结构

第2章 文献综述

2．1 船队规划概述

2．2 船队规划研究方法回顾

2．3 船队航线规划与调度问题研究回顾

2．4 基于不确定性的系统优化问题研究回顾

2．5 本章小结

第3章 基于支持向量机的不定期船运营区域选择方法

3．1 问题背景

3．2 不定期船船队航线选择预测模型

3．2．1 应用SVM预测干散货船队航线选择

3．2．2 支持向量机介绍

3．3 实例分析

3．3．1 假设条件

3．3．2 数据收集与分析

3．3．3 参数标定

3．3．4 实例计算及不同模型的比较

3．4 本章小结

第4章 运输供给与需求不确定性背景下的不定期船调度问题

4．1 问题背景

4．2 问题描述与模型建立

4．2．1 问题描述

4．2．2 模型建立

4．3 鲁棒优化介绍

4．4 实例计算与结果分析

4．4．1 实例计算

4．4．2 实例结果分析

4．5 本章小结

第5章 基于货盘时间窗具有不确定性的不定期船调度问题

5．1 问题背景

5．2 问题描述及模型建立

5．2．1 问题描述

5．2．2 模型建立

5．3 机会约束处理

5．4 模型求解

5．4．1 船舶路径问题的子问题集合划分模型

5．4．2 列生成算法介绍

5．4．3 定价子问题

5．4．4 求解流程

5．5 实例计算与结果分析

5．5．1 实例问题描述

5．5．2 测试不同随机参数计算结果

5．5．3 与其他算法对比

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

附表

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介