基于鲁棒优化的船用油库存路径研究

摘要

随着航运业的发展，我国船用油供应市场出现了空前的繁荣，越来越多的船供油供应商进入到该行业;截止到2016年，我国船用油消费总量达780万吨。船用燃料油的需求受原油价格和挂靠港口船舶数量、港口吞吐量等因素影响较大，不确定性较强。本文针对船用燃料油的需求不确定，研究船用燃料油的库存路径问题，以Z公司为例，通过一组异构船队将一种船用燃料油从一个配送港向多个需求港进行配送，并在每个需求港的储油罐进行存储，为之后在该港口停靠的需要加油的船舶提供加油服务。详细介绍了在一定规划期内，各需求港来往的船舶对于该港口储存的船用燃料油需求的不确定，且需求港的库存容量一定的情况下，如何在满足需求的情况下确定最优路径使得总成本最小。
　　本文建立混合整数规划模型，首先建立需求确定下船用燃料油的库存路径模型，包括路径流约束、库存约束、泊位约束以及船舶载重约束等，确定最优路径和配送量，使得总的航行成本和库存成本以及惩罚成本之和最小。
　　本文考虑到各需求港在各时期来往船舶的燃料油需求不确定，在确定性模型的基础上，引入不确定预算参数，建立两阶段鲁棒优化模型，考虑当需求扰动率不同，不确定预算不同的情况下，模型的鲁棒性以及总成本的变动情况。本文采用CPLEX12.4软件分别对需求确定以及两阶段鲁棒优化模型进行求解，结果表明，一方面，当需求的偏离值越大的时候，总成本的变动越大，同时随着模型的鲁棒性的提高，总成本即解的鲁棒性对需求的扰动越来越敏感。另一方面，当需求的偏离值一定时，Γt的值越大，模型的鲁棒性越强，但是解的鲁棒性较弱，即总成本较大;反之当Γt的值越小时，解的鲁棒性越强，模型的鲁棒性越弱。两阶段鲁棒优化模型通过补偿函数有效控制了解的鲁棒性和模型的鲁棒性。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

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 船用燃料油库存路径问题研究综述

1．2．2 车辆库存路径问题研究

1．2．3 文献综述总结

1．3 研究内容和方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 论文技术路线

第2章 相关理论基础

2．1 船用燃料油海运库存路径问题

2．1．1 船用燃料油海运库存路径问题概念及影响要素

2．1．2 海运库存路径问题的基本模型

2．1．3 海运库存路径问题求解方法

2．2 鲁棒优化方法

2．2．1 Bertsimas提出的不确定预算鲁棒优化方法

2．2．2 两阶段鲁棒优化方法

第3章 需求不确定下船用油库存路径鲁棒优化模型

3．1 问题描述

3．2 问题假设与符号说明

3．2．1 问题假设

3．2．2 符号说明

3．3 模型建立

3．3．1 需求确定下船用燃料油库存路径模型建立

3．3．2 需求不确定下两阶段船用油库存路径鲁棒优化模型建立

3．4 割平面算法

第4章 算例分析

4．1 参数

4．2 结果分析

4．2．1 需求确定下船用油库存路径模型的求解结果

4．2．2 两阶段船用油库存路径鲁棒优化模型的求解结果

4．2．3 需求波动对模型鲁棒性的影响

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢