我国水上石油物流系统与分拨运输网络研究

摘要

石油作为我国最大宗的水运物资之一，具有物流网络庞大、物资品种繁多、运输组织复杂等特点，在物流理念日趋深化的今天，按照物流系统工程的思想来研究、规划、建设我国国际、国内水上石油物流与分拨运输网络系统势在必行。本论文的主要内容是建立水上石油物流系统优化模型，研究其算法，最终提出规划方案和建议，围绕以上问题，本论文主要进行了如下的研究工作： (1)在对国内外石油物流及水上石油物流系统相关文献进行研究和评述的基础上，界定了石油物流的内涵、构成要素，分析了石油物流系统的结构及其复杂性，进而界定了水上石油物流系统的含义及其功能要素，提出了水上石油物流系统研究的内容和体系。 (2)建立了我国国际、国内水上石油物流系统的动力学模型，并对影响水上石油物流系统的主要因素指标进行了宏观政策仿真分析，通过所建立的模型模拟了水上石油物流系统的运作机理，提出了影响水上石油物流系统运作的主要环境参数和控制变量。 (3)对我国水上石油物流系统进行合理规划，是建立在对水上石油物流发展趋势科学预测基础上的。本论文在建立系统动力学、灰色系统、回归分析等单项预测模型的基础上，提出了基于误差最小的线性规划组合预测模型，并将该方法应用于我国水上石油物流供需量的预测，为后续模型与方法的构建及验证提供了数据依据。 (4)水上石油物流分拨中心选址是一个多个中心选址问题，首先建立了石油物流分拨中心选址模型，该模型是非线性混合整数规划模型，对于此类选址问题的优化采用常规的方法容易收敛于局部最优解，而遗传算法适合应用于大规模、非线性函数、含离散变量等情况下的全局优化问题，在求解速度和质量上远超过常规方法，是一种高效的近似算法，因此，文中采用了遗传算法进行优化求解，并证明了该模型和方法的实用性和可靠性。为了进一步描述我国水上石油分拨系统的空间布局，结合石油物流分拨中心选址的原则和因素特征，采用模糊聚类的方法对我国石油港口进行聚类分析，得出了在我国将形成由一个网络、四个区域、七个中心、八个干线港口及众多支线港口为辅助的水上石油物流分拨系统网络的结论。 (5)石油运输网络系统是由多种运输方式交织在一起所组成的复杂系统，其中以船舶为运输载体，以港口为节点的水上石油物流运输系统处于一个非常重要的地位。我国水上石油物流系统宏观优化的一个重要问题是对国际、国内石油运输网络进行合理布局和优化，文中对运输网络优化方法进行综述的基础上，分析了我国水上石油运输系统的结构及其复杂性，建立了多货种、多目标、多源多汇的水上石油运输网络的规划模型，并对其进行优化求解，对我国水上石油运输提出了针对性建议。 (6)对于水上石油运输网络规划的一个重要问题是对我国各石油运输航线的船舶进行合理的配置和进行船队发展规划。特别是随着水上石油物流量的不断增加以及石油运输安全战略的实施，中国石油运输船队迎来了良好的发展契机。应该认识到合理进行船队规划、提高船队综合实力、保持竞争优势的重要性，因而有必要对如何发展船队、船队的合理构成等进行研究和探讨。文中引入了线性规划方法，建立了航线配船和船队规划的数学模型，并采用Visual Basic与Fortran混合编程的方法进行了计算机软件的实现，结合具体实例说明了该方法的应用及其效果，该系统可以为我国油轮运输船队的发展规划提供决策支持。 (7)论文最后进行了研究工作的系统总结，并为进一步研究指出了方向，例如考虑多种运输方式即水路运输、管道运输、陆路运输的石油物流系统综合优化问题等等。 本文选择我国水上石油物流系统作为研究对象，建立了相应的理论模型，提出了各模型适合的算法，解决了我国水上石油物流与分拨运输网络系统布局和优化问题，所提出的关于我国水上石油物流系统规划方案和建议对于完善我国水上石油物流体系及其物流分拨运输网络具有重要的理论价值和现实意义。

目录

文摘

英文文摘

大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明

创新点摘要

第1章绪论

1.1研究背景及选题意义

1.2研究文献综述

1.2.1国内外关于石油物流系统研究评述

1.2.2国内外关于水运石油物流系统研究评述

1.3本论文的研究路线

1.3.1研究思路与目标

1.3.2论文主要研究内容

1.3.3技术路线与论文组织结构

1.4本章小结

第2章石油物流及水上石油物流系统分析

2.1物流及物流系统基本理论

2.1.1物流的概念及内涵

2.1.2物流系统的含义及特征

2.2石油物流及石油物流系统分析

2.2.1石油物流的界定

2.2.2石油物流的构成要素

2.2.3石油物流系统网络结构及其复杂性

2.3水上石油物流系统分析

2.3.1水上石油物流系统的界定

2.3.2水上石油物流系统的构成要素

2.3.3水上石油物流系统的功能要素

2.4本章小结

第3章水上石油物流系统动力学模型及其仿真分析

3.1系统动力学原理及建模特点

3.1.1基本原理

3.1.2建模特点

3.2我国水上石油物流的系统动力学模型

3.2.1水上石油物流系统系统动力学建模过程

3.2.2建模工具的选择

3.2.3国际水上石油物流系统的运作机理及因果关系

3.2.4国际水上石油物流系统动力学模型的构建

3.2.5国内水上石油物流系统的运作机理及因果关系

3.2.6国内水上石油物流系统动力学模型的构建

3.3水上石油物流系统动力学模型的验证与仿真

3.3.1主要参数的确定

3.3.2模型的验证

3.3.3模拟结果的输出

3.3.4政策模拟仿真

3.3.5我国水上石油物流系统的控制参数

3.4本章小结

第4章水上石油物流需求量组合预测模型和方法

4.1我国石油物流总体供需状况分析

4.1.1我国石油生产与消费量分析

4.1.2中国石油进出口状况分析

4.2水上石油物流需求量单项预测模型的选择和建立

4.2.1回归分析预测模型

4.2.2灰色系统预测模型

4.2.3系统动力学预测模型

4.3基于误差绝对值最小的组合预测模型的建立

4.4模型实际应用与预测结果分析

4.4.1单项模型预测结果及误差分析

4.4.2组合预测结果

4.5本章小结

第5章水上石油物流分拨中心选址问题及空间布局优化

5.1水上石油物流分拨中心研究的重要意义

5.2物流分拨中心选址优化方法综述

5.3基于遗传算法的我国水上石油物流分拨中心选址模型及优化

5.3.1我国水上石油物流分拨系统构造及船型选择

5.3.2我国水上石油物流分拨中心选址模型

5.3.3遗传算法的基本理论

5.3.4水上石油物流分拨中心选址模型的遗传算法解决策略

5.3.5实际算例及优化结果分析

5.4基于模糊聚类的我国水上石油物流分拨中心宏观布局分析

5.4.1水上石油物流分拨中心选址原则与因素特征

5.4.2模糊聚类分析方法

5.4.3水上石油物流分拨中心布局的模糊聚类分析

5.5本章小结

第6章水上石油运输网络多目标规划模型及优化求解

6.1运输网络优化模型与方法综述

6.1.1运输网络概述

6.1.2运输网络规划模型概述

6.1.3运输网络优化方法

6.2我国水上石油运输网络系统结构分析

6.3水上石油运输网络规划模型

6.3.1优化目标的分析及确定

6.3.2水上石油运输网络多目标优化模型

6.3.3相关参数的确定

6.4水上石油运输网络多目标优化模型算法设计

6.4.1 Fuzzy线性规划的原理及方法

6.4.2多目标运输网络优化问题的Fuzzy线性规划解法

6.5模型验证及结果分析

6.5.1已知参数

6.5.2优化结果

6.5.3结果分析及建议

6.6本章小结

第7章水上石油运输航线配船与船队规划模型及系统设计

7.1相关假设与数学模型的建立

7.1.1相关假设

7.1.2数学模型的建立

7.2基于VB与Fortran混合编程的系统设计与实现

7.2.1系统设计思想

7.2.2优化程序模块的设计

7.2.3 VB系统界面的开发与Fortran外壳程序的同步运行

7.3水上石油运输系统航线配船与船队规划方案

7.3.1规划期及期初船型数量

7.3.2航线归纳及其运量预测

7.3.3船型选择与单船年运量及营运成本测算

7.3.4新船造价及退役计划

7.3.5优化结果

7.4本章小结

第8章全文总结与研究展望

8.1论文工作总结

8.2研究工作展望

参考文献

附录

攻读博士学位期间公开发表的论文及攻读博士期间参与及负责的科研项目

致谢

研究生履历