集装箱班轮航线调度的随机规划模型

集装箱班轮航线调度的随机规划模型

刘志勤[1]2000年在《集装箱班轮航线调度的随机规划模型》文中研究指明本文从经济上的合理性角度出发,着重考虑了班轮运输管理中不确定条件下航线调度的优化问题。在通过分析航运企业经营班轮航线的特点及其要素的基础上,提出了确定性条件下的优化模型,并重点讨论了航运企业经营中的不确定因素,为此建立了含有机会约束条件的随机规划模型,试图得出在不确定条件下的最优决策。这是运用随机规划原理在班轮调度中的一个粗浅的尝试。 全文分为五个部分:第一部分为引言:着重论述问题的提出及目前研究的现状;第二部分:在分析班轮航线的特点及有关因素的基础上,找出了影响航线优化的关键;第三部分:在假设市场条件不变的情况下,提出班轮航线调度的混合整数规划模型,并分析了影响决策的制约条件;第四部分:通过分析航运系统中的随机特性,以及航线调度优化问题中的不确定约束条件,引入随机规划的概念,并建立了满足一定置信水平的随机规划模型。最后,在通过实际算例的基础上,对比了两种模型所得的决策。从中可以看出:考虑了实际变动条件的随机规划模型所得的决策比没有考虑变动的确定性优化模型得出的决策,具有更好的应变能力和适应能力,效益更好。因而,该随机规划模型对航运企业在经营中有效地回避风险,提高经济效益,是有一定参考价值的。

金新道[2]2006年在《市场随机情况下集装箱班轮航线优化研究》文中提出集装箱运输自诞生之日起,已走过50年的历程。50年来,集装箱运输模式与概念发生了翻天覆地的变化,集装箱运输系统、制度与配套设施早被班轮公司发挥的淋漓尽致,令人眼花缭乱。 集装箱运输市场常常受到世界政治经济贸易环境、政策法规的改变、港口码头设施建设等因素的影响,这些影响因素常常具有突发性、不可预见性的特点,共同对集装箱运输市场产生随机或非随机的影响,这给班轮运输企业船舶调度和航线优化增加了风险和困难。 因此,在市场机制条件下,各大班轮公司如何把船舶安排到最佳航线上,使有限的船舶资源创造最大的经济效益,成为各大公司、高校研究的课题。本文主要针对随机市场条件下,如何进行航线优化展开初步探讨和研究,希望能对班轮运输企业航线优化有所帮助。本文内容结构如下: 第一章,绪论。介绍国内外关于航线优化的有关文章内容,讨论建立市场随机情况下集装箱班轮航线优化的可行性和必要性;第二章,集装箱班轮运输市场分析。通过对集装箱班轮运输市场供需分析,得出集装箱班轮运输市场的随机性特点,并分析了市场随机性对集装箱班轮航线优化的影响;第三章,随机规划理论概述,简要介绍随机机会约束的有关知识,并根据机会约束有关理论知识,分析了如何求解市场随机情况下航线优化问题;第四章,建立集装箱班轮网络随机规划模型;第五章,以一个实际的算例来验证网络随机规划模型的正确性,并与运量确定情况下模型结果进行分析比较,得出该模型的优越性和适用性;最后,第六章,结论部分。给出本文的结论及今后的研究方向和有待解决的问题。

王然[3]2009年在《集装箱班轮公司经营管理决策方法研究》文中认为随着全球经济一体化和贸易全球化的深入推进,航运业在国际贸易中发挥着越来越重要的作用,国际航运市场的竞争也日趋激烈,科学的经营管理决策对于航运企业的发展和核心竞争力的提高具有至关重要的作用。运价的制定、运力的控制与发展、航线的优化配置、成本控制、风险管理等问题,都是航运企业不得不面临的决策难题。航运企业,特别集装箱班轮企业,决策环境异常复杂,影响因素众多,存在很大的不可预见性和不确定性,决策内容又涉及广泛的领域以及诸多相互影响和制约的环节,要求决策者必须善于准确分析、把握多种变量因素的特性和发展趋势,做出合理的判断,提出科学的决策方案。论文运用先进的决策思想和理论,通过深入系统的研究,针对集装箱班轮公司经营管理的各个重要环节,提出了切实可行的决策方法,将为企业的科学决策起到积极的促进作用。论文首先对集装箱运输市场进行了分析,首次运用经济控制论模型对集装箱运输市场进行仿真预测,并通过对集装箱运输价格的调整,实现模型的反馈控制,从而达到符合预期的理想经营效果。参照以上市场预测结果,结合对航线配置主要因素的分析,论文在充分考虑运力和运量两大不确定因素的基础上,运用随机规划理论,有效解决了不同类型船舶在多港口、多航线上的配置问题,为航运企业航线优化配置提供有效的定量计算工具。根据以上市场预测结果以及企业航线配置和运力部署情况,论文针对集装箱调度中最核心的空箱调运环节,主要考虑了空箱运输成本、租箱费、堆场费三大影响因素,以成本最小化为目标,建立了空箱调运的计算模型,其特点是简单,实用,可操作性强,易于企业使用。船舶投资是集装箱班轮公司最重要、最核心也是投入最大的资产投资行为。班轮公司的市场预测、航线配置和实际经营情况,是船舶投资决策论证的重要基础。论文运用实物期权理论,开展了船舶投资决策的研究。运用实物期权方法进行投资决策与传统方法相比具有一定的优越性,更加符合企业实际,可以为航运企业船舶投资决策提供进一步的依据和参考。成本控制始终是集装箱班轮公司追求经营效益最大化的重要举措,而波动剧烈的燃油价格风险管理和成本控制是其中最难实施的一项内容。论文通过对燃油价格形成规律的分析,提出了燃油价格风险管理的对策建议,并运用相关决策模型,给出了燃油成本控制的主要措施和方法,以降低企业运营成本,提高市场综合竞争力。最后,论文通过对航运企业经营、管理、决策所有方面、各个环节营运风险的全面分析,运用专家知识和BP神经网络,建立了航运企业风险评价模型,并提出了应对风险的防范措施,以保证企业决策方案的有效实施,实现健康持续发展。航运业是一个特殊的行业。除面临的外部环境总是迅速变化外,集装箱班轮公司的内部管理环节众多,牵涉面广,流程复杂,管理者在进行决策时需要考虑很多复杂的制约因素。航运企业需求预测、经营调控、资源配置、船舶投资、生产运营、成本控制、风险管理等各个方面联系紧密,既协同互补又相互制约,某一环节的决策失误都可能产生连锁反应,造成企业的巨大损失。基于这个实际情况,论文按照“系统全面、重点突出、方法先进、科学有效”的研究思路,对集装箱班轮公司的经营管理决策方法提出了切合实际的一体化解决方案。

余璇[4]2014年在《基于最小最大后悔值的轴辐式班轮航线网络优化研究》文中进行了进一步梳理在竞争激烈、缓慢复苏的班轮运输市场,设计行之有效的班轮航线网络是对班轮公司有限的资源进行合理分配,从而降低公司运输成本以获得经营优势的重要手段。考虑到船舶的大型化发展以及班轮航运联盟的形成,越来越多的班轮公司采用轴辐式班轮航线网络替代多港挂靠网络以提高服务频率,并取得规模经济效应。轴辐式班轮航线网络决定着班轮公司未来多年的服务范围和服务水平,班轮公司为保证市场占有率,不会轻易对航线网络进行变更。运营过程中运输需求因素等具有较大的不确定性,需求的波动会使投入运营的航线网络与实际需求不匹配,造成班轮公司网络和运力资源投入过剩或不足,最终导致班轮公司的经济损失,承担较大的风险。班轮公司如何在需求波动的条件下合理设计航运网络,从而达到规避风险、实现长期经济收益,成为班轮公司管理决策的重点。因此,本文运用需求情景集反映班轮航线网络中的需求不确定性,针对某一特定需求情景建立单分配、枢纽港无容量限制、不允许支线港通航的轴辐式班轮航线网络优化模型,并引入最小最大后悔值理论建立不确定需求下的轴辐式班轮航线网络优化模型,从而帮助班轮公司规避风险,建立在中长期较为稳定的班轮航线网络。通过禁忌搜索算法的求解得到在不确定需求下、以班轮公司航线运营成本最小为目标时枢纽港的选择以及支线港的具体配置方案。最后以某公司运营的亚洲-西北欧航线为算例,通过查阅相关班轮公司的网站资料等形式收集航线、港口、集装箱运输量等相关数据,验证本文设计的不确定需求下的轴辐式班轮航线网络优化模型具有可行性,最终的优化结果具有鲁棒性,可以帮助班轮公司在需求波动的条件下建立在中长期能够保持合理性与可行性的班轮航线网络。

卜祥智[5]2005年在《基于收益管理的集装箱班轮舱位分配随机模型研究》文中研究表明伴随着集装箱运输业的迅猛发展和市场竞争的不断加剧,有关集装箱运输流转系统的优化已成为集装箱运输企业和相关组织关注的一大热点,而其中核心问题之一就是有关不确定环境下集装箱舱位的分配问题。传统的舱位分配问题是以提高承载率为目标的,而在目前市场竞争激烈、运价已降到很低的情况下,单纯提高承载率并不能达到增加利润的预期效果,企业应该改变以削减成本为目标的传统运营模式,应用收益管理的理念,进行基于市场细分的舱位分配以承载边际贡献率较大的货物,从而达到规避运价波动风险提高收益的目标。收益管理已在民航业应用多年并取得了显著的效益,其主要是采用能力分配和定价的手段来获取公司的最大收益。相对于民航业,目前集装箱班轮运输业还较少采用收益管理的相关思想和方法来开展业务,有关研究也不多见。 与民航业类似,集装箱班轮运输业也属于典型的服务业,具有应用收益管理的一些典型特点,如运输能力相对固定而且不可存储,但可以预销售;固定成本高而边际销售成本较低;需求可以分类,但波动性较大;市场竞争激烈等等。因而收益管理在集装箱班轮运输业也具有广阔的应用前景。然而,由于集装箱班轮运输业的不同特征,在航空客运业成功应用的收益管理方法不能完全照搬过来应用到货运业中。论文基于对集装箱班轮收益管理特征的详细分析,建立了集装箱班轮运输业收益管理的概念模型,并运用随机规划和动态规划的方法建立一系列的数学模型着重对其中的舱位分配问题进行分析。为了使决策者在合理的时间内得到满意的解决方案,本论文采用了机会约束规划和稳健优化方法对模型求解,此外,对一些参数进行评估和分析以便于决策者能确定适合其公司的恰当的收益管理策略。 由于贸易发展的不平衡和集装箱的可再用性特征,使得集装箱空箱的再分配问题成为集装箱班轮收益管理必须要面对的独特问题。针对此问题,论文分别建立了考虑与不考虑空箱调运的集装箱舱位分配随机规划模型,应用稳健优化方法将模型转化为便于求解的线性整数规划模型,并通过数值仿真

伍方凌[6]2015年在《集装箱班轮支线网络鲁棒优化模型研究》文中提出为了有效降低成本,满足日益复杂的运输需求,班轮公司开始通过枢纽港进行货物中转,建立轴辐式航线网络。轴辐式这一网络形式已成为班轮航线的主要形态。集装箱班轮运输网络设计是重要的物流问题,牵扯大量的资产和运营成本,作为班轮公司经营战略层面的关键问题,轴辐式网络优化设计可以有效降低运营成本,提高班轮公司的市场竞争力。而支线作为轴辐式网络的重要组成部分,是干线的支撑和补充,对支线网络进行优化是干线能够顺畅运转的关键。所以本文研究支线网络优化问题,并在该问题中考虑时间窗约束以及需求不确定性。集装箱班轮支线网络优化问题是带时间窗的车辆路径问题在海运领域的应用,船舶从枢纽港出发挂靠客户所在的支线港,服务完成后返回枢纽港,其中要求每个客户都能够得到服务,但只能由一艘船提供一次服务,且该服务应尽量在指定的服务时间窗内进行,该问题的优化目标是确定合适的路径,使得在满足约束条件的情况下完成全部服务的成本最小。本文围绕集装箱班轮运输中由枢纽港向各支线港进行疏港运输的支线网络优化问题。要求船舶到港时间满足时间约束,在枢纽港船舶载重量限制和各支线港时间窗限制基础上分析轴辐式支线网络优化问题。首先以总成本最小为目标函数建立了确定性带时间窗的班轮支线网络优化模型;由于支线港多为区域性小港口,所以在实践中支线港的货运需求通常是无法事先确定的,运输需求的不确定性会影响确定条件下的解的可行性,所以本文又提出集装箱班轮支线网络鲁棒优化模型对不确定条件下船舶的运输航线进行优化选择,其中需求不确定性通过情景集进行描述,最终验证得到鲁棒优化方法能很好地处理运输需求的不确定性。

李文欢[7]2007年在《集装箱班轮运输的航线网络优化研究》文中提出众所周知集装箱运输市场受着诸多突发因素的影响,如世界政治经济和贸易环境的变化、政策法规的改变、港口码头的建设等等,这些因素给班轮运输企业的生产经营增加了风险和困难。为了减少这些因素带来的不利影响,各大班轮公司主要的做法是合理安排船舶和航线,尽量使有限的船舶运力创造最大的经济效益,因此,船舶与航线网路的优化配置就成为航运界最关注的问题。基于上述问题,本文试图运用图论中的旅行商问题(TSP)模型以及整数规划等方法研究和讨论集装箱班轮运输的航线网络优化,研究成果将对班轮运输企业航线优化提供一种可行的方法,从而提高航运公司的船舶与航线合理配置的有效性。本文的主要研究内容如下;1.通过寻找图论的特点与航线网络的共通之处,研究了将图论的理论与方法应用在集装箱班轮运输航线网络优化问题中的适用性。根据对国内外研究现状的分析,学者们对于集装箱班轮运输航线网络中的船队调度和航线选择问题的研究相对匮乏,班轮公司的规划人员通常根据自己丰富的航海经验,通过一定量的经济分析在有限的几种方案中比较作出决策,从而使数学方法在这一领域的应用非常缓慢。运用图论的理论与方法,可以将集装箱班轮运输网络的各组成要素直观地用图表示出来,更为直观,使计算过程相对简化。2.建立了集装箱班轮运输航线网络优化模型,并提出了模型具体的演算过程。确立了本文所研究的集装箱班轮运输航线网络模型所需达到的最终目标是经营航线的总运输成本最低,模型的限制条件是满足货源地港口货物出运需求、合理安排运力即集装箱班轮运输船舶、保证集装箱班轮航线的班期。运用MTSP模型生成船队可行的航行路线,运用整数规划理论得出最终的最优化结果。3.通过实际调研,以长江中下游集装箱班轮运输航线网络为算例的研究范围,对大量的数据进行归纳总结之后得到了模型算例所需的数据。将这些数据代入模型进行计算,运用LINGO等相关软件对文中提出的集装箱班轮运输航线网络优化模型的实施进行了调试,得出了最终的最优航线网络和最低航线网络经营成本。以此来验证集装箱班轮运输航线网络优化模型的可操作性。本文通过对模型的进一步改变,对模型的拓展性进行了更深入的分析。通过本文的研究和讨论,为集装箱班轮运输航线网络优化提供了更为科学的理论依据。

庄广达[8]2013年在《需求不确定下班轮航线配船鲁棒优化模型研究》文中认为随着世界贸易的发展,集装箱班轮运输市场也呈高速发展之势,世界班轮船队规模越来越大。2008年经济危机的到来以及目前后经济危机的不断蔓延,更加凸显海运运力过剩的问题,海运业日益激烈的竞争迫使各班轮公司纷纷采取减速、停航等各种措施。在班轮运输市场处于低谷时期,班轮公司如何合理调整经营策略显得尤为重要,其中班轮航线上船舶的优化配置是提高企业竞争能力、规避风险等方面的非常重要的经营策略。集装箱班轮运输易受很多不确定因素影响,如政治、经济、社会外部环境、市场需求、船舶技术经济性能等等,然而在众多因素中由世界贸易产生的集装箱运输需求是最为至关重要的。需求的不确定将对班轮航线配船产生很大的影响,考虑需求不确定因素能够提高航线配船决策的科学性。因此,本文旨在研究需求不确定下的班轮航线配船问题,运用鲁棒优化方法来解决不确定优化问题,为航运企业的航线配船决策提供可行的理论和方法。本文在认真分析了国内外相关研究的基础上,首先系统归纳了不确定优化方法;简单介绍了航线配船理论;结合班轮航线配船问题的特点,先针对集装箱运输需求确定的情况建立需求确定下班轮航线配船模型,收集相关船舶运营数据,并通过算例分析对模型进行检验;其次,对需求确定下的班轮航线配船方法进行新的探索,构建需求不确定下班轮航线配船的鲁棒优化模型,将鲁棒优化结果与确定性模型最优解进行比较;最后,对全文工作进行了总结,指出了本研究的不足,并对今后的研究做了展望。

范陶[9]2009年在《集装箱航线优化运行中的在港均衡作业量研究》文中进行了进一步梳理随着集装箱船舶大型化,以及集装箱班轮航线结构复杂化的趋势,如何对集装箱班轮航线进行合理的设计及如何科学地经营管理航线以取得更高的经济效益,成了航运企业迫切需要解决的问题。同时,上述这些问题也引起了理论界的足够关注。目前关于航线设计的理论已较为成熟,关于具体运作层面的问题,虽然有很多空箱调运和舱位分配的研究,但是却缺少将这二者充分结合起来从航线运行的整体角度来解决问题的研究。正是基于此,本文在充分考虑空箱调运,临时租、存箱引起的机会成本的基础上,通过寻求集装箱班轮航线在各个挂靠港口合理的空重箱装卸量以及它们之间的关系,将这二者化为一个问题,对集装箱班轮航线的运行进行了整体优化。本文首先将集装箱班轮航线的组织营运划分为服务网络设计期和运营管理期,并对这两个时期的关键性决策进行了分析;随后,在上述分析的基础上,对集装箱班轮航线优化运行问题进行了概括和总结,并分析了影响集装箱班轮航线优化运行的各种因素。接着,本文充分分析了航线运行中调箱/租箱决策与舱位分配的关系,并用各港空重箱装卸量将它们表示出来,从而建立了集装箱班轮航线优化运行模型。在对模型进行分析和对可能的结果进行预期的基础上,本文用一个环绕航线的数字实验证明了模型的可操作性并得出了以下结论:对于运营船舶大小、航速相同的集装箱班轮航线,在市场货运需求相对稳定的情况下,船舶在任意挂靠港口的装箱总量与卸箱总量保持相等时,航线可维持自身的均衡运行。

吴晓东[10]2007年在《基于收益管理的海运集装箱运力分配研究》文中研究表明近年来,海运集装箱运输业发展日趋迅速,海运集装箱已成为国际运输市场中占统治地位的运输方式。伴随着不断加剧的市场竞争,海运集装箱运输业出现供大于求的现象。此外,世界贸易不平衡和集装箱管理水平落后等问题,使得船运公司面临着严峻的挑战。单纯靠提高承载率和提高运价的传统方法,船运公司已经很难实现利润的增长。为此,船运公司应该转变传统经营模式,应用收益管理的理念,通过合理分配运力来提高市场竞争力。在这种背景下,本文选取一家国际船运公司为研究对象,研究了海运集装箱运力分配问题。本论文基于已有的研究成果,根据海运集装箱运输业的实际情况,分析了收益管理在该行业应用的可行性。海运集装箱属于典型的服务行业,具有应用收益管理的一些典型特点如运力相对固定而且不能储存,固定成本高而边际成本较低等,因此收益管理在海运集装箱业具有广阔的运用前景。同时海运集装箱业也具有自己的特征,所以不能照搬航空收益管理的方法,必须结合本行业的特征进行研究。本论文分析了影响海运集装箱运力分配的主要因素,为优化模型的建立提供了依据。本论文在以上分析的基础上,基于收益管理的思想,建立了考虑空箱调运的多航段随机规划模型,并引用随机规划中的机会约束理论求解了模型。为了更好地分析海运集装箱运力分配问题,本论文给出了数值算例,并对数值算例进行了灵敏度分析。最后本论文结合某国际集装箱船运公司的实际情况,分析了该公司在运力分配方面面临的挑战,并建立优化模型,得出了运力分配方案。与该公司现有运力分配方案相比,模型的运力分配方案可获得较佳的收益。本论文在建立模型时,综合考虑了空箱调度、空箱租赁、集装箱运输路径选择、多航段及需求的不确定性等因素,研究成果是对海运集装箱收益管理理论定量研究方面的补充,同时在实际运用中将为企业的经营决策提供科学的决策依据,有利于提高企业在市场中的竞争力。

参考文献:

[1]. 集装箱班轮航线调度的随机规划模型[D]. 刘志勤. 上海海运学院. 2000

[2]. 市场随机情况下集装箱班轮航线优化研究[D]. 金新道. 上海海事大学. 2006

[3]. 集装箱班轮公司经营管理决策方法研究[D]. 王然. 大连海事大学. 2009

[4]. 基于最小最大后悔值的轴辐式班轮航线网络优化研究[D]. 余璇. 大连海事大学. 2014

[5]. 基于收益管理的集装箱班轮舱位分配随机模型研究[D]. 卜祥智. 西南交通大学. 2005

[6]. 集装箱班轮支线网络鲁棒优化模型研究[D]. 伍方凌. 大连海事大学. 2015

[7]. 集装箱班轮运输的航线网络优化研究[D]. 李文欢. 上海海事大学. 2007

[8]. 需求不确定下班轮航线配船鲁棒优化模型研究[D]. 庄广达. 大连海事大学. 2013

[9]. 集装箱航线优化运行中的在港均衡作业量研究[D]. 范陶. 大连海事大学. 2009

[10]. 基于收益管理的海运集装箱运力分配研究[D]. 吴晓东. 四川大学. 2007

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集装箱班轮航线调度的随机规划模型
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