《環狀航線中貨櫃選擇和配積載問題聯合最佳化研究》是依託上海大學，由王寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：環狀航線中貨櫃選擇和配積載問題聯合最佳化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王寧
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
貨櫃的屬性（航段、重量）影響船舶的配積載，從而影響運輸成本。已有配積載的研究均集中於如何配積載給定的若干貨櫃以最小化成本。從最大化利潤的角度，我們擴展配積載問題的研究視角，將貨櫃選擇和配積載這兩個上下游問題聯合起來，做整體最佳化。本項目分別解決單港口、環狀航線、考慮穩性三種情況下如何選擇貨櫃、如何裝卸貨櫃的問題。已有文獻中多港口問題一般假設單向航線，本項目中的環狀航線是單向航線的一般化形式。本項目提出（1）單港口下貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題；（2）環狀航線中貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題；（3）確保船舶穩性的環狀航線貨櫃選擇和積載聯合最佳化問題。我們將分析三個問題的結構特點，擬嘗試從數學模型、分支限界、分支切平面和啟發式算法多個角度進行最佳化求解，力爭在算法上取得創新，並為航運企業的運營決策提供理論和實踐支持。
結題摘要
航運中的服務運作管理對航運企業的經濟利益和發展有重要影響。中國航運公司數量眾多，但在經營管理和服務素質上水平不高。最近5年，國內排名最前的中遠集運的平均毛利率水平落後於馬士基航運10%以上。本項目圍繞貨櫃碼頭操作問題開展研究，研究的第一部分問題為貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題，具體包括兩個四問題：（1）單港口下貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題；（2）線性航線中貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題；（3）環狀航線中貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題；（4）確保船舶穩性的環狀航線貨櫃選擇和配積載聯合最佳化問題。第二部分研究以堆疊數目最小化為目標的貨櫃配積載問題，具體包括兩個子問題：（1）線性航線下貨櫃船舶配積載所用堆疊最小化問題；（2）環狀航線下貨櫃船舶配積載所用堆疊最小化問題。第三部分研究提箱順序不確定的貨櫃預翻箱問題，具體包括兩個子問題：（1）分組視角下提箱順序不確定貨櫃預翻箱問題；（2）時間窗視角下提箱順序不確定貨櫃預翻箱問題。項目團隊分析了這些問題的特徵，提出了一些特性和結論，對部分問題建立了整數規劃模型，並設計了貪心算法和基因算法。計算實驗表明，項目團隊提出的算法性能優異。項目累計發表SCI論文3篇，EI論文2篇，培養碩士研究生7名，指導的學生獲得上海大學本科生學術論壇二等獎（2019）。隨著無人化碼頭的大力發展，類似於本項目的智慧型算法可以由機器精準實現。在最佳化算法的輔助下，現代化無人碼頭的效率將會極大提升。考慮到中國貨櫃港口的吞吐量，預期將會帶來極其可觀的經濟效益。
