摘要：液化天然气运输船舶在航行过程中,可利用其装载货物的自然蒸发气与强制蒸发气作为船舶动力燃料。根据这一实际情况,提出混合蒸发气动力模式下液化天然气海运航线配船优化方法。通过构建船舶航速、蒸发气消耗量及航次交付量之间的关联函数,权衡液化天然气强制蒸发量与航次成本间的反馈关系。考虑自有船和定期租船、航次运输时间、蒸发损失等因素,以液化天然气船队年运营成本最低为目标,设计混合蒸发气管理策略,建立液化天然气海上运输航线配船与航速联合优化模型。根据模型特点,将遗传算法与优化软件相结合,提出基于模型分解的嵌套求解算法。最后,以航运企业实际运营数据为背景开展案例分析,计算结果表明,采用混合蒸发气管理策略可使航运企业运营成本降低7.13%,船队闲置率降低4.8%。敏感性分析结果表明,随液化天然气现货价的增高,采用混合蒸发气管理策略调整强制蒸发气用量对企业运营成本的降低效果更加显著。

摘要：当考虑船舶在全球范围不同航区的航线上分派调遣时,由于不同航区间距离较长,船舶在不同航区之间调遣航行的时间也较长,而以往采用的在同一航区的不同航线上配置船舶的优化方法不能计入这种影响。为解决这一问题,首先设计了以调遣成本最小为目标的航区间船舶调遣策略,然后以总成本最小为目标,建立大宗工业物资运输运力配置的两阶段混合整数非线性优化模型。针对这一复杂的模型,设计了两阶段求解方法。与直接以总成本最小为目标的模型及对应算法相比,两阶段求解方法能够更加准确快速地求得最优解,且问题规模越大,优化效果越明显。研究结果表明,该两阶段优化方法对航运企业跨航区运力配置决策的制定具有更符合实际的应用价值。

摘要：针对新冠疫情与“双碳战略”背景下的航线配船和货物分配问题,为满足班轮公司对船队运输效率、经济效益、服务质量和环保效益平衡发展的要求,以船队平均舱位利用率和营运利润最大以及货物时间价值损失与单箱碳排放量最小为目标,建立班轮航线配船与货物分配多目标优化模型。根据子问题间的内在联系,将模型分解为双层模型,上层采用混合整数非线性规划处理航线配船及航速优化问题,下层采用线性规划处理货物分配问题,基于NSGA-Ⅱ算法框架设计求解算法,以某班轮公司船队为例进行分析。结果表明:该模型与优化求解方法具有可行性,并且班轮公司可采取小幅提速和增加中小型船舶数量的混合策略,在满足更多货运需求、应对港口拥堵的同时,实现碳减排的效果。

摘要：维修保障船能够实现远海受损舰船的现场维修,当其进入舰船维修市场时将与修船厂形成一定程度的竞争。为解决维修保障船模式与修船厂模式维修远海受损舰船的最优定价问题,通过分析这两种维修模式在时空以及成本方面的差异,建立维修保障船与修船厂的定价博弈双层规划模型,并设计迭代算法实现模型的求解。以维修远海船体受损的舰船为例,求得了两者的最优定价、最大收益以及船东对两种维修模式的需求,验证了模型与算法的有效性,并分析了调遣距离、舰船受损程度、海上维修技术难度等因素对维修保障船与修船厂定价博弈的影响。该方法能够为维修保障船与修船厂的经营者提供最优定价策略,为两种维修模式的定价博弈提供理论支持。

摘要：针对船舶路径规划中较少考虑海洋气象环境影响的问题,以保证航行安全为前提、以航行耗时最短为目标,建立一种风浪流作用下船舶路径智能规划方法。首先,计算风、波浪和水流的干扰力导致的船舶失速。其次,考虑碍航区边界不规则特性利用凸包算法构建安全航行空间,基于Maklink法和Dijkstra算法求解初始路径。然后,为提高算法收敛速度设计了交叉变异算子自适应进化的改进遗传算法,采用主从并行机制实现自适应遗传算法对初始路径优化。最后,对该方法进行仿真实验,并与未考虑水深限制和风浪流干扰的情况对比。结果表明:该方法规划的路径能够成功避开不安全航行水域,并使航行耗时缩短,有助于提升船舶航行效率,助力船舶智能化发展。

摘要：受地形限制,多山地区存在一些区域之间空间距离很近,但实际通行路线需绕行较远的问题。为提高各区域之间的交通便捷性,从整体路网规划层面研究了隧道与盘山公路协同建设问题。首先在原有路网基础上,依据出行距离最短策略,建立多山地区路网的网络模型,用以衡量原有路网下居民的出行便捷性。在此基础上,以投资额度限制为约束,以单位投资费用下居民年平均出行距离缩短值最大为目标,建立考虑隧道与盘山公路的多山地区路网优化模型,并基于遗传算法设计模型的求解方法。最后以烟台芝罘区中部多山地区路网为例,得到了隧道与盘山公路协同建设下路网优化方案,并分析了该方案下各出行路径长度降低的比例,通过敏感性分析研究了投资额度对投资效率的影响规律,为主管部门确定合理的投资额度提供参考。

摘要：针对“船舶航行诱导”的定义尚未确定,船舶交通流诱导缺乏理论支撑的现状,借鉴道路交通中车辆诱导系统的定义和功能,提出船舶航行诱导系统的概念,并对其架构进行初步设计。对船舶与车辆的尺度和操纵性等参数进行比较,并对船舶交通流与车辆交通流进行定量和定性分析;借鉴道路车辆交通诱导的理念和性质,归纳船舶航行诱导的定义,在此基础上初步设计船舶航行诱导系统的架构。该研究有助于丰富水上智能交通领域的理论基础,为船舶航行诱导系统研究提供参考。

摘要：为提高火车渡轮的装载量和装卸效率,提高火车渡轮引桥对船型的适应性,设计了一种以短轨构成,并在相邻接短轨之间预留一定伸缩间隙的柔性轨道。推导了柔性轨道段在进行船岸对接时的整体弯曲变形几何关系和轨道间隙变化量的计算公式,计算了柔性轨道在不同弯曲变形状态下各设计参数的对应数值。从几何变形关系及其数值分析方面证明了该柔性轨道的可行性。

摘要：自航式半潜维修船是基于集成创新理念设计的集高技术与多功能于一体的新船型。为选择最优的半潜维修船船型方案,以载重量与主尺度比值RRDW、甲板作业面积SWDS和每日作业收益P这3个指标为目标函数,建立半潜维修船船型论证模型,并采用理想点法和多目标遗传算法求解该模型。以一艘5万吨半潜维修船对故障船舶开展维修作业为例进行算例检验。两种方法均能实现对模型的求解,理想点法能提供距理想点更近的船型方案,而多目标遗传算法能提供更丰富的船型方案。计算结果验证了该模型的有效性,表明该模型能够为半潜维修船的论证选型提供决策支持。

摘要：基于不定期船多货物、多船舶、多挂靠港口和多航线的运营组织特征,综合考虑船速对航次时间、航次成本的非线性影响,提出了不定期船舶调度的非线性网络规划模型,用于解决航速可变的船舶选线与调度规划问题.针对模型的结构特点,设计了基于集合划分方法的两阶段求解算法.通过案例计算验证了模型和算法的效果.计算结果表明:考虑船速可变,制定的船舶调度方案能使营运收益提高10%～25%.新建立的模型能够对船舶运行计划、货载选择、包运货物运输组织方式和船速等进行统筹规划,制定详细的船舶运行时刻表,为不定期船舶调度实务提供决策支持.