海運集裝箱空箱分派優(yōu)化模型研究.pdf

1、集裝箱運輸作為一種先進的、規(guī)范的運輸方式，從其誕生至今對世界經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。同樣，經(jīng)濟的發(fā)展也極大的促進了集裝箱運輸尤其是海運集裝箱運輸產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。時至今日，全球航運市場已經(jīng)趨于飽和，運力供過于求，競爭日趨激烈。各公司在利潤收益不斷下降的緊迫局面下，紛紛將首要目標轉(zhuǎn)向了企業(yè)內(nèi)部的成本管理之上。由于經(jīng)濟發(fā)展不平衡所導(dǎo)致的貿(mào)易流不平衡，使得集裝箱空箱的供給與需求嚴重不均，因此帶來了巨大數(shù)量的集裝箱空箱分派與調(diào)運，其每年的空箱

2、運量占據(jù)了全部集裝箱運量的五分之一。而航運企業(yè)的各項運營成本之中，集裝箱管理成本已經(jīng)成為僅次于港口使用費的第二大成本，其中的一半以上即為與空箱分派密切相關(guān)的空箱調(diào)運成本和租箱成本。因此，有效的組織調(diào)配空箱的流動，提高集裝箱空箱的分派效率對所有航運企業(yè)都至關(guān)重要。 本文的主要研究內(nèi)容即為海運集裝箱空箱分派優(yōu)化問題，以某船公司為主體研究對象，在對海運集裝箱空箱分派系統(tǒng)的特點以及主要影響因素分析的基礎(chǔ)之上構(gòu)建優(yōu)化模型，并通過對具體算例

3、的數(shù)字仿真分析，給出了可供航運企業(yè)借鑒參考的海運集裝箱空箱分派定量決策方法。 首先，在說明集裝箱空箱分派產(chǎn)生的主客觀原因基礎(chǔ)之上，對比內(nèi)陸集裝箱運輸與海運集裝箱運輸?shù)奶攸c與差異，總結(jié)出海運集裝箱空箱分派的特點，并結(jié)合實際提出了比較全面的改善海運集裝箱空箱分派管理的建議與措施。 其次，對海運集裝箱空箱分派系統(tǒng)中的主要影響因素進行全面細致的分析說明，包括在數(shù)理模型的構(gòu)建中必不可少以及會對模型構(gòu)建產(chǎn)生重要影響的各方面因素，為模

4、型的構(gòu)建鋪墊重要的背景基礎(chǔ)。 最后，在對海運集裝箱空箱分派系統(tǒng)要素分析的基礎(chǔ)之上，首先構(gòu)建了兩船、兩港、一條直達航線的簡單基本優(yōu)化模型，并結(jié)合算例對海運集裝箱空箱分派系統(tǒng)中的各種成本費率變化以及船舶承載能力變化對空箱分派中的調(diào)箱與租箱策略影響進行了詳細的數(shù)字仿真分析；之后，在此基礎(chǔ)之上通過對基本模型的擴展，構(gòu)建了一個基于多港口、多船舶、多航線復(fù)雜運營網(wǎng)絡(luò)下的擴展優(yōu)化模型，最后結(jié)合實例對擴展模型進行了數(shù)字仿真分析。 其中，

5、在優(yōu)化模型的構(gòu)建過程中，充分考慮到了空箱分派系統(tǒng)中的隨機性因素影響，包括空箱供給以及空箱需求的隨機性分析，并采用機會約束規(guī)劃來處理隨機變量，最后結(jié)合整數(shù)規(guī)劃對實例進行求解。同時，在對實際集裝箱空箱運作管理內(nèi)容的闡述基礎(chǔ)之上，針對空箱供給、空箱需求與重箱運量之間的關(guān)系做出了細致的深入分析，將以往靜態(tài)的船舶承載能力限制改進為更貼近實際的動態(tài)的隨機的約束條件。而且，為了精確的表示復(fù)雜運營網(wǎng)絡(luò)中集裝箱的流向，引入了“掛靠系數(shù)”參數(shù)，其可以通過船

6、舶、時刻、始發(fā)港、目的港四個參數(shù)來唯一確定具體的某次集裝箱流動過程，極大的降低了模型構(gòu)建與求解的難度。本文以更貼近實際為主要原則，在全面的對空箱分派系統(tǒng)進行分析的基礎(chǔ)之上，對“從何地、何時調(diào)運多少空箱到何處，以及何處、何時租用多少空箱”的空箱分派經(jīng)典優(yōu)化問題進行了充分考慮隨機性因素影響在內(nèi)的定量計算結(jié)合定性分析的探討，目標即為及時足量的滿足客戶用箱需求，并盡可能的使一定時間階段內(nèi)的空箱分派總成本最小。所作研究為航運企業(yè)提供了有益的理論指