【摘 要】
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我国航运业发展迅猛,港口货物吞吐量快速上升,船舶进出港拥堵现象越来越明显。双向航道在缓解航道拥堵,提升通航效率上具有显著优势。为了缓解拥堵的港口交通,国内越来越多的港口将航道拓宽并实施双向通航。为了保障港口运作效益,提高双向航道水域的船舶调度效率,对港口的泊位资源分配和船舶进出港顺序进行集成优化研究很有必要。本文主要研究工作如下:1.根据各个港口的交通管理规则,归纳了双向航道的一般通航规则。对影响
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我国航运业发展迅猛,港口货物吞吐量快速上升,船舶进出港拥堵现象越来越明显。双向航道在缓解航道拥堵,提升通航效率上具有显著优势。为了缓解拥堵的港口交通,国内越来越多的港口将航道拓宽并实施双向通航。为了保障港口运作效益,提高双向航道水域的船舶调度效率,对港口的泊位资源分配和船舶进出港顺序进行集成优化研究很有必要。本文主要研究工作如下:1.根据各个港口的交通管理规则,归纳了双向航道的一般通航规则。对影响船舶进出港调度效率和安全性因素进行分析,总结了天气条件、船舶类型、航道和潮汐等因素对双向通航的影响。2.通过综合分析港口和船公司的利益,选择总调度时间最小和船舶总等待时间最小为优化目标。考虑大船乘潮进出港和双向通航限制条件对船舶进出港次序进行约束,并根据船舶进出港次序对离散型泊位进行动态分配,保证了每条船舶进出港分配到合理的泊位和调度次序。3.对船舶调度问题中的优化目标和约束条件进行分析,对NSGA-II算法进行改进。设计了适用于双向航道与泊位协调调度问题的编码和解码方式,并设计了两点交叉、单亲交叉和局部变异算子生成新个体。4.使用Matlab编程实现本文设计的双向航道与泊位协调调度算法,通过对船舶进出港算例进行测试,得到了Pareto最优解集。验证了本文算法在不同规模算例下的优化结果和求解速度均优于NSGA-II算法。本文算法得到的最优调度方案与先到先服务规则的调度方案相比,船舶总调度时间缩减了29.2%,船舶总等待时间减少68.5%,大幅度提升了船舶通航效率和港口服务水平。
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