考虑海铁联运的集装箱码头泊位分配优化

在海铁联运背景下,协同考虑到港船舶及铁路班列特点,优化集装箱码头泊位分配,对于提高港口作业效率至关重要。在满足码头岸线、泊位水深、岸桥等资源约束前提下,综合考虑船舶服务优先级和偏好泊位、铁路集装箱班列到发时间等约束,以船舶在港停留时间和泊位偏移惩罚时间最小为优化目标,建立海铁联运集装箱码头泊位分配优化模型;针对模型特点,设计自适应遗传算法进行求解,选取计划周期48 h内的到港船舶数据进行案例分析,通过MATLAB数值实验,得到符合船舶服务优先级和泊位偏好要求且契合铁路班列开行计划的海铁联运码头泊位分配方案。数值实验结果表明:在海铁联运协同优化条件下,船舶平均等泊时间为2.9 min,最大等泊时间为11.4 min,同时船舶的靠泊位置与偏好泊位之间的距离均不超过100 m,船舶在港的停留时间及偏好泊位差都得到了较好的控制。研究可进一步优化海铁联运集装箱码头泊位分配方案,有利于提高海铁联运集装箱在港转运效率。

信息共享下的港口泊位调度模式与方法

区块链等信息技术的发展为上下游港口间的信息共享提供了条件,促进了港口间的协作运营。针对港口间信息不通畅、泊位计划受扰动等问题,提出上下游港口间的信息共享机制,设计了各参与方共享港口作业数据的内容、权限与更新流程,重点研究了信息共享下的动态泊位调度模式和方法,讨论了信息共享的策略、参与度以及时效性等因素对所有船舶在港周转时间的影响。数值实验验证了信息共享的效果,成员参与度、信息的时效性对提升码头服务水平具有重要作用。上游港口即使少部分信息共享,也可提升下游港口的泊位利用效率,缩短船舶在港周转时间,降低不确定性因素对港口泊位计划的干扰,减少上游港口扰动带来的蔓延性影响。

天津港大港港区LNG双泊位联合运行通航管理方案

为满足北方地区冬季LNG高峰期保供目标,部分渤海沿海港口在同一港池内规划布置双LNG泊位。鉴于双泊位联合运营下的LNG船舶关联性强且操纵难度高的特点,有必要对LNG双泊位联合运行进行调度管理方案研究。以国内首座正式投产运营的LNG双泊位为例,基于船舶操纵模拟仿真方法,通过分析LNG船舶航行对航道通航效率影响及相邻泊位联动性,提出双泊位运营下的LNG船进出港优先级。在此基础上,结合LNG双泊位运营特点和通航管理规则,制定近期和远期不同阶段的船舶联合调度组织模式。研究结论可为单港池LNG双泊位的通航管理提供决策依据。

40万吨满载靠泊烟台西港502泊位操纵

为了确保烟台西港502航道顺利实现40万吨满载船只的靠泊,详细介绍了烟台西港502泊位航道具体情况,包括对水文、气象及潮流、锚地、引航资料及报告线。描述了具体的靠泊操作过程,指出了入港操纵注意事项。实施这样的操作过程,能够确保烟台西港502航道顺利实现40万吨满载船只的靠泊。

考虑中转的集装箱码头多资源集成调度

为高效利用码头资源,提高集装箱码头作业效率,以大型转运港为背景,针对码头资源分配的战术决策问题,考虑到船期表稳定性、船舶间集装箱转运流量、泊位调度和堆场分配的相互影响,基于码头主动管理策略,建立了以所有集装箱转运任务完成时间最小化为目标的码头多资源协同优化模型。在此基础上,设计了一种基于禁忌搜索的人工免疫算法对模型进行求解,通过六种不同规模的数值实验,以及与遗传算法和人工免疫算法的比较实验,验证了模型和算法的有效性。通过多情景案例分析,检验了协同调度模型的全面性和优越性,情景分析结果表明,综合决策模型最小可缩短4.33%的转运作业时间,最大可缩短20.19%,为集装箱码头多资源分配提供了有效的解决方法。

20000t自航转载驳船的系泊设计要点

为提升自航转载驳船停泊和装卸作业的稳定性和安全性,以某20000 t自航转载驳船为例,对其系泊系统设计进行探讨,重点分析船舶靠泊和离泊过程中的系泊安全、作业时间、吃水变化和浪涌对船舶装卸作业的影响等问题。结合港口设施的布置和船舶驳运的特点,设计符合船舶和港口需求的缆绳自动张紧控制系统、自动系泊缆桩、舷侧安全防护装置和控制系统、系泊绞车远程集中控制系统,提升船舶停靠的稳定性和作业效率。该研究可供类似转载驳船的系泊系统设计参考。

基于计算物流和群集智能的多集装箱码头泊位分配

以港口运营方统一整合多集装箱码头作业空间资源为背景,探讨了考虑泊位水深约束和出口集装箱可转港作业的多码头动态连续泊位分配问题(multi-terminal dynamic and continuous berth allocation problem,MDC-BAP)。基于计算物流将MDC-BAP抽象为异构多背包问题进行运筹建模,建立了同时考虑港航双方作业总成本最小化的混合整数规划模型,进而设计了一类融合计算物流和群集智能的二阶段改进帝国竞争算法(two-stage improved imperialist competitive algorithm,TSI-ICA)对模型进行求解。采用三种计划周期12个大规模MDC-BAP算例执行数值实验,比较了多种改进帝国竞争算法和多种启发式规则在MDC-BAP模型上的综合求解性能,TSI-ICA设计的“元启发式算法+启发式规则”框架在大规模算例上的表现明显优于“启发式规则+启发式规则”的资源分配模式,并从运作成本和运营韧性两方面阐明了多码头协同生产优于单码头独立作业模式,从而为多集装箱码头泊位协同分配提供了较好的智能决策支持解决方案。

基于ANSYS-AQWA的垫挡船码头靠泊特性分析

船舶逐步向标准化、大型化的方向发展,有效减少或避免大型船舶对码头碰撞是工程领域亟待解决的问题。采用ANASYS-AQWA仿真软件,基于三维势流理论与时域分析方法,结合山区河流水流湍急、流量变幅大的特点,采用数值分析的方法,研究了船舶在不同系泊方式下的系泊运动响应特性。研究结果表明:0°和180°的浪向角对纵荡幅值响应算子的影响最明显;90°的浪向角对横荡、垂荡和横摇响应较大,对纵荡、纵摇和艏摇影响较小;2-7-2系泊方式对于船舶的横向运动限制更好;4-4-4系泊对于船舶的纵向运动限制更好。

具有服务优先级别的动态离散泊位调度优化

研究具有不同服务优先级别的船舶动态到达情形下的离散泊位调度问题.以泊位分派和船舶作业开始时间为决策变量,为优化码头作业效率和船公司客户满意度,以最小化船舶总在港时间与加权延迟时间之和为目标建立数学模型.采用基于修改后的先到先服务等规则的启发式算法生成初始解,以此为基础设计结合禁忌深度搜索和模拟退火算法框架的混合算法对问题进行优化求解.不同问题规模下的数据仿真试验表明,该算法可以快速、有效地解决此类问题.

面向服务的泊位和岸桥联合调度

从行为运筹学角度,面向服务性目标,采用深度集成的方法对泊位和岸桥联合调度问题建立了混合整数非线性规划模型。为克服计算困难和最优性缺失等问题,将模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用优化软件CPLEX对其求解。针对CPLEX中分支切割算法在某些实例上存在内存溢出、求解时间长等问题,采用外逼近算法对混合整数非线性规划模型进行求解:根据问题特点将模型分解为混合整数线性规划主问题和非线性规划子问题,其中,子问题可用解析方法求得最优解,同时利用一阶Taylor展开导出了非线性约束的外逼近。最后,基于数值实验比较了分支切割算法和外逼近算法的求解性能,验证了外逼近算法的收敛性,对模型中的关键参数进行了灵敏度分析。

码头可作业率的全过程分析法

码头可作业率决定着码头建成后的通过能力,对工程设计至关重要。在国际工程中,业主和咨询工程师通常会对码头可作业率提出明确的要求。但是,国内项目对于码头可作业率的要求相对模糊。通过对国内码头可作业天数分析方法的调查,发现国内通常采用简单的统计叠加分析法,根据船舶作业标准的限值扣除不同因素(如:风、浪、流等)影响码头可作业的天数来计算码头可作业率。该方法不够精确。因此,结合国际实际工程,以液化天然气码头为例,介绍码头可作业率的全过程分析法,阐述全过程分析法及其重点和难点,为码头通过能力的核算提供参考。

集装箱船舶顺流靠泊风险评估与操作要领

传统的船舶靠泊操纵基本采用顶流靠泊方式。顺流靠泊是在某些特定条件下实施的非常规靠泊方式,也是为了进一步满足船公司或港方码头作业的特殊要求,是对船舶操纵技术的一个新突破。对集装箱船舶顺流靠泊梅山岛国际集装箱码头进行了靠泊方案风险评估、实景模拟验证、模拟操纵训练和靠泊实践探索,期望得到航海界专家们的进一步关注、参与和指导。

远东码头船靠船靠泊作业风险评估与操作措施

相对于船舶靠码头作业,二程船靠泊一程船的船靠船靠泊作业要额外考虑两船之间的靠球、靠泊角度、系缆条件、作业协调和吃水差等风险因素,作业风险更大。对此,从二程船对一程船的撞击力、靠球的选型与配置、二程船靠泊时机、靠泊角度、靠泊速度、拖船配置以及靠球弹性的应对等角度出发,对远东码头二程船靠泊一程船作业进行靠泊方案风险评估、实景模拟验证、模拟操纵训练和多次靠泊实践探索,并提出相应的操作措施。该操作措施较好地解决了二程船特殊条件下在远东码头11#泊位靠泊一程船外当的安全靠泊问题。

基于泊位偏好与岸桥干扰的泊位和岸桥分配

泊位和岸桥是集装箱港口资源中最紧缺的资源,合理的泊位分配和岸桥调度可以提高集装箱港口的资源利用率和港口的运作效率和效益。针对泊位偏离和岸桥工作损失两个因素,文章建立了集装箱港口泊位和岸桥的混合整数线性规划模型;运用采集自宁波某典型集装箱港口的数据,用Gurobi优化软件和两阶段启发式算法对模型进行了求解;对计算结果进行了经济性分析。计算结果表明:该港口的岸线资源利用率为46%时,1000m^1600m基本没被利用;18台岸桥要比16台岸桥的目标值更优,求解时间更短,而且18台岸桥的平均利用率为80%,为此,建议该港口再增加两台岸桥。同时发现:随着船舶规模的增加,Gurobi优化求解的时间增长较快,而两阶段启发式算法仍能在很短时间内求得准优解。

离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究

从码头系泊船舶运动响应,码头装卸作业标准和码头长度、轴线、系缆墩布置优化等方面,介绍"离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究"课题取得的创新成果及其应用情况,并提出了我国在码头泊稳条件方面需要进一步深入研究的问题。

基于智能视觉的近海支持船靠泊作业安全监控技术

为了提高近海支持船(OSV)靠泊作业的安全性,需要进行靠泊作业的安全监控设计,提出基于智能视觉的近海支持船靠泊作业安全监控技术。对近海支持船靠泊作业进行三维图像采集,在计算机视觉下对采集的图像进行边缘轮廓特征提取,结合关键点的帧扫描技术进行靠泊作业的关键点判断和危险状态识别报警。进行视觉分析和监控,在三维视觉下进行近海支持船靠泊作业的过程重构,实现安全监控。仿真结果表明,采用该方法进行近海支持船靠泊作业的智能视觉监控,能准确进行危险报警和船舶靠泊位置的动态分析。

基于Arena仿真软件的渔港码头作业方式选择

中国渔港码头根据其作业方式，可分为综合作业码头和专业作业码头两种类型。但在不同年卸港量的情况下，选用哪种作业方式更为合理，目前尚无科学依据。应用仿真软件Arena建立模型，对两种不同的渔港码头作业方式进行模拟研究，年卸港量范围取1～20万t。模拟计算不同年卸港量分别采用两种作业方式时的合理码头岸线长度及码头单位综合费甩，以年卸港量相同、综合费用最低的作业方式为最优作业方式。结果表明，渔港年卸港量〈4万t时，渔港码头宜采用综合作业方式；年卸港量≥4万t时，宜采用专业作业方式。由于仅从单位综合费用最低这一角度探讨渔港码头作业方式的选择问题，在工程应用中。应结合渔港实际情况是活运用。

岸桥并行作业效率约束下泊位与岸桥集成分派

针对多个岸桥并行作业时的相互干扰而影响岸桥工作效率的问题,研究了岸桥并行作业效率约束下船舶作业泊位分派和岸桥分配优化的方法。建立了以船舶在港惩罚成本最小为目标的混合整数线性规划模型,引入不同作业环境下的干扰因子和偏离最佳靠泊泊位的惩罚系数,分析了岸桥工时和惩罚成本的影响。研究了并行作业岸桥数量变化对效率的影响。算例分析表明:虽然岸桥并行作业的数量增多能够加快装卸,减少船在港惩罚成本,但是会降低岸桥工作效率,增加岸桥总工时,从而增加集装箱港口的运作成本。

面向双侧靠船全回转作业的新型煤炭码头通过能力仿真研究

针对黄骅港煤炭港区三、四期工程实例,系统分析了"双侧靠船、装船机全回转作业"的煤炭码头新型装船作业模式,建立了相应计算机仿真模型,基于港口服务水平评价指标对煤炭码头合理通过能力进行研究,为该项目的规划设计提供了科学的决策支持依据。

长周期波海域泊位作业效率计算方法

长周期波对船舶作业影响较大。针对受长周期波影响的泊位作业效率问题,提出了一种全新的解决方法。即通过海洋、港航领域的多个数学模型、特征分析等一系列方法得到受长周期波影响的泊位作业效率。通过对某港口进行一系列的计算分析,得出了不同控制标准下平均泊位作业效率,验证了方法的合理性和可操作性。该方法对受长周期影响且无实测资料或实测资料周期较短的港航工程建设有重要的意义,也为业内类似工程提供参考。