复式航道港口拖轮配置仿真优化

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2017.08.18

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 36 ›› Issue (8): 102-109.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.08.18

复式航道港口拖轮配置仿真优化

郑红星，徐海栋，曹红雷

(大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连 116026)

收稿日期:2016-05-02 修回日期:2016-09-16 出版日期:2017-08-14 发布日期:2020-07-10
作者简介:郑红星(1971—)，男，河北迁安人，副教授，博士，主要从事物流系统及仿真方面的研究。E-mail：zhredstar@dlmu.edu.cn。通信作者：徐海栋(1991—)，男，山东潍坊人，硕士研究生，主要从事物流系统及仿真方面的研究。E-mail：1835351671@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(71473024)

Simulation Optimization of Compound Channel Port Tugboat Configuration

ZHENG Hongxing，XU Haidong，CAO Honglei

(Transportation Management College，Dalian Maritime University，Dalian 116026，Liaoning，P.R.China)

Received:2016-05-02 Revised:2016-09-16 Online:2017-08-14 Published:2020-07-10

摘要/Abstract

摘要： 为更好地指导复式航道港口拖轮资源的配置，构建了拖轮作业仿真模型。基于复式航道的特点，给出了基于Arena的仿真模型，并嵌入了以拖轮耗油总成本最小为目标的作业调度优化模型；给出了嵌入启发式规则的遗传算法用于求解该模型；并通过多次仿真实验，兼顾拖轮的作业耗油总成本和闲置率，筛选出当前的最优配置方案；通过拖轮闲置率随船舶类型和数量变化的仿真分析，并结合未来船舶大型化的趋势，给出了未来的拖轮最佳配置方案。

关键词: 航道工程, 复式航道, 拖轮配置, 遗传算法, 拖轮闲置率

Abstract: In order to better guide the compound channel tugboat configuration，a tugboat operation simulation model was put forward.Firstly，based on the characteristics of compound channel，the Arena simulation model was proposed，which embedded operation scheduling optimization model，with the aim of minimizing the total tugboat fuel consumption cost.Secondly，the embedded heuristic rules genetic algorithm was designed to solve the proposed model.Thirdly，through various simulation tests，the present optimal configuration scheme was selected，considering total tugboat fuel cost and tugboat idle rate.Then，through the simulation analysis on the tugboat idle rate changing with ship types and ship numbers as well as the combination with large scale trend of ship in the future，the future optimal tugboat configuration scheme was given.

Key words: waterway engineering, compound channel, tugboat configuration, genetic algorithm, tugboat idle rate

中图分类号:

U692.4

郑红星，徐海栋，曹红雷. 复式航道港口拖轮配置仿真优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2017, 36(8): 102-109.

ZHENG Hongxing，XU Haidong，CAO Honglei. Simulation Optimization of Compound Channel Port Tugboat Configuration[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017, 36(8): 102-109.

参考文献

［1］黄泰坤，王元战，李绍武，等.海港复式航道通过能力动态系统仿真［J］.大连海事大学学报，2015，41(1)：20-26.
HUANG Taikun，WANG Yuanzhan，LI Shaowu，et al.Dynamic system simulation on throughput capacity of compound channel of sea port［J］.Journal of Dalian Maritime
University，2015，41(1)：20-26.
［2］唐国磊，王文渊，郭子坚，等.航道尺度对集装箱码头泊位有效利用率的影响［J］.哈尔滨工程大学学报，2016，37(1)：127-131.
TANG Guolei，WANG Wenyuan，GUO Zijian，et al.Impact analysis of channel dimensions on the effective utilization ratio of container terminal berths［J］.Journal of
Harbin Engineering University，2016，37(1)：127-131.
［3］姬利娜，张金伟，亢凤林.城市道路畸形交叉口的交通改善方法［J］.重庆交通大学学报(自然科学版)，2012，31(6)：1185-1188.
JI Lina，ZHANG Jinwei，KANG Fenglin.Traffic improvement method of deformed intersection in urban road［J］.Journal of Chongqing Jiaotong University (Natural
Science)， 2012，31(6)：1185-1188.
［4］王江涛，马驷.预测通道客运分担率的MNL模型特性变量选取［J］.重庆交通大学学报(自然科学版)，2010，29(6)：947-950.
WANG Jiangtao，MA Si.MNL model characteristic variables selection on forecasting corridor mode split［J］.Journal of Chongqing Jiaotong University (Natural
Science)， 2010，29(6)：947-950.
［5］陆海波.宁波港拖轮船队优化配置研究［D］.上海：上海海事大学，2007.
LU Haibo.Study on Optimal Allocation of Tugboat Fleet in Ningbo Harbor［D］.Shanghai：Shanghai Maritime University，2007.
［6］刘志雄，王少梅.港口拖轮作业的计算机仿真研究［J］.系统仿真学报，2004，16(1)：45-47.
LIU Zhixiong，WANG Shaomei.The computer simulation study of port tugboat operation［J］.Journal of System Simulation，2004，16(1)：45-47.
［7］ WANG Su，KAKU I，CHEN Guoyue，et al.Research on the modeling of tugboat assignment problem in container terminal［J］.Advanced Materials Research，2012，
433/440：1957-1961.
［8］王巍，赵宏，李强.面向多停泊基地的港口拖轮调度优化研究［J］.计算机工程与应用，2013，49(13)：8-12.
WANG Wei，ZHAO Hong，LI Qiang.Multi-objectives optimization for port tugboat scheduling considering multi-anchorage bases［J］.Computer Engineering and Application
，2013，49 (13)：8-12.
［9］ HE Tao，YE Wenwen.Research of tugboat operation scheduling problem based on hybrid evolutionary strategy［C］//2010 2nd International Conference on
Information Science & Engineering.U S A：IEEE，2010：1438-1441.
［10］ WANG Su，ZHENG Kai，ZHENG Jun，et al.An improved discrete particle swarm optimization for tugboat scheduling problem in container terminal
［J］.International Conference on Information Management，2011，34(7)：573-579.
［11］徐奇，李娜，靳志宏.考虑多阶段共用平行机特征的拖轮作业模式优化［J］.运筹与管理，2014，23(5)：178-186.
XU Qi，LI Na，JIN Zhihong.Optimization on tugboat operation mode considering characteristics of the multi-stage common parallel machines［J］.Operations Research
and Management Science，2014，23(5)：178-186.
［12］ XU Q，SHAO Q Q，JIN Z H.Optimization on tugboat operation scheduling based upon the hybrid flow shop arrangement［J］.System Engineering Theory and Practice
，2014，34(2)：485-493.
［13］ YU Wenhui.Heuristic algorithm for simulation and optimization system of port tugboats allocation［C］//2011 International Conference on Internet Computing
and Information Services.U.S.A：IEEE，2011：306-309.
［14］ LIN Jiahong，GAO Benhe，ZHANG Canrong.Simulation-based investment planning for human port［J］.Simulation Modeling Practice and Theory，2014，40(1)：161-175.

[1]	王宏刚1,2，白朋1，邹庆茹2，赵玲1. 地铁车辆段股道运用优化模型[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 13-18.
[2]	成卫1，刘翔1，雷建明2. 基于RBF神经网络预测的交叉口信号周期时长优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 13-18.
[3]	朱顺应1，刘滨1，刘斌2，杨友珍3，王红1. 考虑运营收益与车厢空间感知的轨道列车发车间隔优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 41-47.
[4]	李玉民，邱梦，闫凯丽，刘颀欣. 高铁参与下考虑时间窗的生鲜品多式联运路径选择[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 54-61.
[5]	王杰，费鹏，陈凯. 基于混合时间窗下动态需求的补给船航线规划[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(01): 53-58.
[6]	江朝华1,3，李智成1,3，方佳敏2，李函1,3. 废弃疏浚沙土固化利用研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(12): 111-116.
[7]	熊杰1，白宸宇1，李向楠2，陈艳艳1. 整车充电模式下的纯电动公交行车计划优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(11): 38-44.
[8]	胡正云1，仝秋红2，刘帅2. 自动驾驶车辆车道偏离识别及预警方法研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 118-125.
[9]	李文杰1，张浩游1，张文2，杨胜发1，胡江3. 基于模糊贝叶斯网络的长江上游航道整治建筑物技术状况评价研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 112-118.
[10]	李巧茹1,2，郝恩强1，陈亮1,2，范忠国1，杨文伟1. 遗传算法优化支持向量机的城市交通状态识别[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 1-5.
[11]	于德新1,2,3，张行1，王薇1,2,3，邢雪1，刘珩1. 共享单车调度模型及算法研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(07): 1-7.
[12]	张兆宁，王彤. 基于跑道出口滑行道选择的机场滑行路径优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(06): 33-39.
[13]	陈玉莲，王涛. 集送一体化电动物流车辆动态调度研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(05): 25-31.
[14]	计明军，王恒，高振迪，张金伟. 考虑潮汐的长江航道矿石散装船航线优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(05): 108-116.
[15]	蒋孜伟1,2，许光祥1，童思陈1. 引航道导墙透空技术改善流态的数值模拟研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 98-102.

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