基于鲁棒优化的集装箱海运网络模型研究

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1、大连理工大学硕士学位论文箱运输市场供求增长情况，从2006年开始出现供大于求的局面，金融危机等因素的影响加剧了这种态势的发展。金融危机对集装箱班轮公司造成严重影响，部分企业出现大幅裁员、出售相关业务甚至倒闭现象，诸如专营亚欧集装箱航线的香港船公司(GOCL)于2009年2月宣布停止营运并进入清盘程序；德国赫伯罗特公司出售其集装箱业务；美国总统轮船全球裁员1000人：DIlL美国裁员9500人；马士基继取消广州单证中心后，取消北京分公司，中国区总部被取消，业务合并至香港等等。为缓解集装箱市场供求失衡矛盾，降低金融危机带来的损失，各班轮公司纷纷采取了“加船减

2、速"、重组或调整航线、临时封存运力的措施，如CKYH联盟消减10％的欧洲航线运力、25％的地中海航线运力、19％的美东航线运力和14％的美西航线运力等，消化了部分新增运力，但有效运力的增长依然较快。由表1．2可以看出，受金融危机的影响全球主要航线的运力呈下降趋势，各班轮公司封存运力，以缓解部分压力。表1．2全球主要航线集装箱运力配置Tab．1．2ContainerfleetdeploymentOnglobalmMnshippinglines数据来源：Ci．online。注：“▲”号表示2009年数据截至9月1日。根据法国海运咨询机构AXS．Alphalm

3、er的统计报告显示，截至2009年1月中旬，全球约有255艘集装箱船，相当于67．5万TEU的运力遭封存，占全球现有集装箱船总运力的5．5％，创国际班轮运输业闲置运力的新纪录。除此之外，在航船舶的舱位利用率也不高，各航线平均船舶舱位利用率基本保持在70％左右。据克拉克森预计，2009年全球集装箱贸易量约1．48亿TEU，增幅仅为7．2％。而2009年国际航运市场新船交付运力将再创历史新高，达到179万TEU，增幅12．7％。2008年和2009年全球海运集装基于鲁棒优化的集装箱海运网络模型研究箱贸易量的增长率从前几年的两位数明显放缓至7％左右，实际运力约

4、保持10％的增长率，市场供求压力较大【1】。市场需求减弱与运力持续增加仍是航运业的主要矛盾，加剧各班轮公司之间的竞争。船公司为了降低经营成本，提高舱位利用率将采取退租、退役和出租船舶以及推迟现有船舶订单等措施，以消化运力增长，并通过淡季停航、航线合作重组等措施进一步优化航线布局。集装箱海运量和全球集装箱船队规模决定着集装箱海运市场的变化。集装箱运输市场是个复杂的随机系统，首先集装箱运输需求是一个具有随机性的需求，往往是国内国际贸易的派生需求，常常随经济贸易的变化而变化，各个国家或地区资源的不平衡、发展的不均衡等因素影响着世界经济的发展，出现一定的周期性和

5、不确定性，这样就造成集装箱运输需求呈现时间和方向上的不平衡性。其次，国际环境的变化，国家和地区之间的竞争，国家新港口的加入以及对航运业的管制等等因素造成集装箱运输供给的不确定性，改变集装箱海运网络的格局。班轮公司船舶运力的供给除了受经济、贸易、政治等宏观因素的影响之外，还受到造船(拆船)市场等相关市场、自然灾害、世界原油价格的波动、班轮公司之间的疯狂竞争等因素的影响，这些因素纷繁错杂，难以预知，从而造成集装箱运输市场的不可预测性。班轮公司面对如此复杂环境，如何在市场波动下构建海运网络的布局，规避风险，获得最大的经济效益，已成为决策管理的重心，值得研究和探

6、讨。而集装箱海运网络的布局基本上取决于航线网络的结构形式和枢纽港口布局的状况，网络布局能否达到资源的优化配置，其中航线网络采取何种结构形式是一个非常关键的因素。因此，对于集装箱海运网络的优化设计问题进行深入的理论研究具有十分重要的现实和学术意义。本文采取能够充分规避风险的鲁棒优化设计方法对航线网络构建科学的模型，对集装箱海运网络枢纽辐射结构进行经济性分析，追求集装箱运输总成本最小的目标，通过经典的MMAS算法优化方法，模拟仿真各种不确定情景下网络鲁棒优化结果，为班轮公司对海运网络的决策配置提供更充实的参考依据。1．2国内外研究现状(1)集装箱运输网络优化

7、方面的研究随着集装箱运输的快速发展，学术界越来越重视集装箱运输网络方面的研究，这方面的成果较多。Crainic等采用分支定界法对集装箱船舶调配进行研究，根据有效的分支、探测和预处理规则制定边界，并运用dual．ascent程序求解计算，后来利用并行算法对该方法进行大连理工大学硕士学位论文了改进，提高了计算速度【2】【31。Shih．ChanTing等采用动态规划模型安排船期表并进行航线优选，可以帮助规划者在靠泊时间限制的情况下，更精确地估算航运固定成本和运输可变成本，优化班轮调度14】。Francesco等采用离散模拟模型方法，通过仿真模型分析了意大利西

8、北部港口的运输系统未来的可能增长情况，并研究了增加货运量的方法，以此探究港口网络