[发明专利]一种Hub-spoke模式下港口集装箱班轮支线网络优化方法

说明书

本发明公开了一种Hub‑spoke模式下港口集装箱班轮支线网络优化方法，包括以下几个步骤：步骤一、建立模型描述；步骤二、建立模型假设；步骤三、建立模型参数和符号；步骤四、建立数学模型。考虑在多船型、船舶容量、班轮时间、双向流量和港口水深的约束条件下，以最低运输费用为导向，构建枢纽港‑喂给港的集装箱Hub‑spoke支线运输模型，实现船舶运力的最佳配置。本发明所提出的模型相比同类模型更贴近集装箱运输实际，能实现集装箱运输网络的最佳运输配置。

技术领域

本发明涉及水路运输技术领域，尤其涉及一种Hub-spoke模式下港口集装箱班轮支线网络优化方法。

背景技术

集装箱远洋运输作为国际贸易、全球经济一体化的必要手段，具有运力大、费用低的优势，在国际经济发展中起到关键作用。

集装箱远洋运输对港口及泊位要求较高，既要有充足的货源又要有足够的水深条件，小型港口(包含沿海小型港口、内河港口和陆地无水港)往往不具备开通远洋航线的货运组织和靠泊能力，其通过为大型港口喂给的形式，把集装箱汇集到大型海港后再进行远洋运输。目前集装箱远洋运输航线主要有钟摆式、多港挂靠式和Hub-spoke式，其中Hub-spoke模式更具有成本和时间优势。

目前，有关Hub-spoke模式下港口集装箱支线双向运输调度优化模型问题的研究，大多数研究在考虑空箱调配、船舶航线速度、船舶配置、班轮时间、船舶容量、库存容量等因素的基础上，构建Hub-spoke模式下港口集装箱支线运输调度优化模型。但在考虑集装箱上水、下水双向流量和港口水深限制等情况下，如何进行运输优化和船舶调度的研究成果较少，尤其是同时考虑双向流量和港口水深限制的模型。

因此，考虑在多船型、船舶容量、班轮时间、双向流量和港口水深的约束条件下，构建枢纽港-喂给港的集装箱Hub-spoke支线运输模型，已成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种Hub-spoke模式下港口集装箱班轮支线网络优化方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，

一种Hub-spoke模式下港口集装箱班轮支线网络优化方法，包括以下几个步骤：

步骤一、建立模型描述；

步骤二、建立模型假设；

步骤三、建立模型参数和符号；

步骤四、建立数学模型。

步骤一中，建立模型描述具体为：

在设定一集装箱hub-spoke模式远洋航线中，构建一条远洋航线在hub-spoke网络一侧的枢纽港v₀，枢纽港v₀存在n个喂给港为{v_i|i＝1,2,…,n}，航线的周期为T，定义该其航运网络为一个由枢纽港和喂给港构成的有向有权的hub-spoke网络G＝(V,E,W)，V＝{v_i|i＝0,1,…,n}表示网络中的港口，E＝(e_ij)＝(i,j)表示v_i与v_j之间的航线，i,j∈(1,2,…,n)，i≠j，W＝d_ij表示航线e_ij的权。

步骤二，建立模型假设具体为：

(2-1)假设喂给港的集装箱上水和下水的集装箱生成量为已知，枢纽港通过差异化的船舶运输把集装箱从喂给港运输到枢纽港，并在枢纽港通过大型船舶进行远洋运输；

(2-2)每个喂给港的集装箱上下水服务只接受一艘船舶运输服务，船舶装载容量不能超过额定装载容量；