基于航速调整的班轮燃油补给优化

交通运输系统工程与信息 ›› 2017, Vol. 17 ›› Issue (1): 199-204.

基于航速调整的班轮燃油补给优化

邢玉伟，黄桃，杨华龙*

大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连116026

收稿日期:2016-07-13 修回日期:2016-09-06 出版日期:2017-02-25 发布日期:2017-02-27
作者简介:邢玉伟（1990-），女，辽宁朝阳人，博士生.
基金资助:
国家自然科学基金/National Natural Science Foundation of China（71372088）

Optimization of Liner Refueling Strategy Based on Ship Speed Adjustment

XING Yu-wei，HUANG Tao，YANG Hua-long

Transportation Management College，Dalian Maritime University，Dalian 116026，Liaoning，China

Received:2016-07-13 Revised:2016-09-06 Online:2017-02-25 Published:2017-02-27

摘要/Abstract

摘要：

燃油成本在班轮运营总成本中占有很大比重，燃油补给是影响航运公司班轮运营成本和效益的一项重要决策.基于航速调整策略，以班轮运营总成本最小化为目标，建立燃油补给混合整数非线性规划模型，运用分段线性逼近法对燃油消耗函数进行线性化处理，并设计了求解算法步骤.实例分析验证了模型和求解方法的有效性.结果表明，在航运市场需求低迷的情况下，船舶更适宜采取较低的航速，采取灵活的加油港策略或放宽船舶到港时间窗限制，能更为有效地降低燃油成本.

关键词: 水路运输, 燃油补给策略, 非线性规划模型, 集装箱班轮, 航速调整

Abstract:

Fuel costs take up a large proportion of total costs in liner operation. Refueling decision is an important issue, which affects the costs and benefits in the liner operation of shipping companies. Based on ship speed adjustment strategy, a mixed integer nonlinear programming model on refueling is established, aiming at minimizing total liner operating costs. The fuel consumption function is linearized using the piecewise linear approximation method. Algorithm steps are devised to solve the proposed model. Example analysis verifies the effectiveness of the model and solving method. The result shows that it is better for liners to reduce ship speed in the case of low demand in shipping market. Taking flexible bunkering port selection strategy and relaxing the time window restrictions of arriving at port can reduce fuel costs more effectively.

Key words: water transportation, refueling strategy, non- linear programming model, container liner, ship speed adjustment

中图分类号:

U692.3

邢玉伟，黄桃，杨华龙. 基于航速调整的班轮燃油补给优化[J]. 交通运输系统工程与信息, 2017, 17(1): 199-204.

XING Yu-wei，HUANG Tao，YANG Hua-long. Optimization of Liner Refueling Strategy Based on Ship Speed Adjustment[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2017, 17(1): 199-204.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://www.tseit.org.cn/CN/abstract/abstract19363.shtml

http://www.tseit.org.cn/CN/Y2017/V17/I1/199

参考文献

[1] RONEN D. The effect of oil price on containership speed and fleet size[J]. Journal of the Operational Research Society，2011，62(1): 211-216.

[2] AGARWAL R， ERGUN O. Ship scheduling and network design for cargo routing in liner shipping[J]. Transportation Science，2008，42(2): 175-196.

[3] NG M W. Container vessel fleet deployment for liner shipping with stochastic dependencies in shipping demand[J]. Transportation Research Part B: Methodological，2015，74(1): 79-87.

[4] 焦新龙，刘雪莲，王任祥，等. 国际班轮运输航线配船优化模型与蚁群算法[J]. 交通运输工程学报， 2013，13(6): 69-75. [JIAO X L，LIU X L，WANG R X， et al. Optimization Model and ACO of ship assignment for international liner transportation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering， 2013，13(6): 69-75.]

[5] NOTTEBOOM T，VERNIMMEN B. The effect of high fuel costs on liner service conjuration in container shipping[J]. Journal of Transport Geography，2008，17 (5): 325-337.

[6] QI，SONG. Minimizing fuel emission by optimizing vessel schedules in liner shipping with uncertain port times[J]. Transportation Research Part E，2012，48(4): 863-880.

[7] WANG S，MENG Q. Robust bunker management for liner shipping networks[J]. European Journal of Operational Research，2015，46(5): 789-797.

[8] PSARAFTIS H N， KONTOVAS C A. Ship speed optimization: Concepts，models and combined speedrouting scenarios[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies，2014，44(1): 52-69.

[9] WANG M. Sailing speed optimization for container ships in a liner shipping network[J]. Transportation Research Part E，2012，48(3): 701-714.

[10] FAGERHOLT K， LAPORTE G， NORSTAD I. Reducing fuel emissions by optimizing speed on shipping routes[J]. Journal of the Operational Research Society，2010，61(3): 523-529.

[11] 许欢，刘伟，尚雨廷. 低碳经济下班轮航线配船模型及其算法实现[J]. 交通运输系统工程与信息，2013， 13(4): 176-181. [XU H，LIU W，SHANG Y T. Fleet deployment model for liners under low-carbon economy and its algorithms implementation[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology. 2013，13(4): 176-181.]

[12] WANG M. Containership routing and scheduling in liner shipping: Overview and future research directions[J]. Transportation Science，2014，48(2): 265-280.

[1]	廖诗管, 翁金贤, 胡甚平. 液化天然气船通航模式下的航道通过能力评价方法[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(2): 290-297.
[2]	靳志宏, 焉红, 王小寒, 邢磊, 徐奇. 滚装甩挂运输牵引车调度优化及作业模式类比分析[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(1): 142-151.
[3]	李德昌, 杨华龙, 赵帅奇, 郑建风. 排放控制区下集装箱班轮运输船期设计与燃油补给联合优化[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(1): 273-281.
[4]	邵斐, 张永锋, 真虹. 中国进口铁矿石海运网络抗毁性仿真[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(1): 311-321.
[5]	彭子烜, 于滨. 内外贸同船运输下长江经济带穿梭巴士网络优化[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(1): 322-331.
[6]	杨华龙, 赵帅奇, 方旭, 段静茹. 考虑海上意外时间和合作协议的班轮运输船期设计鲁棒优化[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(6): 210-216.
[7]	严新平, 李晨, 刘佳仑, 游旭, 王树武, 马枫. 新一代航运系统体系架构与关键技术研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(5): 22-29.
[8]	葛颖恩, 温馨. 环境可持续集装箱班轮运输管理研究综述[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(4): 6-22.
[9]	楚金华, 李俊鹤, 王春娟, 陈超. 排放控制区下集装箱班轮航线路径规划与航速调度集成决策[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(4): 230-238.
[10]	戈佳威, 袁克镖, 殷明, 王学锋. 传播动力学视角下集装箱海运网络关键港口节点识别[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(4): 256-262.
[11]	戈艳艳，王姗姗. 考虑碳排放的港口全要素生产率及影响因素分析[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(2): 22-29.
[12]	廖诗管，杨冬，白茜文，翁金贤. 基于船舶大数据的港口装卸效率值计算方法[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(2): 217-223.
[13]	高天航，徐力，靳廉洁，葛彪. 考虑航艏向与数据变化差异的船舶轨迹预测[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(1): 90-94.
[14]	房斯明，刘正江，封室丞，王新建. 船舶倾斜对不同行人流疏散效率影响的数值分析[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(1): 201-206.
[15]	邵丽花，李宁海，唐清，宋丽英，王新昌. 制造业离岸和回流对我国港口发展的影响[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(6): 47-56.