港口拖轮调度仿真优化方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的:

随着全球经济一体化的发展，国际贸易在国民生产总值中所占比例的增加，港口作为综合的运输枢纽和物流集散地，具有强大的资源聚集和整合能力，其对于促进港口所在城市经济、区域经济乃至国民经济的健康、稳定发展具有不可替代的重要作用。中国步入十三五规划之后，全球化继续深入，国家（地区）之间的竞争更为激烈。一带一路倡议^[1]、长江经济带建设等国家重大战略的实施，为港口这样的重要物流节点带来重大发展机遇。同时快速发展的港口，对拖轮调度提出了新的挑战。

由于拖轮建造、管理、维护成本较高，高昂的开支使港口不可能依靠不断配备大量拖轮来满足日常生产需求，如何保证现有拖轮在新挑战下能够保障港口高效运营，是作为拖轮从业人员绕不了开的难题。要解开这个难题，就涉及到如何对拖轮资源进行合理调度，合理规划，压缩无效作业时间，提高拖轮工作效率，对整个港口拖轮实行科学调度，加速港口船舶流动率，保证港口吞吐机制高效运转。另一方面，航运技术的发展使运输船舶日益呈现出大型化的发展趋势，以有效地降低运输成本，提高运输效率。由于大型船舶具有尺度大、质量重、吃水深、相对单位吨位马力较小等特点，对其在港口内部进行操纵的困难程度很高，这些大型船舶操纵人员便需要借助拖轮来协助其进出航道、港口，以及完成靠离泊位等港内作业。由拖轮协助船舶作业(特别是大型船舶) 已经成为船舶在港区内进行各项操纵作业不可缺少的重要手段。科学配备拖轮数量，协调时间最短与成本最低之间的问题也是在研究调度问题时需要重点考虑的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1毕业设计（论文）的主要内容：

2.1.1 对港口拖轮作业流程及其调度问题的具体特征进行分析，结合车间调度、流水线调度等相关理论，建立能够反应港口拖轮调度复杂现实约束条件的数学模型。

2.1.2 对比并选用合适启发式算法对模型进行求解，实例检验模型的可行性，规划拖轮调度方案。

3. 研究计划与安排

第1-2周：阅读港口拖轮调度相关文献，了解车间调度、流水线调度相关理论及拖轮作业流程与特征，完成国内外研究现状的分析，撰写开题报告；

第3-5周：熟悉数学建模相关理论方法，明确港口拖轮作业流程及其调度问题的具体特征，构建目标函数，约束条件和决策变量，建立数学模型；

第6-8周： 基于matlab软件，学习yalmip工具箱的使用方式，基于yalmip工具箱设计适合的优化算法，采用cplex优化求解器对问题进行求解；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李旭鹏.“一带一路”战略下的港口转型升级之路[j].现代经济信息, 2016.

[2]陈伟.仿真优化方法及其在港口设备配置中的应用研究[d].武汉理工大学,2011.

[3]闰志超.基于人工蜂群算法的拖轮调度优化[d].大连海事大学,2015.