摘 要

配煤码头是煤炭供应链中的关键环节，如何利用现有的港口资源，最优地实现提高港口的吞吐量和服务的效率问题，是目前配煤码头急需解决的问题。面对客户的多种需求，港口既需要提供多种的配煤方案，也需要将各个作业环节进行协调配合，使港口的利益达到最大化。

本文将配煤码头的火车卸煤作业、配煤取料作业、泊位分配作业等进行联合的考虑，将配煤码头的作业与网络流相关问题进行联系转化，运用网络流的理论知识去求解配煤码头的协同调度问题。本文研究的主要成果如下文所示：

（1）分析配煤码头的优势以及具体的物流作业环节，分析影响配煤码头作业效率的因素，介绍网络流的相关理论并与配煤码头的作业流程相互结合，完成配煤码头的协同调度计划与求解网络最大流之间的转换。

（2）综合考虑到火车卸煤作业、配煤作业以及船舶的泊位分配等作业环节的条件制约，建立目标为使港口的吞吐量最大的网络最大流问题模型，并且绘制配煤码头各个作业环节的综合网络图。

（3）对网络最大流问题的模型进行具体分析，分析Ford-Fulkerson算法求解最大流，并应用Lingo进行求解。

（4）以具体的配煤码头测试数据为例，应用最大流模型对港口的实际配煤作业进行分析，求解最优的方案，证明将配煤码头的作业环节进行协同调度既可以迅速做出作业方案，又可以使港口的吞吐量达到最大化。

关键词：配煤码头，网络流，协同调度

Abstract

The coal blending terminal is a key link in the coal supply chain. How to use existing port resources to maximize the improvement of port throughput and service efficiency is a problem that the coal blending terminal needs to solve urgently. Faced with the diverse needs of customers, the port needs to provide a variety of coal blending schemes, and also needs to coordinate and coordinate various operational links to maximize the benefits of the port.

In this paper, the coal unloading operations, coal unloading operations, and berth allocation operations of the coal blending terminal are considered together. The coal blending terminal operations are related to network flow related problems and transformed. Cooperative scheduling problem of coal terminal. The main results of this study are as follows:

(1) Analyze the advantages of coal blending terminals and specific logistics operations, analyze the factors that affect the efficiency of coal blending terminals, introduce the relevant theories of network flow and combine them with the operation processes of coal blending terminals to complete the coordination of coal blending terminals Plan and solve the conversion between the maximum flow of the network.

(2) Comprehensively considering the conditions and constraints of train unloading operations, coal blending operations, and ship berth allocation, etc., establish a network maximum flow problem model with the goal of maximizing the throughput of the port, and draw each operation link of the coal distribution terminal Integrated network diagram.

(3) Make a detailed analysis of the model of the maximum flow problem in the network, analyze the Ford-Fulkerson algorithm to solve the maximum flow, and apply Lingo to solve

(4) Taking the specific coal blending terminal test data as an example, the maximum flow model is used to analyze the actual coal blending operation of the port, and the optimal solution is solved, which proves that the coordinated scheduling of the coal blending terminal operations can be quickly made The operation plan can maximize the throughput of the port.

Key words: coal blending terminal, network flow, collaborative scheduling

目录

摘要 I

Abstract I

第1章绪论 1

1.1论文背景及研究意义 1

1.1.1背景分析 1

1.1.2意义分析 2

1.2研究现状分析 2

1.3章节安排 4

1.4本章小结 4

第2章 港口问题分析及理论阐述 5

2.1配煤码头概述 5

2.1.1配煤码头作业组成 5

2.1.2配煤码头优势 6

2.1.3配煤码头影响因素分析 6

2.2配煤码头作业流程 7

2.2.2泊位分配生产计划 8

2.2.3配煤取料生产计划 8

2.3网络流问题 8

2.3.2配煤码头最大流问题 9

2.4本章小结 10

第3章协同调度计划问题的数学描述 11

3.1配煤码头协同计划问题 11

3.1.1问题描述 11

3.1.2参数设置 12

3.1.3问题假设 13

3.2绘制网络图 13

3.2.1节点N 13

3.2.2边A 14

3.2.3网络图G(N,A) 14

3.3 带特殊约束的最大网络流模型 15

3.3.1 模型符号说明 15

3.3.2建立模型的目标函数 15

3.3.3模型约束条件 16

3.4模型分析 16

3.5 本章小结 17

第4章 算法设计 18

4.1 基本算法思想 18

4.2 最大流算法在Lingo下的实现 18

4.2.1 Lingo优势介绍 18

4.2.2计算步骤 19

4.3 本章小结 20

第5章基于烟台港的实例分析 21

5.1烟台港口介绍 21

5.2案例相关数据 22

5.3求解优化 23

5.3.1优化程序 23

5.3.2优化结果 24

5.3.2结果分析 25

5.4本章小结 26

第6章总结 27

6.1全文总结 27

6.2展望 27

参考文献 29

致谢 31

第1章绪论

1.1论文背景及研究意义

1.1.1背景分析

中国的煤炭资源较为丰富，在总体能源的消耗和都占着主体地位。如图1-1所示，历年来原煤的生产总量占我国所有能源生产总量的绝大部分。

图1.1我国主要资源生产总量¹

根据我国特殊的资源分布以及需求，煤炭的运输主要有三种方式：第一种为“西煤东运”，即将西部的煤炭资源运送到需求的东部地区；第二种为“北煤南运”，即将北部的丰富的煤炭资源运送到南部需求旺盛的地区；第三种为“铁路 水路”的联合运输方式。而港口在这个格局当中发挥着决定性的作用。如图1-2所示，港口的煤炭吞吐量也显示出逐年上升的趋势。