摘 要

本文分析了现有航线船舶配置的基本方法，结合了运筹学中动态规划的理论方法，建立了单、多航线船舶配置的动态规划模型，并运用实际案例验证，用动态规划逆序解法进行计算，对计算结果进行验证，结果证明模型是正确的。新模型的提出对于航线船舶配置具有重要指导意义。

论文主要研究了动态规划的基本原理，以及如何结合航线船舶配置的这一实际问题，运用动态规划的方法建立航线船舶配置优化模型并在实际案例中进行模型的验证。

研究结果表明：运用动态规划方法解决航线船舶配置问题是可行的，动态规划理论可以为航线船舶配置的研究提供一种新的思路。

本文的特色在于：将动态规划理论应用到交通运输行业实际问题中，并用实际案例对建立的动态规划模型进行验证。

关键词：动态规划；航线配船；逆序解法

Abstract

This paper analyzes the existing basic methods of liner ship deployment and establish a dynamic planning model of ship deployment for single and multiple liners combined with the method of dynamic programming in operational research theory.Then use the actual case to verify and use reverse solution method of dynamic programming to calculated. The results prove that the model is correct. The new model is of important guiding significance to liner ship deployment.

The paper mainly study the basic method and theory of dynamic programming， and how to combine this practical problem of liner ship deployment to establish optimization model of liner ship deployment by using the dynamic programming method. And verify the model in actual cases.

The results show that using the dynamic programming method to solve the problem of liner ship deployment is feasible， the dynamic programming theory provides a new thinking for the study of liner ship deployment.

The features of this paper: Using dynamic planning theory to solve the practical problems in the transportation industry，and verifying the established dynamic programming model in the actual case.

Key words:dynamic programming；liner ship deployment；Reverse Solution

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3研究主要内容 3

1.4 研究方法与技术路线 4

第2章 现有航线船舶配置的基本方法及分析 5

2.1 航线配船评价指标 5

2.2 现有航线船舶配置的基本方法 5

2.2.1基础线性规划模型^[17] 5

2.2.2 班轮航线配船模型^[18] 6

2.2.3集装箱航线配船模型^[7] 7

2.3 现有航线船舶配置的基本方法存在的不足 8

第3章 运用动态规划构建船舶配置优化模型 9

3.1 动态规划的基本原理 9

3.2 动态规划的基本概念 9

3.2.1阶段 9

3.2.2状态 9

3.2.3 决策 10

3.2.4 策略 10

3.2.5状态转移方程 10

3.2.6 指标函数 10

3.2.7 指标递推方程 11

3.3优化模型的提出 11

3.3.1单航线船舶配置优化模型 11

3.3.2 多航线船舶配置优化模型 12

第4章 实证分析 14

4.1数据搜集 14

4.2案例模型建立与求解 14

4.2.1数据分析 14

4.2.2动态规划模型 15

4.2.3模型求解 15

4.3模型验证 23

第5章 研究结论与展望 25

5.1研究结论 25

5.2研究展望 25

参考文献 26

致 谢 27

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

随着科技的高速发展，集装箱运输技术越来越成熟，国际上，在杂货运输中采用集装箱运输的比例也越来越高。全球经济贸易不断扩大，集装箱运输主干线船舶大型化趋势越来越明显，降低了干线船舶的箱位利用率。运输服务竞争进一步深化，经营模式也开始转变。

目前，许多航运公司正在更新他们的运输设备，采购了大量的新船，这些新船的运输能力大大增加了船公司的运力。面对这样严峻的形势，航运公司要保证自己的经营利润，就不得不采取一些应对措施，他们加快了分化与重组的步伐，由此出现了实力强大的联营集团，垄断现象也随之而来。目前，在全球几家大型集装箱运输公司中几乎每家公司都采用各自的先进管理手段降低航线上的总运营成本，如干线支线的运力配套、多式联运投资、网络经营等，以提高企业的利润，经营模式也开始转变，从传统的运输经营模式转变到综合物流经营模式，开启了运输市场竞争的新阶段。

在不断扩大海外航运市场的同时，很多国内的集装箱班轮公司也相应增加了内支线运输的网络业务，将许多以前闲置的小舱位船和老船投入运营。这种经营方式上的转变充分体现出了全方位服务的灵活性和必要性。但想要使网络运输最大程度被利用，不同船型高效率地应用于不同航线，必须加大努力发展科学和技术,科学运营，以最低的成本配置运输资源,这充分反映了数学规划模型建立的必要性。

1.2 国内外研究现状分析

国外对于航线船舶配置的研究首先是从散货，油轮的运营航线船舶配置研究中得到启发，进而转向集装箱船舶航线配船的研究。

Ronen^[1]为解决班轮货船队船期表的问题，建立了目标规划模型，该模型还可以应用于港口等待其他货物或提高竞争力因素分析。这篇论文描述的问题主要是关于如何在船队运营中合理配置航线的船舶，如何安排班次频率和船舶租赁来补充自己的船完成运输任务。Powell^[2]为解决计划期内两港口间一定量散货运输的简单模拟过程，将船队组合公式化，但是针对发船频率和准班，他并没有进行更深入的研究。Seong-cheol.CHO^[3]针对对美贸易的大宗干散液体散货运输，用线性规划配置散货和油轮船队营运，从已有的船型表中选取船队，并配到航线中去，考虑了港口限制、船型、航线、货物移动这四方面约束，结果证明港口限制较大，而货量对船队组成和船队成本影响较弱。Eugene Y. C. Wong^[4]等人基于免疫算法并考虑运输供给和需求的相互影响，建立优化型降低航线运营成本以提高国际班轮航线的运输效率。Zhongzhen,Yang^[5]等人建立了一种优化模型集装箱班轮服务的优化模型,同时考虑集装箱运输计划与港口运输需求的关系，对航行线路以及集装箱船上的箱位分配进行优化。之后，Zhongzhen,Yang^[6]又基于长江水道各航段的适航特征和沿岸港口间OD集装箱运输需求，构建整数规划模型，以所有集装箱运输总成本最小为目标，优化长江水道上集装箱航线网络，确定各航线靠港、靠泊顺序及所用船舶的类型与数量。