考虑低碳成本的航运网络优化系统及方法技术方案

本申请公开了考虑低碳成本的航运网络优化系统及方法，系统包括：网络构建模块

【技术实现步骤摘要】
考虑低碳成本的航运网络优化系统及方法


[0001]本申请属于航运优化
，具体涉及考虑低碳成本的航运网络优化系统及方法
。

技术介绍

[0002]目前航运业每年约燃烧
20
亿桶原油，排放
CO2多于
12
亿吨，约占全球
CO2排放总量的7％
。
此外，相关资料显示，在我国，船舶硫氧化物年排放量约占全国硫氧化物总排放量的8％，水路运输如何有效降低碳
、
硫排放正引起广泛关注
。
[0003]现有研究以海运班轮运输和集装箱运输为主，优化目标函数主要为运营成本最小，关于低碳环境下内河散货运输的相关文献较少
。
内河散货运输与海运班轮运输及集装箱运输在成本构成
、
组织过程
、
航速，以及船型等有很多不同之处，内河散货运输问题不能直接运用现有的海运班轮运输和集装箱运输的研究方法和模型
。
针对现有研究在内河散货运输方面的不足，结合内河散货运输的特点，构建了考虑低碳成本的内河散货运输航线网络优化模型，在考虑了低碳成本和减载运输，使得综合运输成本最低
。

技术实现思路

[0004]本申请旨在解决现有技术的不足，提出考虑低碳成本的航运网络优化系统及方法，运用低碳成本测算模型通过线性规划程序进行求解，从而对该航段水运航线网络布局进行优化，同时实现绿色运输，降低碳
、
硫排放
。
[0005]为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
[0006]考虑低碳成本的航运网络优化系统，包括：网络构建模块
、
模型构建模块
、
航线计算模块和可视化模块；
[0007]所述网络构建模块用于构建水运航线栅格地图，并基于所述水运航线栅格地图构建航线的有向拓扑网络；
[0008]所述模型构建模块用于构建低碳成本测算模型；
[0009]所述航线计算模块用于基于所述低碳成本测算模型和所述有向拓扑网络分析计算低碳成本航线；
[0010]所述可视化模块用于将所述低碳成本航线反馈至所述有向拓扑网络中进行可视化处理，得到最优航线网络
。
[0011]优选的，所述网络构建模块包括：第一信息收集单元
、
栅格化单元和匹配单元；
[0012]所述第一信息收集单元用于获取始发港至目的港区域范围内电子江图的内河水域的通航环境信息；
[0013]所述栅格化单元用于基于所述通航环境信息对电子江图栅格化得到用于确定可通航水域的栅格图；
[0014]所述匹配单元用于以所述始发港
、
转运港和所述目的港作为航线起止的节点，将航线划分成若干航段，并将航段信息与若干所述航段相互匹配，得到所述有向拓扑网络
。
[0015]优选的，所述模型构建模块包括：第二信息收集单元
、
函数构建单元和函数约束单元；
[0016]所述第二信息收集单元用于设定始发港集合
、
转运港集合和目的港集合，获取船舶运营成本指标；
[0017]所述函数构建单元用于基于所述始发港集合
、
所述转运港集合
、
所述目的港集合和所述船舶运营成本指标，构建目标函数；
[0018]所述函数约束单元用于设定所述目标函数的约束条件，得到所述低碳成本测算模型
。
[0019]优选的，所述航线计算模块包括：第三信息收集单元和计算单元；
[0020]所述第三信息收集单元用于获取实际港口数据和实际船舶运营成本数据；
[0021]所述计算单元用于将所述实际港口数据和所述实际船舶运营成本数据输入至所述低碳成本测算模型中，利用线性规划程序对所述低碳成本测算模型进行求解，得到所述低碳成本航线
。
[0022]本申请还公开了考虑低碳成本的航运网络优化方法，包括以下步骤：
[0023]构建水运航线栅格地图，基于所述水运航线栅格地图构建航线的有向拓扑网络；
[0024]构建低碳成本测算模型；
[0025]基于所述低碳成本测算模型和所述有向拓扑网络分析计算低碳成本航线；
[0026]将所述低碳成本航线反馈至所述有向拓扑网络中进行可视化处理，得到最优航线网络
。
[0027]优选的，所述有向拓扑网络的构建方法包括：
[0028]获取始发港至目的港区域范围内电子江图的内河水域的通航环境信息；
[0029]基于所述通航环境信息对电子江图栅格化得到用于确定可通航水域的栅格图；
[0030]以所述始发港
、
转运港和所述目的港作为航线起止的节点，将航线划分成若干航段，并将航段信息与若干所述航段相互匹配，得到所述有向拓扑网络
。
[0031]优选的，所述低碳成本测算模型的构建方法包括：
[0032]设定始发港集合
、
转运港集合和目的港集合，获取船舶运营成本指标；
[0033]基于所述始发港集合
、
所述转运港集合
、
所述目的港集合和所述船舶运营成本指标，构建目标函数；
[0034]设定所述目标函数的约束条件，得到所述低碳成本测算模型
。
[0035]优选的，所述低碳成本航线的分析方法包括：
[0036]获取实际港口数据和实际船舶运营成本数据；
[0037]将所述实际港口数据和所述实际船舶运营成本数据输入至所述低碳成本测算模型中，利用线性规划程序对所述低碳成本测算模型进行求解，得到所述低碳成本航线
。
[0038]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0039]本申请运用低碳成本测算模型通过线性规划程序进行求解，从而对该航段水运航线网络布局进行优化，同时实现绿色运输，降低碳
、
硫排放
。
同时对于水运航线网络布局优化以及降低水运环境污染具有重要的理论价值，可为散货水运运输路径选择和航线配船提供参考
。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0041]图1为本申请实施例的系统结构示意图；
[0042]图2为本申请实施例的方法流程示意图
。
具体实施方式
[0043]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
考虑低碳成本的航运网络优化系统，其特征在于，包括：网络构建模块
、
模型构建模块
、
航线计算模块和可视化模块；所述网络构建模块用于构建水运航线栅格地图，并基于所述水运航线栅格地图构建航线的有向拓扑网络；所述模型构建模块用于构建低碳成本测算模型；所述航线计算模块用于基于所述低碳成本测算模型和所述有向拓扑网络分析计算低碳成本航线；所述可视化模块用于将所述低碳成本航线反馈至所述有向拓扑网络中进行可视化处理，得到最优航线网络
。2.
根据权利要求1所述考虑低碳成本的航运网络优化系统，其特征在于，所述网络构建模块包括：第一信息收集单元
、
栅格化单元和匹配单元；所述第一信息收集单元用于获取始发港至目的港区域范围内电子江图的内河水域的通航环境信息；所述栅格化单元用于基于所述通航环境信息对电子江图栅格化得到用于确定可通航水域的栅格图；所述匹配单元用于以所述始发港
、
转运港和所述目的港作为航线起止的节点，将航线划分成若干航段，并将航段信息与若干所述航段相互匹配，得到所述有向拓扑网络
。3.
根据权利要求1所述考虑低碳成本的航运网络优化系统，其特征在于，所述模型构建模块包括：第二信息收集单元
、
函数构建单元和函数约束单元；所述第二信息收集单元用于设定始发港集合
、
转运港集合和目的港集合，获取船舶运营成本指标；所述函数构建单元用于基于所述始发港集合
、
所述转运港集合
、
所述目的港集合和所述船舶运营成本指标，构建目标函数；所述函数约束单元用于设定所述目标函数的约束条件，得到所述低碳成本测算模型
。4.
根据权利要求1所述考虑低碳成本的航运网络优化系统，其特征在于，所述航线计算模块包括：第三信息收集单元和计算单元；所述第三信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬贤，吴炜煌，涂凌昭，刘钊，张佳漪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：