機動船運行組織

1、PAGE 第四章 機動船運行組織第一節(jié) 貨運航線系統(tǒng)規(guī)劃和配船貨運航線系統(tǒng)規(guī)劃是研究航運企業(yè)航線合理布局的技術(shù)管理問題,其任務(wù)是根據(jù)航區(qū)一 定時期內(nèi)的貨運任務(wù)及港、航客觀條件,合理地確定貨運航線的數(shù)量、各航線的貨流構(gòu)成以及各航線?？康母劭诤屯？宽樞?。擬制航線系統(tǒng)方案必須以可靠的貨流資料為基礎(chǔ)。貨流資料的準(zhǔn)確性是決定航線方案質(zhì)量的主要因素。擬制貨運航線系統(tǒng)方案時,首先應(yīng)通過對所掌握貨流資料的分析(最好繪制出貨流圖),并結(jié)合港航條件和船舶的性能,將兩港間往返都有穩(wěn)定、大宗的貨流組織簡單航線。 在為航線分配貨流和預(yù)配船舶時，應(yīng)注意貨物積載因數(shù)與船舶艙容系數(shù)的配合。如果同向貨流既有重貨又有輕貨，應(yīng)盡量

2、使輕重貨物合理搭配，使船舶載重量和艙容系數(shù)都能得到充分利用。擬制好簡單航線后,在剩下的貨流中,將同一方向的貨流(指貨流方向都是順時針或逆時針方向者)組成若干條環(huán)行航線或三角航線。同時也可以組織環(huán)行航線或三角航線代替幾條簡單往返航線,這主要是為了減少空駛里程。因此,在組成一條環(huán)行航線后,須檢查航線上空駛里程的總和是否低于總里程的一半。否則,這條環(huán)行航線是不合理的。環(huán)行或三角航線擬好后,再將剩下的貨流組成若干條單程載貨的簡單往返航線。組織這種航線主要是因為反向沒有貨流或者是因為貨種性質(zhì)關(guān)系不能與其它貨物納入同一航線。第一個航線系統(tǒng)方案擬好后,應(yīng)對所有運輸任務(wù)進行核對,檢驗是否都已納入航線。然后對此

3、方案進行初步分析,找出其優(yōu)缺點,通過對不太滿意的航線針對其缺點進行變更調(diào)整,便可以組成另一個航線系統(tǒng)方案。依此類推,就可以擬制出若干個航線系統(tǒng)方案。如果擬制的方案較多,可先進行初步預(yù)選,保留少量較好的方案,再經(jīng)過全面的具體配船指標(biāo)計算,最后選擇出最佳的航線系統(tǒng)方案。除以上所述一個企業(yè)的全面航線系統(tǒng)規(guī)劃問題外,也還有局部性的航線規(guī)劃與調(diào)整問題。例如,研究開辟直達航線的合理性,就是一個局部性航線規(guī)劃問題。在船舶航行條件(水深、風(fēng)浪、流速等)差別較大的情況下,例如海與江、干流與支流,可能有兩種組織貨物運輸?shù)姆椒āＲ环N方法是開辟一條直達航線,實現(xiàn)貨物的直達運輸；另一種方法是開辟兩條航線,貨物在中途港換

4、裝。顯然,這兩種方案各有其優(yōu)點。開辟直達航線的優(yōu)點是可消除船舶在中轉(zhuǎn)港的換裝作業(yè),節(jié)約中轉(zhuǎn)費用和勞動力,減少貨損貨差,縮短貨運期限,加速船舶周轉(zhuǎn),減少中轉(zhuǎn)港壓力等。這對于港、航部門以及物資單位都 有好處。但優(yōu)點是否顯著,還與中轉(zhuǎn)貨物的品仲、中轉(zhuǎn)港的裝卸效率及設(shè)備能力等有關(guān)。直達航線也有缺點,首先是由于各段的航行條件不同,而船舶的結(jié)構(gòu)強度、設(shè)備要求、功率大小等,則必須適合全航程航行條件的要求。例如海船進江,其結(jié)構(gòu)強度一定要適合海上要求,而有許多時間卻在不需要如此高強度標(biāo)準(zhǔn)的河道上航行。綜上所述,開辟直達航線的合理性是有條件的。一般情況下,它適于在江上(或支流)距離不太長,水深、流速及風(fēng)浪等航行條

5、件差別不很懸殊,中途港的作業(yè)條件較差,裝卸效率較低,貨種易發(fā)生貨損貨差的條件下采用。航線配船是研究各類船舶在航線上合理配置的技術(shù)管理問題。眾所周知,在同一航線上使用技術(shù)營運性能和經(jīng)濟性能不同的船舶,將會產(chǎn)生不同的經(jīng)濟效果。同一類型的船舶,使用在不同的航線上,也將得到不同的結(jié)果。因此,船舶工作的效果在很大程度上是由正確的航線配船來保證的。航線配船包括多線多船型、多線單船型和單線多船型三種情況。多線多船型的配船問題研究多條航線和多船型情況下的全面合理配船問題。根據(jù)安全優(yōu)質(zhì)的原則,首先應(yīng)分析船舶的技術(shù)營運性能與航線上的貨運任務(wù)相航線的港、航條件,再按照經(jīng)濟上合理的原則,為各航線選配技術(shù)營運上可行、經(jīng)

6、濟性能好的配船方案,然后進行指標(biāo)計算比較, 并結(jié)合評價方案合理性的其他條件,選擇出最佳配船方案。配船應(yīng)遵循的基本原則是:船舶與貨物相適應(yīng) 船舶的結(jié)構(gòu)性能、裝卸性能和設(shè)備等應(yīng)適應(yīng)航線上的貨物性能。例如,專用船首先應(yīng)配在運輸相應(yīng)貨種的航線上。2. 船舶與港口相適應(yīng) 船舶的尺度性能和設(shè)備條件應(yīng)與港口泊位水深和裝卸條件相適應(yīng)。3. 船舶與航線的航行條件相適應(yīng) 船舶的尺度性能應(yīng)與航道水深、船閘尺度、橋梁或過江電線凈空高度等相適應(yīng),船舶的航行性能應(yīng)與航線航行條件相適應(yīng)。例如,航速過慢的船舶,不宜配在流急的航線上工作。4. 應(yīng)遵循一般的經(jīng)濟準(zhǔn)則在船舶能滿載的情況下,應(yīng)將噸位大、航速高的船舶首先配在裝卸定額高

7、、航程長的航線上,這有利于提高船舶的生產(chǎn)率和降低成本。將晝夜航行費用較高、停泊費用較低的船舶配置在短航線上,反之則應(yīng)配置在長航線上。這也會有利于運輸成本的降低。多線單船型的配船問題遠較多船型的配船問題簡單,而且只有在運量大于運力時才有研究的必要。解決這樣的問題,第一步仍然是從技術(shù)營運要求出發(fā),在排除船舶不能工作的航線后, 就可能工作的航線分別計算其營運經(jīng)濟效益指標(biāo),將保有的營運船舶優(yōu)先用在營運經(jīng)濟效益較好的航線上,直至所有船舶分配完畢為止。應(yīng)當(dāng)指出,這一類配船問題在國內(nèi)航線上是很容易的解決的,一般首先應(yīng)根據(jù)貨運任務(wù)的輕重緩急確定,而不能單純從經(jīng)濟效益出發(fā)來決定承擔(dān)或不承擔(dān)某些航線的貨物運輸任務(wù)

8、。但在保證完成國家運輸計劃的前提下,對其他一些貨物航運企業(yè)可以根據(jù)經(jīng)濟效益來決擇。對于遠洋航線,當(dāng)運量大于運力時,在外交和外貿(mào)政策允許的前提下,就可根據(jù)經(jīng)濟效益來決定。單線多船型的配船問題也比較簡單,而且只有當(dāng)運力大于運量時才有研究的必要。其原則步驟與前述相同,即先排除不適于在該航線工作的船舶,而后逐船計算其經(jīng)濟效益指標(biāo)。優(yōu)先選配經(jīng)濟效益好的船舶,直至滿足貨運任務(wù)的需要為止。假定表41，42為某海區(qū)計劃期的貨流資料表和船型及其在港作業(yè)資料表。作為一個例子，說明該海區(qū)制定機動貨船貨運航線系統(tǒng)和配船方案的方法。某海區(qū)計劃貨流資料表（表41）貨流方向貨種數(shù)量（kt）積載因數(shù)（m3/t）距離（海里）港

9、口位置示意圖AB化肥（散）2001.30500CBDABA糧食（包）1001.45500DA水泥（包）1001.20200DC煤（散）1000.8270CD雜貨（包）鋼材160802.500.20270DB煤（散）1000.80400BC150AC350船型及船舶在港技術(shù)作業(yè)資料表（表42）裝載順序作業(yè)性質(zhì)符號船型（艙容系數(shù)）每次作業(yè)時間（d）每次作業(yè)費用（元）水泥煤 糧化肥掃、 洗烘、 墊5000（1.5）3.010002500（1.32）2.58002000（1.2）2.3700 鋼材煤 雜貨掃、 墊5000（1.5）0.52502500（1.32）0.42002000（1.2）0.420

10、0首先要根據(jù)貨流、并合并船型，對兩港間往返都有穩(wěn)定大宗貨流的貨物組織簡單航線。其中A、B和C、D兩港間可分別組織簡單航線，如表43第一方案的第1和第2航線。在航線上分配貨流和配船時，應(yīng)注意貨物積載因數(shù)與船舶艙容系數(shù)的配合，力求船舶載重量與艙容都能得到充分利用。如第一方案的第1航線，若配5000噸級船，艙容系數(shù)為1.5，因往返的糧食、化肥都是重貨，可以滿足這方面要求。同方向貨流有重貨又有輕貨時，應(yīng)做好輕重貨物的合理搭配。如第一方案的第2航線，DC方向有煤炭10萬噸，CD方向有雜貨16萬噸（輕貨）、鋼材8萬噸（重貨）。若配2000噸級船，艙容系數(shù)為1.2，則該航線CD方向的運輸能力（船舶載重量）為

11、10萬噸、貨艙容積為12萬立方米。設(shè)CD方向搭配的鋼材為a噸、雜貨為b噸，則有由此可得，以充分利用船舶載重量和貨艙容積為原則，CD方向搭配的貨物應(yīng)是a56522 （噸）b43478 （噸）如果某一方向只有輕貨或輕貨很多，而反向只有重貨，在確定簡單航線往返方向貨運量時，可按下式計算式中 u輕輕貨積載因數(shù)； Q輕、Q重分配的輕貨、重貨物重量； 配所配船型的艙容系數(shù)。在第一方案的第1、2兩條簡單航線擬出后，可將同一方向的剩下貨流組成若干條環(huán)形航線，如第一方案的第3、4航線。在組織上述4條航線后,再將剩下的貨流組成單程載貨的簡單往返航線，如第一方案的第5航線。這一航線上的雜貨是組織第2、3航線后的剩余

12、貨流。如將這部分航線并入第2航線，將使船舶在DC方向得不到充分利用，還將增加船舶掃艙作業(yè)；如并入第3航線，則船舶在DABC的長航程上將得不到充分利用。所以，從營運經(jīng)濟效益上看，不如增設(shè)第5航線（見表43的第一方案）。擬制一個方案后，應(yīng)逐一核對所有運輸任務(wù)是否均已納入航線，以及納入同一航線的貨物是否有互抵性貨物。初看起來，第一方案需要進行的洗、掃艙作業(yè)較多，且化肥、雜貨太分散。為此，除保留第2航線外，若其他的另組航線，就可得出第二航線系統(tǒng)和配船方案（見表43的第二方案）。第二方案掃、墊艙作業(yè)減少，航線較單純。化肥、雜貨較集中，對配船有好處。但這一方案的船舶空駛較多。如將第3、4、5航線結(jié)合組成一

13、條航線，就可形成另一條航線系統(tǒng)和配船方案（見表43的第三方案）。第三方案的第 3航線，CD方向貨流需要的船舶容積為：1165002.5235000.2295950 （m3）如果采用2500噸級船，需要船噸2959501.32224200 （t）為保證CD間運輸任務(wù)的需要，船舶不僅需在BC間空航，而且在AB、DA間得不到滿載。因此，可考慮將艙容系數(shù)較大的5000噸級船配在這條航線上，以提高載重量利用率。并將第1航線上的DB煤炭分出來成立單獨航線，采用2500噸級船型，可省去掃、洗、烘、墊艙作業(yè)。PAGE PAGE 23航線方案A12345一B D C AD CB D BCD CAB化肥100BA

14、糧食100CD雜貨43.5鋼材56.5DC煤100AB化肥100CD雜貨58.1鋼材23.5DA水泥100CD雜貨52.8DB 煤100CD雜貨5.6D凈50001.5D凈20001.2D凈50001.5D凈25001.32D凈20001.2二 AD BD CAD AB D CBA糧食100DB煤100CD雜貨43.5鋼材56.5DC煤100DA水泥100AB化肥200CD雜貨116.5 鋼材23.5D凈50001.5D凈20001.2D凈25001.32D凈50001.5D凈50001.5三 AD BD CD AB CBA糧食100DB煤100CD雜貨43.5鋼材56.5DC煤100AB化肥

15、200CD雜貨116.5鋼材23.5DA水泥100D凈50001.5D凈20001.2D凈25001.32四 AB D CD AB C D BBA糧食100CD雜貨43.5鋼材56.5DC煤100AB化肥200CD雜貨116.5鋼材23.5DA水泥100DB煤100D凈50001.5D凈20001.2D凈50001.5D凈25001.32航線系統(tǒng)方案表（43）第二節(jié) 制定航線系統(tǒng)的表上作業(yè)法一、各港口的需要船噸為了計算各港口的需要船噸，首先應(yīng)根據(jù)貨物特點，將各港至對方港的貨物加以分組，并分別計算其平均積載因數(shù)（），其計算公式為： （m3/t）式中 Qi貨種別的貨物數(shù)量 （t） ui貨種別貨物積

16、載因數(shù) （m3/t）假定B港至A港有如表44所列的貨物。根據(jù)貨物特點，其中棉花、機器設(shè)備、五金、集裝箱、袋糧和鋼材可劃分為一組，其平均積載因數(shù)為：（2.83.104.22.630.80.190.42.2019.81.4480.20）（2.84.20.80.419.88）1.412 （m3/t） 港間貨流資料表 表44貨物數(shù)量（萬噸）積載因數(shù)（m3/t）棉花2.83.10機器設(shè)備4.22.63五金0.80.19集裝箱0.42.20袋糧19.81.44鋼材8.00.20煤170.80煤炭17萬噸，因不能與其他貨物結(jié)合，單列一組。其次，根據(jù)船舶資料，以裝載貨物上可以互相調(diào)配為特征將船舶加以分組，并計

17、算平均艙容系數(shù)（），計算公式為 （m3/t）V容積ii型船舶的貨艙容積（m3）D定ii型船舶的額定噸位（t）nii型船舶的艘數(shù)。假定可以互相調(diào)配的船舶有：A型船：D定3000t，艙容V3658 m3 ，6艘B型船：D定5000t，艙容V7500 m3 ，4艘C型船：D定2500t，艙容V3300 m3 ，2艘D型船：D定7500t，艙容V8670 m3 ，2艘這些船舶的平均艙容系數(shù)是 （m3/t）如果貨物的平均積載因數(shù)大于船舶平均艙容系數(shù)，說明所裝載貨物將占用較船舶標(biāo)準(zhǔn)大的空間，這一增大比例用換算系數(shù)表示，換算系數(shù)（k）可按下式確定：將上述相應(yīng)數(shù)字代入上式有：B港至A港需要換算的貨物噸數(shù)是（是

18、：2.80.819.84.20.4836因而，這組貨物需要的船噸應(yīng)為： 1.0763638.8 （萬噸）17萬噸煤炭不需要換算。這樣，B港至A港貨物所需總船噸（）應(yīng)為：38.81755.8 （萬噸）假定某海運局轄區(qū)內(nèi)有A、B、C、D、E、F、G七個港口，用同樣方法也可確定出各港口間的需要船噸（表44）。表中各港口到達船噸合計減發(fā)出船噸合計為負值時，列為缺少船噸，否則列為剩余船噸（缺少和剩余船噸匯總列于表45）。顯然，在規(guī)劃航線時，應(yīng)將剩余船噸調(diào)往缺少船噸的港口。單位 千噸 港口間需要船噸資料表 表45到達港發(fā)出港A1B2C3D4E5F6G7發(fā)出船噸合計剩余船噸A 11709179536.4B

19、2558902.544694.5C 333102.5D 414011151E 54.95283139.9F 6946.5100.526.5G 712.53.516到達噸合計715.4278.5105.5552.51271283.9缺少船噸41696137.416665.4缺少剩余船噸匯總表 表46 缺少船噸港港間距離剩余船噸港BDEF剩余船噸數(shù)Ai（千噸）A160165465140536.4C195170545190102.4F32724525030026.5需要補充船噸數(shù)（千噸）41696137.416665.4二、航線問題的數(shù)學(xué)模型由于港口需要船噸差（減少或剩余）的存在，必產(chǎn)生由需要船噸剩

20、余港向缺少港調(diào)撥的問題。優(yōu)化這一問題解的目標(biāo)函數(shù)，顯然應(yīng)該是使因船噸調(diào)撥而產(chǎn)生的船舶總噸公里（海里）數(shù)（DL）為最小，即DL 最小式中xij由i港口調(diào)往j港口的船噸數(shù) Liji港和j港的距離問題的約束條件是：1從i港向所有j港補充的船噸總數(shù)，應(yīng)等于i港剩余的船噸數(shù)Ai，即：2從各i港補充到一個j港的船噸總數(shù)，應(yīng)滿足該港口的需要量Bj，即3從i港向j港補充的船噸數(shù)不可能是負值，即xij0 i1，2，3， ，m j1，2，3， ，n因此，航線的船噸調(diào)撥問題是一個典型的線性規(guī)劃問題。三、用表上作業(yè)法求航線問題的初始解和最優(yōu)解求初始解的方法很多，運用“最小元素法”（在這里是指最短距離），求得的初始解見

21、表46。表中方格右上角數(shù)字是港間距離（海里）。求解時，在初始表中首先以最短距離的港口間船噸滿足船噸要求，然后依次組織較大距離港口間的調(diào)撥，直到得出整個初始解。表46中初始船噸分配方案總的空駛船噸海里數(shù)是DL416160961658.446516140102.554526.5250151033.5在求得初始解（即一個船噸分配方案）后，需要檢查和判別初始解是否最優(yōu)。如果不是最優(yōu)解，則應(yīng)進行調(diào)整，直至找到最優(yōu)解為止。 初始解表 表47有剩余船噸港口需要補充船噸港口剩余船噸Ai（千噸）B 1D 2E 3G 4A 1416160961658.446516140536.4C 2195170102.5545

22、190102.5F 332724526.525030026.5需要補充船噸Bj（千噸）41696137.416665.4運用“位勢法”求最優(yōu)解可按如下步驟進行：1首先，按如下公式建立位勢系統(tǒng)viujLijujviLij式中： uj 需要船噸港口的列位勢值 vi有剩余船噸港口的行位勢值建立位勢值系統(tǒng)時，可先從某一i港任取一個數(shù)值，此數(shù)值稱為初始位勢值。為方便計算，初始位勢值一般取整數(shù)。2然后，利用位勢值按下式計算檢驗數(shù)（ij）ij uj（viLij ）3利用檢驗數(shù)判別方案是否最優(yōu)，判別條件是：ij0若方案表中所有方格均已滿足上述判別條件，則該方案為最優(yōu)方案，否則該方案還需要進行調(diào)整。4利用閉回路

23、法建立調(diào)整方案這時，首先應(yīng)對檢驗數(shù)具有的最大的空格作閉回路。閉回路由端點和水平、垂直的有向線段組成?；芈返钠瘘c、終點均應(yīng)為空格，回路的其他端點應(yīng)是被調(diào)整方案中填有數(shù)字的空格。從起點開始首先作垂直向上或向下的線段，遇端點后再轉(zhuǎn)角做水平線段。水平線段遇端點再次轉(zhuǎn)角作垂直線段，直至構(gòu)成閉回路。在閉回路的奇數(shù)轉(zhuǎn)角中找到最小調(diào)整量（xmin），并據(jù)此按如下公式建立調(diào)整方案： 式中：各為調(diào)整方案和原方案閉回路奇數(shù)轉(zhuǎn)角所在方格的調(diào)配量； 各為調(diào)整方案和原方案閉回路偶數(shù)轉(zhuǎn)角所在方格的調(diào)配量。對調(diào)整方案建立位勢系統(tǒng)、計算檢驗數(shù)，并據(jù)以判別調(diào)整方案是否最優(yōu)等，依次重復(fù)上述步驟，直至得出問題的最優(yōu)解。對問題的初始解

24、（見表46）建立位勢系統(tǒng)時，可先對A港取一任意位勢值，例如取v11000據(jù)此，根據(jù)在表46中填有船噸分配值方格的情況，位勢值uj計算如下：u110001601160u210001651165u310004651465u410001401140在這一計算的基礎(chǔ)上，其他位勢值vi應(yīng)為：v21465545920v314652501215按上述計算建立的問題初始解位勢值系統(tǒng)見表47 位勢值系統(tǒng)表 表48有剩余船噸港口位勢值需 要 補 充 船 噸 港 口剩余船噸數(shù)Ai（千噸）B 1D 2E 3G 4vi uj1160116514651140A 11000160165465140536.4416 968.

25、4160000C 2920195170545190102.5102.54575030F 3121532724525030026.526.53822950375需要補充船噸數(shù)Bj（千噸）41696137.416665.4利用位勢值（表47）對表格的每一方格計算檢驗數(shù)可有：111160（1000160）0211160（920195）45311160（121532）382.計算結(jié)果填入位勢值系統(tǒng)表（見表47）相應(yīng)方格左下角方框內(nèi)。利用檢驗數(shù)判別初始方案，因還有CB、CD、CG三格不滿足判別條件，故初始方案還不是問題的最優(yōu)解，應(yīng)進一步利用閉回路法建立調(diào)整方案。因檢驗數(shù)的最大值為75，故應(yīng)以檢驗數(shù)75所

26、對應(yīng)空格為起點作閉回路（在閉回路中最小調(diào)整量是xmin96），并據(jù)以建立調(diào)整方案。（見表48）對調(diào)整方案建立位勢值系統(tǒng)時若仍先給A港的位勢值一任意值，例如取v11000。據(jù)此，根據(jù)表48中調(diào)整方案填有船噸分配值方格的情況，位勢值uj可計算如下：u110001601160u310004651465u410001401140在這一計算基礎(chǔ)上，其他位勢值vi應(yīng)為：v21465545920v314652501215根據(jù)位勢值v2計算的位勢值u2應(yīng)為：u29201701090利用上述位勢值計算的調(diào)整方案檢驗數(shù)見表49。因還有檢驗數(shù)45、30兩項不滿足判別條件，故這一調(diào)整方案還不是問題的最優(yōu)解，還應(yīng)進一步

27、利用閉回路法建立新的調(diào)整方案。 調(diào)整方案表 表49 檢驗數(shù)表 表410 416 096 104.4 8.41607500 96 6.5102.50003026.53823700375這時，檢驗數(shù)的最大值為45，故應(yīng)以檢驗數(shù)45所對應(yīng)空格為起點作閉回路（在閉回路中最小調(diào)整量xmin6.5），并據(jù)以建立新的調(diào)整方案（表410）。用同樣的方法可對新的調(diào)整方案建立位勢值系統(tǒng)，并計算出檢驗數(shù)（表411）。因這一方案的檢驗數(shù)已全部滿足判別條件，故這一方案就是這一船噸分配問題的最優(yōu)解。最優(yōu)船噸分配方案的空駛船噸海里數(shù)為：DL409.51606.519596170110.946526.525016140143

28、541 （千噸公里）由此可見，最有船噸分配方案較第一次分配的初始方案空駛船噸海里數(shù)（151033.5千噸海里）減少7492.5千噸海里。調(diào)整方案表 表411 409.5416110.9104.4166.59606.526.5最優(yōu)方案表 表412有剩余船噸港口位勢值需 要 補 充 船 噸 港 口剩余船噸數(shù)Ai（千噸）B 1D 2E 3G 4vi uj1160113514651140A 11000160165465140536.4409.5110.91603000C 2965195170545190102.56.596004515F 3121532724525030026.526.53823250

29、375需要補充船噸數(shù)Bj（千噸）41696137.416665.4四、劃分最優(yōu)航線系統(tǒng)得到空船噸最優(yōu)分配方案后，把它與表44的需要船噸結(jié)合起來，可構(gòu)成“需要船噸和空船噸匯總表”。見下表412 。（注：表內(nèi)方框中數(shù)字是空船噸）單位 千噸 需要船噸和空船噸匯總表 表413到達港發(fā)出港A1B2C3D4E5F6G7發(fā)出船噸合計發(fā)出空載船噸合計A 1170409.59110.916179536.4B 2558902.544694.5C 36.53963102.5D 414011151E 54.95283139.9F 6946.526.5100.526.5G 712.53.516到達重載船噸715.427

30、8.5105.5552.51271283.9到達空載船噸41696137.416665.4根據(jù)表413來劃分航線系統(tǒng)的方法是，從A港開始，依次在表中有船噸發(fā)送的港口之間構(gòu)成空間循環(huán)，并以循環(huán)中船噸數(shù)字最小者為準(zhǔn)來建立，直至把所有船噸都分配完畢為止。最好，根據(jù)制定好的航線系統(tǒng)，分配各航線或航次的貨運任務(wù)。按照這一方法組成的航線和航次系統(tǒng)（其中表示重航， 表示空航）為：1A港 170 B港 170 A港；2A港 388 B港 388 A港；3A港4.9 E港 4.9 A港；4A港52 E港 52 D港 52 A港；5A港 12.5 G港 12.5 A港；6B港 6.5 C港 6.5 B港；7B港

31、3 C港 3 D港 3 A港 3 B港；8B港 18.5 C港 18.5 D港 18.5 A港 18.5 B港；9B港 2.5 E港 2.5 F港 2.5 B港；10B港 44 F港 44 B港； 11C港 9 D港 9 A港 9 C港；12C港 47.5 D港 47.5 A港 47.5 E港 47.5 F港 47.5 B港 47.5 C港；13C港 6.5 D港 6.5 A港 6.5 E港 6.5 F港 6.5 C港；14C港 3.5 D港 3.5 A港 3.5 G港 3.5 B港 3.5 C港；15C港 11 D港 11 B港 11 C港；16E港 26.5 F港 26.5 E港第三節(jié) 配

32、船問題的表上作業(yè)法一、遠洋航線的配船問題1問題的數(shù)學(xué)模型遠洋航線使用的船舶包括本國船舶和租用外國船舶兩部分。因此，衡量遠洋運輸船舶最優(yōu)配船方案的標(biāo)準(zhǔn)，既可采用外匯費用最小，也可以采用外匯收入最大。如以外匯費用最小為標(biāo)準(zhǔn)，則遠洋航線配船數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)方程可寫為： 最小式中：xiji型船在j航線上工作的艘天比例； m本國船型數(shù)，而用（m1）表示外國船型的下標(biāo)； n航線數(shù)； f（m1）jj航線租用外國船舶的外匯費用（折合人民幣）； x（m1）j外國船在j航線上工作的艘天比例； cij計劃期內(nèi)i型船在j航線上的營運費用； K綜合營運費用。問題的約束條件是：（1）保證完成各航線的計劃運輸量（Qj），

33、即 j1，2，n式中 Pij計劃期內(nèi)i型船在j航線上的運輸能力。（2）為了首先保證充分使用本國船舶，本國的i型船在各航線上使用的總艘天必須符合 i1，2，m；租用的外國船舶在每條航線上可能使用的艘天，都可以小于或等于1。（3）i 型船在j航線上工作的艘天比例不能是負值，即xij0 （i1，2，m1；j1，2，n）因此，配船問題也是一個典型的線性規(guī)劃問題。按照這一模型作配船問題的解，就是分配各船型在各航線上所占的艘天比例，即對xij求解。2用表上作業(yè)法求配船問題的初始解和最優(yōu)解現(xiàn)假定有五條遠洋航線，各條航線的運輸任務(wù)為：第一條航線 Q122萬噸； 第二條航線 Q240萬噸； 第三條航線 Q340

34、萬噸；第四條航線 Q480萬噸； 第五條航線 Q560萬噸。設(shè)在五條航線上除配有三種本國船型外，由于運力不足，還租用外國船舶。各種船型在各條航線上的運輸能力和營運費用見下表414（由于某種原因，C型船不能配在第五條航線），每噸運輸能力的營運費用見表415。 運輸能力和營運費用資料表 表414 航線營運費用(萬元)船型 運輸能力(萬噸)12345A 1B 2C 3D 4（租用外國船）根據(jù)航線資料編制的航線配船計劃模型如表416所示。表中方格內(nèi)左上角表示運輸能力（萬噸），右下角表示營運費用（萬元）。 單位營運費用表 表415航線單位費用(萬元)船型12345A 121.401.501.031.86

35、B 210.750.810.620.83C 31.110.700.800.58D 4 （租用外國船）67322.5 配船問題的計劃模型表 表416船 型 i航線 j12345運輸量 Qj （萬噸）2240408060A I20302640224042394141B 23042.53750363032303130C 31830253620212021D 1（租用外國船）2240408060132280120160150運用最小元素法確定配船問題初始解（即初始方案）的最小元素是指每噸運輸能力營運費用（即單位營運費用）最小。在航線配船中，除優(yōu)先安排單位營運費用最小的船型，還應(yīng)以充分利用本國船舶為原則

36、，首先考慮使用本國船舶，并按下式確定各航線（方格）分配的營運艘天比例； i1，2，.，m+1； j1，2，.，n從表415可以看出，單位營運費用最小值為0.58，故應(yīng)優(yōu)先將C型船全部配到第四航線，即令x341。因這一配船的運輸能力為36萬噸，而第四航線的運量Q480萬噸，所以還有（8036）44萬噸需要配其他船型。在這一航線上單位營運費用次小者為B型船的0.62，若用B型船來滿足44萬噸運輸任務(wù)的需要，則B型船在這一航線上工作的艘天比例（x24）應(yīng)為：依此類推，即可得出航線配船的初始方案（見表417），其綜合營運費用（K）為：K1420.12320.883112111320.122280112

37、01150530.3（萬元）在初始方案的基礎(chǔ)上運用位勢法求得最優(yōu)方案，與航線船噸調(diào)撥問題類似，同樣可以通過建立位勢值系統(tǒng)、計算檢驗數(shù)、利用檢驗數(shù)判別方案是否及利用閉回路法建立調(diào)整方案等步驟來進行。航線配船的初始方案表 表417船 型 i航線 j12345運輸量 Qj （萬噸）2240408060A I20302640221.04042394141B 23042.53750360.120.883032303130C 3183025361.020212021D 4（租用外國船）22404080601.00.1221.0132280120160150配船問題的位勢值可按如下公式計算：對航線配船的初始

38、方案（見表417）建立位勢值系統(tǒng)，可先取v40，這時有在這一計算的基礎(chǔ)上，位勢值vi應(yīng)為：v1307.042168.0v242.57.032265.5根據(jù)位勢值v2的數(shù)值，位勢值u4應(yīng)為：根據(jù)位勢值u4的數(shù)值，位勢值v3則應(yīng)為：v3365.9321192.5根據(jù)上述計算建立的問題初始解位勢值系統(tǒng)見表418。 位勢值系統(tǒng)表 表418船 型i位勢值航線 j12345運輸量 Qj （萬噸） ujvi22404080606.07.03.05.932.5A I16820302640221.08840042-129392841-15441B 2265.53042.53750360.120.88-115.5

39、30032-18430031-20530C 3192.5183025361.0104.520-421-13720021D 4（租用外國船）022404080601.00.1221.00132028001203141600150利用位勢值計算檢驗數(shù)（ij），對于配船問題應(yīng)按下式計算：據(jù)此，對位勢值系統(tǒng)表（見表418）的每一方格計算檢驗數(shù)可有：11206.0168408821306.0265.530115.531186.0192.520104.5.計算結(jié)果填入位勢值系統(tǒng)表（表418）相應(yīng)方格的左下角。利用檢驗數(shù)判別初始方案，因還有14和44 不滿足判別條件，故初始方案還不是航線配船的最優(yōu)方案，應(yīng)進

40、一步利用閉回路法建立調(diào)整方案。經(jīng)過對調(diào)整方案的多次檢驗和調(diào)整，最后得出的最優(yōu)方案見表419。 最優(yōu)方案表 表419船 型i位勢值航線 j12345運輸量 Qj （萬噸） ujvi22404080603.72.663.02.02.5A I3920302640221.0-540-1.242039041-2541B 2813042.53750360.7330.2350.032030032030-1231-2130C 358.5183025361.0-12.220021-3.820-7.821D 4（租用外國船）022404080600.321.01.0-48.6132-173280012001600

41、150最優(yōu)配船方案對本國船舶的使用情況和需要租用外國船舶的情況是：本國A型船全部配在第3條航線上，C型船全部配在第2條航線上，B型船大部分配在第1條航線上，其余配在第2條航線和第3條航線上，第4條和第5條航線的運量全部租用外國船舶來完成，第3航線本國船完不成的運量，也租用一部分外國船來完成。這樣配船的結(jié)果，本國船和租用外國船的綜合營運費用是438.87萬元，它較初始配船方案的530.3萬元，減少91.43萬元，即減少17.2。二、沿海航線和內(nèi)河航線的配船問題沿海航線和內(nèi)河航線的配船問題與遠洋航線基本相同。但由于全是本國船舶，沒有租用外國船的問題，故運輸能力和運輸任務(wù)的關(guān)系，可能有多，也可能不足

42、。選擇方案的標(biāo)準(zhǔn)，可以采用營運費用最少或運輸收入最大，也可以采用運輸能力最大或者其他指標(biāo)。如果采用營運費用最少作為選擇方案的標(biāo)準(zhǔn)，則沿海航線配船的數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)可以寫為： 最小問題的約束條件是：（1）保證完成各航線的計劃運輸量（Qj），即 j1，2，n式中 Pij計劃期內(nèi)i型船在j航線上的運輸能力。（2）i型船在各航線上使用的總艘天必須符合 i1，2，m；（3）i 型船在j航線上工作的艘天比例不能是負值，即xij0 （i1，2，m；j1，2，n）如果在未求得最優(yōu)配船方案以前還不能確定運輸能力有多或者不足，可以在配船計劃模型表中增加一項后備（運輸能力有多）與一項未完成運量（運輸能力不足），如

43、表420所示。但是，必須注意這兩項決不能同時出現(xiàn)，也就是說，有運量沒有完成就不能有運力后備。只要運量都完成了而運力有多，才能作為后備。求解最優(yōu)配船方案的步驟和方法與遠洋航線配船相同。配船問題的計劃模型表 表420 船 型i位勢值航 線 j12345運輸量 Qj （萬噸） ujviQ1Q2Q3Q4Q5u1u2u3u4u5A Iv1P11P12P13P14P15C11C12C13C14C15B 2v2P21P22P23P24P25C21C22C23C24C25C 3v3P31P32P33P34P35C31C32C33C34C35D 4v4P41P42P43P44P45C41C42C43C44C45

44、未完成運量第四節(jié) 航次航行機動貨船運行組織一、航次最優(yōu)船舶的選擇第五節(jié) 客船及客貨船航線制訂與配船的特點一、制訂客運航線的原則在正常情況下，已有的客運航線一般都不會有多大的變動。但隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，海、河、湖泊沿岸廠礦企業(yè)的建立和港口站點的增多以及城市的發(fā)展，使得客流和貨流都會發(fā)生較大的變化,這就需要相應(yīng)地開辟新的航線或調(diào)整已有的航線,制訂新的航線系統(tǒng)。制訂或調(diào)整客貨運輸航線,亦應(yīng)通過方案比較法進行。但在制訂和選擇方案時,不僅要考慮營運經(jīng)濟效果,還要考慮最大限度地方便旅客。因此,在制訂客運航線時,應(yīng)遵循如下原則:1. 水上客運航線的設(shè)置應(yīng)與鄰近的平行的其他運輸方式 (鐵路、公路) 合理分工、

45、相互協(xié)調(diào), 為旅客策劃經(jīng)濟合理的路線, 滿足不同旅客的要求。2. 水上客運航線的布局應(yīng)使彼此之間以及與其他運輸方式線路之間, 在空間和時間上很好的銜接, 以便利旅客從某一航線換乘其他航線的船舶或其他交通工具。3. 水上客運航線的設(shè)置應(yīng)考慮不同旅客的愿望。例如,在某一航段內(nèi)可以設(shè)置兩條或兩 條以上的平行航線,它們可能由于配置的船舶航速、客艙等級和設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、?？扛壅緮?shù)量、以及船舶在各港到發(fā)時刻等的不同,而可使各航線的客票票價及其他旅途開支(因等待換乘其他航線船舶或其他交通工具而宿夜等)和對不同旅客的方便程度等不同。這佯就可便于不同旅客根據(jù)各自的旅行目的、經(jīng)濟條件和其他具體情況,選擇他們各自認為合適

46、的航線。又如,當(dāng)兩港間客運量較大時,可考慮設(shè)置中途不停靠的直達航線,以利提高旅行速度。4. 水上客運航線的設(shè)置和安排, 在盡量方便旅客的原則下, 還應(yīng)考慮經(jīng)濟原則, 即還應(yīng)有利于提高船舶的客位利用率和載重量利用率 (對客貨船而言), 有利于減少非生產(chǎn)性停泊時間, 有利于加速船舶周轉(zhuǎn), 提高船舶的營運經(jīng)濟效果。二、客運航線配船的特點客運航線配船問題的特點主要表現(xiàn)在如下方面。同一航線上船舶的性能要求一致, 以保證船舶都能按相同的規(guī)律有節(jié)奏地運行。 2. 在長距離的主干客運航線以及旅游、休養(yǎng)航線上, 應(yīng)配置設(shè)備較完善的船舶, 而且前者還要求配置速度較高的船舶。此外,長距離航線和休養(yǎng)航線還必須是配備有

47、臥鋪的船舶。3. 短距離的地方性客運航線, 服務(wù)對象多是自帶物品較多的農(nóng)民。因而,在這些航線上配置的船舶,應(yīng)有較多可供堆放物品的空間,甲板的層數(shù)也不宜太多。4. 對于客貨船航線, 根據(jù)航線客、貨運量的數(shù)值, 按船舶載客量與載重量計算出的發(fā)船 密度可能不一致。在這種情況下,如果航線上貨運量很大, 按貨運量計算發(fā)船密度需要的客、 貨船數(shù)量較大, 就必然降低客位利用率, 造成經(jīng)濟損失。根據(jù)以客為主的方針, 在這種情況 下應(yīng)按客運量計算發(fā)船密度, 多余的貨運量可組織機動貨船去完成。甚至在客貨運量都很大 的情況下, 客貨船也只裝運一些運價較高的快運貨物及郵件、行李、包裹等 ( 部分原有貨艙 改為客艙), 而其他貨物組織機動貨船運輸, 以減少客貨船的裝卸停泊時間, 縮短往返航次時間, 減少客貨船需要量。這在經(jīng)濟上是否合理應(yīng)根據(jù)具體情況經(jīng)過方案比較決定。三、市郊和市內(nèi)客運航線市郊和市內(nèi)客運航線與長距離航線相比, 在航線安排、配船以及組織船舶運行等方面, 均有許多不同的特點與要求, 如：1. 航線距離短, 運輸有很大頻繁性。為了方便乘客, 一般都要求有較大的發(fā)船密度。為此, 可采用載客量較小的船舶, 而且在一晝夜內(nèi)的發(fā)船間隔時間, 可根據(jù)客流量的變動而調(diào)整。2. 市內(nèi)輪渡航線的客流在時間上和方向上均有很大的不平衡性, 這突出表現(xiàn)在一周內(nèi)和一