[發明專利]一種基于BA無標度網絡理論的集裝箱班輪航線優化方法

有效

• 申請號: 201710492442.6
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107292440B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 蔣柳鵬;張鋮;楊義林;季婕;蔣鶴;陸玉華;王嬌嬌
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于BA無標度網絡理論的集裝箱班輪航線優化方法，包括半以下步驟：S01:構建集裝箱班輪船期數據庫；S02構建集裝箱班輪航線網絡模型；S03構造該網絡的特征集以判別網絡的類型；S04集裝箱班輪航運網絡仿真優化。本發明公開了一種基于BA無標度網絡理論的集裝箱班輪航線優化方法，基于復雜網絡理論，以集裝箱班輪船期數據為基礎構建海運航線網絡，通過構造該網絡特征集來判別網絡的類型，論證網絡屬于BA無標度網絡，并分析其拓撲特性；基于BA無標度網絡性能提升理論，通過仿真實驗實現對網絡的節點處理能力、路由策略等核心參數的優化，以尋找提高該網絡的通過能力的最優策略，實現對網絡通過能力的優化與提升。

技術領域

本發明涉涉及一種集裝箱班輪航線優化方法，具體涉及一種基于BA無標度網絡理論的集裝箱班輪航線優化方法，屬于水運交通領域技術領域。

背景技術

隨著全球經濟一體化進程的快速推進，世界各國間的貿易往來日益頻繁，海運憑借其運量大、成本低以及貨物適應性強的特點逐漸成為各國對外貿易的主要運輸方式。近年來，集裝箱運輸以其標準化、安全性、便于操作性的特點，迅速成為全球航運網絡體系中的重要運輸方式。集裝箱班輪航線較其他船舶“點對點”的航線形式有所不同：集裝箱班輪按固定的航線運行，沿途停靠固定的港口。

全球大量集裝箱班輪航線交織極其復雜的集裝箱航線網絡，其中：網絡的節點是集裝箱班輪掛靠的港口，既包括大型的國際性樞紐港口也包括小型的區域性港口，各個港口間具有較大的差異性；網絡的邊是連接各個港口的航線，由于港口數量眾多，港口地理位置分布不均勻，整個集裝箱班輪航線網絡呈現極大的復雜性。

目前對港口和航線的分析方法大多從微觀角度入手：對于系統中港口的研究，大多針對港口所在地經濟、地理等因素設置相應的指標，通過各個指標綜合的結果對港口進行評價；對于航線的分析主要是針對某條特點的航線，通過航線的運力狀況、貨源狀況等指標對航線進行評價。這些方法從某個港口或航線的角度對航運系統進行分析，沒有從整個航運網絡的層面來對航運系統中的港口或航線進行優化。鑒于集裝箱班輪航線網絡極高的復雜性，如何既考慮整個航運網絡的整體特性，又兼顧各條航線的具體情況，實現對港口處理能力及航線的規劃與配置進行優化，已成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種綜合考慮整個集裝箱航運網絡的航線網絡優化方法。本發明基于復雜網絡理論，針對集裝箱班輪航運網絡這個復雜系統，從整個航運網絡的層面，對港口及航線布局與配置進行優化，以提高航運系統的整體通過能力，減少船舶在港口“擁堵”狀況的發生。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于BA無標度網絡理論的集裝箱班輪航線優化方法，包括以下步驟：

S01：收集研究對象所涉及的所有班輪船期數據，并對航線涉及到的所有港口進行匯總統計，統計內容為港口名稱與港口位置信息，將船期表數據和港口數據分別存儲入庫，以便于模型的構建與分析；

S02：基于集裝箱班輪船期數據，構建航運網絡模型：其中港口 V＝{v_i|i＝1,2,…,n}作為航運網絡的節點，港口間的航線 E＝{e_i,j|i＝1,2,…,n j＝1,2,…,n i≠j}作為航運網絡的邊，港口與航線相連接構成了基礎的航運網絡模型G(E,V)，其中v_i代表第i個港口，e_ij代表第i個港口和第 j個港口之間的航線，n為網絡總節點數，即航運網絡中總港口個數；

S03：通過分析網絡的主要拓撲性質與統計指標，包括網絡中節點的度分布、節點間平均距離、集聚系數來判斷該網絡的類型，因此構建集裝箱港口航運網絡的指標集合：

S＝{P(k),L,CI} (1)