优化船闸调度：闸室船舶组合动态模型与应用

"闸室船舶组合优化动态模型 (2006年)" 闸室船舶组合优化动态模型是针对内河船闸运营效率提升的一种策略，它结合了心理学理论，特别是极限等待时间的概念。这一理论考虑了船舶在等待过闸时的心理承受极限，以减少因等待时间过长导致的不满和效率降低。模型的创新之处在于将待闸船舶根据其大小分为特大型、大型、中型和小型四个类别，并分别设立排队队列。这种分类有助于更有效地管理和调度不同类型的船舶，确保船闸运行的均衡。 0-1规划是建立该模型的基础数学工具，它是一种线性规划的特殊形式，其中决策变量只能取0或1。在闸室船舶组合优化动态模型中，0-1变量用来决定哪些船舶应该被安排在同一闸室过闸，以最大化效率和最小化等待时间。通过这个模型，可以优化船舶的过闸顺序和组合，使得总闸次数、平均每闸吨位、船舶平均待闸时间和平均闸室利用率等关键性能指标得到改善。 以泰州船闸的实际案例为例，应用该模型进行优化调度后，结果显示各项指标均有不同程度的提升。这表明，通过对船闸运行调度的精细化管理，即使不增加船闸规模，也能显著提高船闸的通行能力和运行效率，节省了资源，减少了船舶的待闸时间，提升了船闸的整体利用率。 国内外学者对船闸运行调度体系进行了广泛研究。例如，Kim等人提出了一种适用于船只调度的Packing集合模型方法，Kjetila研究了具有时间窗口的多船只实时调度问题，卢方勇等则提出了利用计算机对过闸船只进行分类和编排的方法。这些研究为闸室船舶组合优化动态模型的构建提供了理论基础和实践经验。 尽管已有诸多研究，但目前在船闸运行管理上，特别是在国外，仍需要船型、船闸和航道的协调发展。杜经农等探讨了多个并联船闸的智能调度，而毛彼菲等则以闸室面积利用率和船舶总体待闸时间为优化目标建立了动态规划模型。然而，针对京杭大运河苏北段连续梯级船闸的调度方案仍有待进一步完善。 闸室船舶组合优化动态模型是提高内河船闸运营效率的重要手段，它通过科学的调度策略，有效降低了船舶的等待时间，提高了船闸的利用率，对于缓解船闸拥堵、优化资源配置具有实际意义。这一模型的应用和研究对于未来内河水运系统的智能化和可持续发展具有重要的指导价值。