船舶尾气排放管制下班轮航线网络运作优化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    71701178
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    王帅安
  • 依托单位：
    香港理工大学深圳研究院
  • 学科分类：
    G0116.交通运输管理
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Exhaust gases from ships considerably aggravate the air pollution in port cities. Many countries in the world (including China) have issued a number of regulations regarding the reduction of exhaust gas emissions from ships. These regulations include the establishment of sulfur emission control areas and the requirement for ships to switch to low-sulfur fuel during berthing or to use shore power. The regulations have significantly increased the fuel costs for shipping lines. Most existing studies on optimization models for shipping operations do not consider the effect of regulations on exhaust gas emissions from ships. This project investigates how shipping lines optimize their liner shipping networks to minimize costs in response to the regulations. First, we will analyze the optimal speeds and paths of ships sailing between two ports considering sulfur emission control areas. Based on this analysis, we will formulate optimization models and design algorithms for two problems: the schedule design and fleet deployment problem at the tactical level and the ship fleet scrubber installation and shore power equipment conversion problem at the strategic level. The outcomes of this research will provide guidelines for shipping lines to reduce costs, thus gaining more profit while emitting fewer exhaust gases.
船舶尾气排放严重加剧了港口城市的空气污染。世界各国（包括我国）出台了一系列限制船舶尾气排放的措施，包括设立硫排放控制区、强制靠港船舶使用低硫燃油或者使用岸电。这些管制措施给航运企业带来了很大的燃油成本负担。现有的大多数航运公司运作优化模型没有考虑船舶尾气排放管制政策的影响。本课题研究航运公司如何在遵守尾气排放规定的前提下优化班轮航运网络，从而降低企业成本。首先，我们分析硫排放控制区下船舶在港口间航行的最优航速与路径；然后以此为基础，借助数学建模和算法设计，我们研究航运公司中期层面的班期设计和航线配船问题及长期层面的船队硫化物洗涤器安装及岸电设备改造问题。本项目的研究成果，可以帮助班轮企业降低成本，从而实现经济效益和环境效益的协调发展。

结项摘要

由于船舶消耗的海洋燃料质量低下，船舶尾气的排放已成为可持续运输中的重要问题，并且严重加剧了港口城市的空气污染。世界各国（包括我国）出台了一系列限制船舶尾气排放的措施，包括设立硫排放控制区、强制靠港船舶使用低硫燃油或者使用岸电。不同的减排措施会不同程度地增加班轮公司的成本并影响其运营管理。现有的大多数班轮公司的运营管理没有考虑船舶尾气排放管制政策的影响。本课题借助了数学建模和算法设计，分析了排放控制区下船舶在航行过程中航行的最优航速和路径，并研究了班轮公司的中期层面的班期设计和航线配船问题及长期层面的船队硫化物洗涤器安装及岸电设备改造问题。通过本项目的研究成果发现，本项目在考虑到排放控制区在班轮航线运营管理中的作用，本项目可帮助班轮公司减少超过2%的成本，考虑到班轮公司的航运网络的年运营成本可能高达数十亿美元，这一点意义重大，从而可以实现经济效益和环境效益的协调发展。通过项目研究工作：1.进行了实务调研、理论研究和算法开发，形成了完整的学术报告；2.在国内外重要学术期刊上发表论文17篇，其中交通类顶级期刊《Transportation Research Part B》9篇，运筹优化类顶级期刊《European Journal of Operational Research》1篇，交通类权威期刊《Transportation Research Part C》1篇，《Transportation Research Part E》1篇；3.培养了3位博士研究生和2位硕士研究生；4.邀请国际著名交通学者及其他多名国际知名学者进行学术访问；参加多次国际学术会议和国内学术会议，做了多次大会特邀或专题报告；被大连海事大学、东南大学等多所大学邀请作主题报告。上述研究工作和重要结果揭示了船舶尾气排放管制下班轮航线网络运作优化研究的特点与难点，为船舶尾气排放管制下的班轮航运管理提供了新思路，在班轮公司运营管理、优化方法等方面有科学意义，并对绿色航运的实现有参考价值。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Mixed-integer second-order cone programming model for bus route clustering problem
公交线路聚类问题的混合整数二阶锥规划模型
  • DOI：
    10.1016/j.trc.2019.03.019
  • 发表时间：
    2019-05
  • 期刊：
    Transportation Research Part C: Emerging Technologies
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Shuaian;Zhang Wei;Bie Yiming;Wang Kai;Diabat Ali
  • 通讯作者：
    Diabat Ali
Bulk ship scheduling in industrial shipping with stochastic backhaul canvassing demand
具有随机回程揽货需求的工业航运散货船调度
  • DOI：
    10.1016/j.trb.2018.08.016
  • 发表时间：
    2018-11
  • 期刊：
    Transportation Research Part B
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lingxiao Wu;Kai Pan;Shuaian Wang;Dong Yang
  • 通讯作者：
    Dong Yang
Joint Deployment of Quay Cranes and Yard Cranes in Container Terminals at a Tactical Level
集装箱码头岸桥和堆场起重机在战术层面的联合部署
  • DOI：
    10.1177/0361198118780881
  • 发表时间：
    2018-08
  • 期刊：
    Transportation Research Record
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Wu Lingxiao;Wang Shuaian
  • 通讯作者：
    Wang Shuaian
Two-phase optimal solutions for ship speed and trim optimization over a voyage using voyage report data
使用航次报告数据进行航程中船舶速度和纵倾优化的两阶段最优解决方案
  • DOI：
    10.1016/j.trb.2019.02.004
  • 发表时间：
    2019-04
  • 期刊：
    Transportation Research Part B
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yuquan Du;Qiang Meng;Shuaian Wang;Haibo Kuang
  • 通讯作者：
    Haibo Kuang
Pilotage planning in sea terminals
海运码头的引航规划
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    European Journal of Operational Research
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Lingxiao Wu;Shuai Jia;Shuaian Wang
  • 通讯作者：
    Shuaian Wang

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其他文献

考虑定价和需求关系的供应链网络优化研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国管理科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡鸿幍;边迎迎;郭书源;王帅安;严伟
  • 通讯作者：
    严伟

其他文献

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数据驱动的航运油耗管理建模与优化
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    2023
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    面上项目
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  • 项目类别：
    面上项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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