Δρομολόγηση πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων με στοχαστικούς χρόνους διαδρομής, ταυτόχρονες παραλαβές και παραδόσεις και χρονικούς περιορισμούς: Η περίπτωση του Αιγαίου πελάγους

Abstract

Η ισχυρή επίδραση των καιρικών συνθηκών στη λειτουργία των εμπορικών πλοίων επιδρά σημαντικά στο συνολικό χρόνο εν πλω αλλά και στο ολικό κόστος της μεταφορικής διαδικασίας. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στο αντικείμενο της δρομολόγησης πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, με στοχαστική όμως θεώρηση των χρόνων διαδρομής, ένεκα της παραπάνω επίδρασης. Αναζητείται, δηλαδή, ο βέλτιστος καθορισμός διαδρομών για έναν ομοιογενή στόλο πλοίων που θα παραλαμβάνει, μεταφέρει και επιδίδει εμπορευματοκιβώτια μεταξύ ενός κεντρικού λιμένα και ενός συνόλου λιμένων που τροφοδοτούνται από αυτόν. Στο πλαίσιο αυτό, μορφώνεται ένα πρόβλημα δρομολόγησης με στοχαστικούς χρόνους διαδρομής, ταυτόχρονη παραλαβή και επίδοση εμπορευμάτων και χρονικούς περιορισμούς, για την επίλυση του οποίου αναπτύσσεται μεθευρετικός αλγόριθμος. Παράλληλα, οργανώνεται η διαδικασία για την εκτίμηση της πιθανοτικής κατανομής των χρόνων διαδρομής του κάθε πλοίου. Το αναπτυσσόμενο πρότυπο εφαρμόζεται σε ένα δίκτυο νησιωτικών λιμένων του Αιγαίου πελάγους. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή καταδεικνύουν ότι ένας μικρού μεγέθους στόλος επαρκεί για την εξυπηρέτηση των αναγκών του δικτύου με μικρές σχετικά καθυστερήσεις, ενώ η διερεύνηση σεναρίων, όπου μεταβάλλονται βασικές παράμετροι του προβλήματος, οδηγούν σε ενθαρρυντικά συμπεράσματα σχετικά με την αποδοτικότητα και την ευρωστία του αλγορίθμου.

The strong effect of weather conditions on the operation of commercial vessels has a major influence on the total time at sea and on the total cost of the transport process. This thesis focuses on containership routing, with stochastic consideration of travel times due to the above effect. Ιn this context, aims to determine optimal routes for a homogeneous fleet performing pick-ups, transport and deliveries of containers between a hub and several spoke ports, fed by the hub. The problem is originally formulated as a vehicle routing problem with stochastic travel times with simultaneous pick-ups and deliveries and time constraints and solved using a metaheuristics algorithm. The developed model is implemented to a network of island ports of the Aegean Sea. Results on the application of algorithm reveal that a small fleet is sufficient enough to serve network’s islands, under the influence of minor delays. The investigation of alternative scenarios, characterized by changes in the problem’s parameters, leads to encouraging conclusions in respect of efficiency and robustness of the algorithm.