分时电价下泊位-岸桥-岸电联合分配优化研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第2期北京时间：

作者：王孝坤, 董泽锦, 王雨薇, 肖红

单位：1. 大连交通大学，经济管理学院，辽宁大连116028；2.重庆交通大学，经济与管理学院，重庆400074

摘要：基于国家大力推动港口岸电应用以及各地实施分时电价机制的背景，本文综合考虑码头运营效率、船舶能源成本、碳排放及船舶连接码头岸电的物理要求，在分时电价机制下研究连续型泊位-岸桥-岸电联合分配优化问题，构建综合成本最小和总碳排放最小的双目标优化模型。其中，基于船舶在港总停留时间提出船舶等待成本、延迟成本和惩罚成本衡量码头运行效率，船舶能源成本由船舶的燃油成本和用电成本组成，各项成本之和为综合成本；总碳排放包括船舶停泊期间使用辅机发电产生的碳排放，使用岸电供电产生的间接碳排放和岸桥工作产生的碳排放。进一步，设计结合启发式方法、基因修复策略、渐进淘汰策略和次选组种群的改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解，基于某集装箱码头的实际情况进行算例测试，并分析电价、峰谷电价差及改装船比例和码头岸电覆盖率对分配方案的影响。结果表明：大部分规模算例下，改进NSGA-II算法在计算结果和性能方面的表现均优于传统NSGA-II算法，能有效求解模型；平时段电价降低45.45%，综合成本和总碳排放分别随之降低20.33%和6.33%，使用岸电的船舶数量增加了23.81%；峰谷电价差从3∶1提高到5∶1，时间成本和能源成本分别提高了7.69%和4.49%，综合成本提高了5.16%，峰谷电价差不宜过大；将岸电覆盖率提高到50%和改装船比例提高到70%更有利于提高港口经济效益和环境效益。

关键词：水路运输,泊位-岸桥-岸电联合分配优化,改进NSGA-II,分时电价,碳排放