臺灣博碩士論文加值系統

航線規劃的良窳攸關航商的經營成效，特別是對遠洋定期貨櫃輪航線而言。其規劃結果直接影響航商的獲利能力、服務水準與市場競爭力。目前航商在航線規劃上，大多是依照人工經驗進行試誤法、反覆調整，缺乏效率且無法確保得到良好的結果。本研究站在航商的立場，以遠洋航線航商追求最小成本或最大利潤為目標的數學模式，根據中長期規劃航線結果，並考量定期貨櫃船舶運輸的相關營運限制與資料，發展出不同航線規劃模式，期能於實務應用上，提供航商一有效的工具，針對競爭激烈程度不同的航線作有效的航線規劃。本研究利用二元整數規劃法構建航線港口序排程模式。此模式構建期間，曾就教於實際航商規劃人員，以免陷於閉門造車之憾。將複雜的數學演算輔以簡單的船舶航行單一航線概念圖，以窮舉法求解航線的最佳化配置，讓航商在實務規劃航線時，理論與實務兼備。最後，為測試本研究模式的實用績效，本研究以國外航商之營運資料為例，進行實例測試與分析，進而提出結論與建議。

A good route planning is important for shipping liners, especially for those long haul container liners. The performance of route planning not only influences liners’ profitability but also service level and market competition. Presently, most liners set up route planning according to the man-made experiential try-error and repeated tune method, which is lack of effiency and could not confirm to get a good performance. This research stands on liners’ position to develop mathematical models with the objectives of minimizing total cost，and maximizing profit in the container shipping market subject to liner’s relevant undertaking restrictions and informations. We hope this research can provide a useful tool for liners to set up efficient route planning to engage in managing different situations of competition. This research uses “binary integer programming” to build up the ports rotation. Upon constructing the mathematical model, we once asked for the practical persons’ assistance to prevent us from constructing it impractically. To decompose the complex mathematical algorithm via single route concept, we use enumeration method to search optimal solution. The optimal single route is the foundation of complicated shipping network, we hope liners can set up route planning theoretically and practically. Finally, to check and analyze the actual efficiency of this model, this research tests the actual example of foreign liner and then draw the conclusions and suggestions.

中文提要 ………………………………………………………… i
英文提要 ………………………………………………………… ii
誌謝 …………………………………………………………… iii
目錄 …………………………………………………………… iv
表目錄 …………………………………………………………… vi
圖目錄 …………………………………………………………… vii
第一章 緒論…………………………………………………………1
1.1 研究背景與動機…………………………………………1
1.2 研究目的與課題…………………………………………2
1.3 研究範圍…………………………………………………5
1.4 研究內容與方法…………………………………………6
1.5 研究項目與流程…………………………………………7
第二章 文獻回顧…………………………………………………11
2.1 定期航線設計之船舶排程………………………………11
2.2 港口選擇的相關研究……………………………………13
2.3 航線發展部份……………………………………………14
第三章 航線規劃之理論與實務…………………………………18
3.1 航線規劃之理論…………………………………………18
3.1.1 船舶流量守恆限制………………………………………19
3.1.2 航程週期時間限制………………………………………19
3.1.3 船隊在每航次的各航段均有預計的承載櫃數和限制…20
3.1.4 船舶運送貨櫃的路線限制………………………………20
3.1.5 軸輻路網(Hub and spoke network) …………………21
3.1.6 單一航線的發展…………………………………………23
3.1.7 航線規劃之數學模式……………………………………24
3.2 航線規劃之實務…………………………………………28
3.2.1 國家領土大小……………………………………………28
3.2.2 人口密度(Population densities)……………………29
3.2.3 國內生產毛額(GDP) ……………………………………29
3.2.4 通貨膨脹(Inflation) …………………………………31
3.2.5 平均人民壽命(Life Expectancy) ……………………32
3.3 航線規劃的內容和組成…………………………………33
3.3.1 船隊(Fleet)…………………………………………… 33
3.3.2 船期(Scheduling)………………………………………35
3.3.3 航線選擇(Route selection) …………………………35
3.4 影響航線規劃的因素……………………………………38
3.4.1 成本分析…………………………………………………38
3.4.2 收入之估算………………………………………………39
3.5 小結………………………………………………………40
第四章 航線規劃之模式構建……………………………………42
4.1 二元整數規劃與分支界限法……………………………42
4.2 二元整數規劃在航線規劃上的應用……………………44
4.3 成本最小化之數學模式構建……………………………45
4.3.1 基本假設…………………………………………………45
4.3.2 數學模式…………………………………………………46
4.3.3 模式之測試與分析………………………………………49
4.4 利潤最大化之數學模式構建……………………………55
4.4.1 基本假設…………………………………………………56
4.4.2 數學模式…………………………………………………56
4.4.3 模式之測試與分析………………………………………57
4.5 小結………………………………………………………61
第五章 實例解析…………………………………………………62
5.1 個案資料蒐集……………………………………………62
5.2 航線成本最小化模式之實例測試………………………66
5.3 航線利潤最大化模式之實例測試………………………67
5.4 小結………………………………………………………68
第六章 結論與建議………………………………………………69
6.1 結論………………………………………………………69
6.2 建議………………………………………………………70
參考文獻 ……………………………………………………………72
附錄 ……………………………………………………………77

1. 邱明琦，民國91年6月，「定期貨櫃航線網路設計模式之研究」，國立成功大學交通管理科學研究所博士論文。
2. 邱明琦、陳春益、林佐鼎（91.09），海運貨櫃排程模式之研究，運輸計劃季刊第三十一期第三卷，頁495-522。
3. 林佐鼎、陳春益、楊士毅、邱明琦（91.09），航線聯營對定期貨櫃航線泊靠港之影響分析，航運季刊，第十一期第三卷，頁85-102。
4. 廖于慧、盧華安、曹壽民、廖國勛（93.09），定期貨櫃航線之船期安排，運輸學刊，第十六期第三卷，頁203-226。
5. 盧華安（91.03），定期貨櫃航線設計之研究，運輸計劃季刊，第三十一期第一卷，頁121-142。
6. 盧華安（92.09），遠洋定期航線排程與貨櫃調度模式之研究，運輸計劃季刊，第三十二期第三卷，頁423-445。
7. 盧華安、徐育彰（90.09），定期貨櫃航線選擇與船隊部署之研究，運輸計劃季刊，第三十期第三卷，頁577-601。
8. 丁士展，民國92年7月，「定期航運航線與收益管理之研究」，國立交通大學交通運輸研究所博士論文。
9. 顏上堯、藍世宗（92.03），定期貨櫃船舶航線規劃模式與求解演算法之研究，運輸計劃季刊，第三十二期第一卷，頁47-73。
10.張斐茹，民國88年6月，「軸輻路網在國際定期貨櫃船航線之應用」，國立交通大學運輸工程與管理系碩士論文。
11.謝尚行、張斐茹（90.12），軸輻路網模式在定期貨櫃船定線之應用，運輸計劃季刊，第三十期第四卷，頁871-890。
12.許巧鶯、彭美珠（92.12），海運公司之複合快速運送營運策略分析，運輸計劃季刊，第三十二期第四卷，頁715-744。
13.許巧鶯、謝幼屏（94.06），海運定期貨櫃航線之船型與頻次決策研究，運輸計劃季刊，第三十四期第二卷，頁211-241。
14.陳力民，民國94年6月，「運用數學模式於貨櫃航線規劃應考量要素之研究」，國立台灣海洋大學商船學系碩士論文。
15.黃玉惠，民國93年6月，「定期航線港埠排程規劃之研究」，國立臺灣海洋大學導航與通訊學系碩士論文。
16.游至誠，民國90年6月，「允許集貨港與軸心港不直接相連之海運軸輻路網模式」，國立交通大學運輸工程與管理系碩士論文。
17.謝景昌，民國91年6月，「定期貨櫃船靠泊港口決策模式探討」，國立臺灣海洋大學航運管理學系碩士論文。
18.張正宜，民國96年1月，「臺灣地區規劃闢建洲際貨櫃中心深水碼頭最佳化港口選擇」，國立臺灣海洋大學商船學系碩士論文。
19.張永昌、陳春益，民國83年12月，「選擇定期貨櫃航線泊靠港之研究」，中華民國運輸學會第九屆學術論文研討會論文集，頁309-316。
20.許志成，民國87年，「定期貨櫃船舶排程計劃研究」，國立中央大學土木研究所碩士論文。
21.郭塗城、朱經武，民國89年10月，「定期船停靠港口決策模式探討」， 中華民國第五屆運輸路網研討會論文集，頁317–326。
22.謝尚行、王賢倫、宋文俊，民國91年12月，「以利潤最大化為目標之貨櫃船對定線模式」，中華民國運輸學會第十七屆學術論文研討會論文集，頁95–104 。
23.盧華安、李永苓，民國91年12月，「定期航商共同派船聯營航線規劃模式之初探」，國立台灣海洋大學海運學院海運學報，第十一期，頁41–56。
24.Agarwal, R., Ergun, O. B.（2008）,Ship scheduling and network design for cargo routing in liner shipping, Journal of the Transportation Science, Vol. 42, No. 2, pp. 175-196。
25.Bronmo, G., Christiansen, M., Nygreen, B.（2007）, Ship routing and scheduling with flexible cargo sizes, Journal of the Operational Research Society, Vol. 58, No. 9, pp. 1167-1177。
26.Cho, S. C. and Perakis, A. N. (1996), “Optimal liner fleet routing strategies,”Maritime Policy and Management, Vol. 23, No. 3, pp. 249-259。
27.Christiansen, M., Fagerholt, K., Ronen, D. (2004), Ship routing and scheduling: Status and perspectives, Journal of the Transportation Science, Vol. 38, No. 1, pp. 1-18。
28.Christiansen, M. (1999),“Decomposition of a Combined Inventory and Time Contained Ship Routing Problem,”Transportation Science, Vol. 33, pp. 3-16。
29.Fagerholt, K. (1999), Optimal fleet design in a ship routing problem. Internat. Trans. Oper. Res. 6(5) 453-464.
30.Fagerholt, K., Lindstad, H. (2000), “Optimal Policies for Maintaining a Supply Service in the Norwegian Sea,” OMEGA 28 269-275.
31.Lu, Hua-An, (2002), “Modelling Ship’s Routing Bounded by the Cycle Time for Marine Liner,”Journal of Marine Science and Technology, Vol.10 No.1, pp. 61-67.
32.O’Kelly, Morton E. (1987), “A Quadratic Integer Program for the Location of Interacting Hub Facilities,” European Journal of Operational Research, Vol. 32, pp. 393-404.
33.Ronen, D. (1983),“Cargo Ships Routing and Scheduling: Syrvey of Models and Problems,”European Journal of Operational Research, Vol. 12, pp. 119-126.
34.Perakis, A. N. (2002), “Fleet Operations Optimization and Fleet Deployment,” Costas Th. Grammenos, ed. The handbook of Maritime Economics and Business, Lloyds of London Publications, London, U.K., 580-597.
35.Rana, K. and Vickson, R. G. (1988),“A Model and Solution Algorithm for Optimal Routing of a Time-chartered Containership,”Transportation Science, Vol. 22, pp. 83-95.
36.Robinson, R. (1998),“Asian Hub/feeder Nets: the Dynamics of Restructing,”Maritime Policy and Management, Vol. 25, No. 1, pp. 21-40.
37.Rana, K., Vickson, R. G. (1991), “Routing Container Ships Using Lagrangean Relaxation and Decomposition,”Transportation Science, Vol. 25, No. 3, pp. 201-214.
38.Vis, I. F. A., R. de Koster. (2003), “Transshipment of Containers at a Container Terminal: An Overview,” European Journal of Operation Research, Vol. 147, pp. 1-16.