大学毕业论文-—镇江新区港口综合物流园区功能区布局研究设计.doc

学校代码：10254 密 级： 论文编号： 上海海事大学SHANGHAI MARITIME UNIVERSITY硕 士 学 位 论 文MASTER DISSERTATION 论文题目： 镇江新区港口综合物流园区 功能区布局研究 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要随着我国经济的发展，“物流”已经广为人知了，但是由于物流在我国起步较晚，其在我国尚处于发展初期，物流管理技术的落后和现代物流基础设施的缺乏，均是阻碍物流快速发展的因素。物流行业发展的滞后其实正映射了我国现代服务业发展的相对落后，产业之间的链条较差。全国各地都通过各种手段加大对物流产业的投入力度，以期提高物流质量和物流效率，刺激各产业的发展，其中一项广泛应用的措施就是物流园区的建设。加快物流园区的建设，将对改善物流发展环境及基础条件，培育物流产业具有重要意义和作用，中国物流业水平因物流园区的发展而进入了快速提升的阶段。尤其是2009年3月份国务院审时度势，出台了“物流业调整与振兴规划”，其中明确提出了将物流园区工程作为未来中国物流业发展的重点工程，之后全国各省市纷纷出台了对接政策，可以说，物流园区的建设和发展进入了前所未有的利好时代。但应该清醒的认识到，物流园区虽然有诸多优势，但是物流园区的建设失败的例子也有很多，主要原因就前期规划不够，盲目建设，从而造成了巨大的损失。近年来，科研院所对如何规划物流园区的研究也比较多，不过大多停留在如何选址和运营模式方面的研究，而这些并不是决定物流园区建设成败的最主要原因。越来越多的实例证明，物流园区如何分区、功能区如何布局、如何在总体上达到最优已经成为决定物流园区运营成败的最主要因素，这些前期规划工作对日后物流园区的建设和发展起到了决定性的作用。作者搜集了大量的资料和实证发现，功能区布局问题并未因其重要性而引起足够重视，国内外对物流园区功能区布局的研究并不多，已有的一些文献中对如何进行功能区布局所用的方法也有较大的差异。本文在物流园区功能区布局理论研究的基础上，结合镇江新区港口综合物流园的实例，将遗传算法引入到功能区布局的研究中，并最终通过MATLAB软件将其实现。本文结构如下：第一章绪论对文章的选题背景做简要介绍，阐明全文写作的意义、国内外研究现状和研究的思路等。第二章介绍关于物流园区功能区布局的理论。首先介绍了物流园区及其功能区的基本概念；其次对物流园区功能区布局的概念作简要介绍；再次对目前物流园区功能区布局的方法做理论综述，介绍这些方法及其优劣性，最后通过比较并结合本文实际，明确本文运用SLP法与遗传算法相结合的方法分析物流园区功能区布局问题，为之后的工作奠定了基础。第三章是全文重点章节，本章从理论上解决物流园区功能区布局建模与求解的问题。首先明确了功能区布局的目标与原则；其次运用SLP法对物流园区功能区进行相关性分析，以密切度最高为目标建立模型并通过遗传算法求解；最后结合实际进行平面布置调整。第四章是实证应用。通过镇江新区打造港口综合物流园区的实例，将第三章的理论研究应用于实践。首先介绍了镇江新区港口综合物流园区的概括及已有的规划；接着对此物流园区各功能区的相互关系进行分析，并建立布局模型；再次运用遗传算法求解模型，得出布局方案；最后对布局的方案进行调整。第五章是结论与展望。本章总结全文核心内容，并指出文章不足以及今后努力的方向。最后展望我国物流园区今后的发展，提出必须重视物流园区建设前期的规划工作，提高物流园区的质量。关键词：物流园区，功能区布局，遗传算法，MATLABABSTRACTWith the development of Chinas economy, logistics has been well known. But the logistics in China is still in early stage of development due to its late start. Backwardness of logistics management technology and lack of modern logistics infrastructure are impeding the rapid development of logistics. The lag of the logistics industry indicates the slow development of modern service industry in China and the poor link among industries. Throughout the country various means have been used to increase the investment for the development of logistics industry so as to improve logistics quality and logistics efficiency and stimulate development of other industries. One of widely used measure is the construction of Logistics Park.Speeding up the construction of Logistics Parks would improve the environment and the basic conditions for the development of logistics and it is of significance to foster the development of logistics industry. In particular, on March 2009 the State Council issued the logistics industry adjustment and the revitalization plan in which Logistics Park project will be a key project in the future development of Chinas logistics industry. After the issue, various provinces and municipalities have put forward relevant policies and an unprecedented good time has come for the construction and development of Logistics Parks.However, we should realize the fact that although the Logistics Park has many advantages there are many examples of failures of the construction of Logistics Parks, the main reasons are the inadequate pre-planning, blind construction, which results in huge losses. In recent years, scientific research institutes have done researches on Logistics Park but most of these studies just remain in the Logistics Park planning and site selection and operational mode of the macro and policy research and these are not the main factors for the success of the Logistics Park. More and more examples show that the division of Logistics Park area, the layout of functional area and how to optimize the overall Logistics Park has been the most important factor for the success of the operation of Logistics Park, which plays a decisive role for future construction and development. Large amount of data and empirical findings have been collected and the fact is that the layout of functional area doesnt receive sufficient attention in spite of its importance. And there are only a little literature on layout of functional areas home and abroad. The research methods in the literature are quite different.This paper is based on the theory of layout of functional areas of Logistics Park, using Port of Zhenjiang New Area as an example and with the realization through MATLAB in the genetic algorithm. This paper is structured as follows:The first chapter of the paper briefly describes the research background to clarify the significance, creative idea and research status home and abroad.The second chapter reviews the Logistics Park functional layout theories. The concept of functional areas of Logistics Park is introduced and next follows the brief concept of layout of functional areas of Logistics Park. Moreover, the current method of research on layout of functional areas is reviewed. And the advantages and disadvantages of these methods are compared. Finally, through comparison and in combination of the theme of the paper, SLP and genetic algorithms are decided to be used as method of solving the layout of functional areas of Logistics Park.The third chapter is the most important part of this paper. It solves the Logistics Park functional area layout modeling and solving. First of all, the objectives and principles of layout of the functional area are clearly stated. Then correlation analysis among functional areas is made by using SLP method and problem is solved by using genetic algorithm with the objective of finding the highest correlation. Finally, layout adjustment is implemented to make the model much closer to the reality.In the fourth chapter, demonstration of the Port of Zhenjiang New Area Logistics Park is used as an instance to put theory stated in the third Chapter into practice. First the Port of Zhenjiang New Area integrated Logistics Park and the corresponding planning is introduced. Then the relationship among various functional areas in the Logistics Park is analyzed and the layout model is built. Once again the problem is solved by using genetic algorithm model and the layout solution is obtained. Finally, layout solution is further adjusted. The fifth Chapter is the conclusion and outlook. This chapter summarizes the core part of the paper and pointed out deficiencies and direction for future efforts. Finally, the outlook of the future development of Chinas Logistics Park is put forward and the importance of the construction of the Logistics Park should be increased and the quality of the Logistics Park should also be improved. Gao Jing (Traffic and Transportation Planning and Management)Directed by Professor Lin GuolongKEYWORDS: logistics park, Functional areas layout, GA(genetic algorithm), MATLAB目 录第一章 绪论.11.1 研究背景与意义11.1.1 研究的背景11.1.2 问题的提出21.1.3 研究的意义31.2 国内外研究现状31.2.1 国外研究现状31.2.2 国内研究现状41.3 研究的思路与方法5第二章 物流园区功能区布局的理论综述.62.1 物流园区及其功能区的基本概念62.2 物流园区功能区布局概述72.3 物流园区功能区布局方法综述72.3.1 SLP法(systematic layout planning)82.3.2 数学规划法(mathematical programming)102.3.3 爬山法(hill climbing arithmetic)102.3.4 模拟退火算法(simulated annealing algorithms)112.3.5 遗传算法(genetic algorithms)122.4 本章小结13第三章 物流园区功能区布局建模与求解.143.1 物流园区功能区布局的目标与原则143.1.1 物流园区功能区布局的目标143.1.2 物流园区功能区布局规划中遵循的原则143.2 物流园区功能区布局研究153.2.1 各功能区相关性分析153.2.1.1 物流关系分析163.2.1.2 非物流关系分析173.2.1.3 综合关系分析193.2.2 物流园区功能区布局模型203.2.3 运用遗传算法对模型求解233.2.3.1 遗传算法概述233.2.3.2 遗传算法的基本原理243.2.3.3 遗传算法基本步骤243.2.4 基于遗传算法的MATLAB布局求解283.2.4.1 MATLAB简介283.2.4.2 MATLAB的主要特点293.2.4.3 MATLAB遗传算法工具箱的应用303.3 平面布置调整303.4 本章小结31第四章 镇江新区港口综合物流园区的应用.324.1 镇江新区港口综合物流园区的背景324.1.1 镇江新区及大港港区概况324.1.1.1 镇江新区概况324.1.1.2 镇江新区大港港区概况344.1.2 镇江新区港口综合物流园的总体规划354.1.2.1 镇江新区港口综合物流园的简介354.1.2.2 镇江新区港口综合物流园功能区规划364.2 综合相互关系分析与量化374.2.1 物流关系分析与量化384.2.2 非物流关系分析与量化394.2.2.1 组织关系394.2.2.2 功能关系404.2.2.3 环境关系414.2.3 综合相互关系分析与量化424.3 运用遗传算法求解功能区布局444.3.1 主要遗传参数的确定444.3.2 用MATLAB遗传算法求解程序454.4 布局方案的调整46 4.5 本章小结. 48第五章 结论与展望.49致 谢.50参考文献.51附录一 图 表 附 录.54附录二 MATLAB主程序代码. .55上海海事大学硕士论文 镇江新区港口综合物流园区功能区布局研究第一章 绪论1.1 研究背景与意义1.1.1 研究的背景经过十多年的开发建设，镇江新区已成为长江三角洲重要的制造业基地、镇江市投资密集度最高的区域，正逐步成为镇江东部的“新港区、新园区、新城区”，苏南开发区中的后起之秀，呈现出蓄势待发的良好态势。近年来，随着长三角地区经济的蓬勃发展，江、浙两省的港口建设方兴未艾、开发区建设及临港产业发展如雨后春笋，镇江新区的发展面临着巨大的挑战，特别是在港区建设上，仅在江苏省内，与苏、锡、常之间的差距正在不断拉大。虽然自2008年10月美国次贷危机引爆了国际金融危机后对我国的外贸出口行业产生了严重影响，并因此波及我国的港航物流业以及临港产业的进一步发展，但随着国务院审时度势地于2009年2月25日和3月25日先后出台了物流业调整和振兴规划和关于推进上海加快发展现代服务业和先进制造业、建设国际金融中心和国际航运中心的意见，使人们看到了发展港口物流的光明前景。鉴此，如何提升镇江新区港口物流的服务能级、拓展物流企业的服务功能与范围、促进现代物流产业的快速发展，已经成为镇江新区政府高度关注的核心问题。基于上述背景，镇江新区管委会委托上海海事大学物流研究中心对镇江新区港口物流发展的项目开展研究。项目形成了“一条港口物流产业带，三大港口物流集聚区”的镇江新区港口物流发展思想，三大集聚区包括：临港政策功能叠加集聚区、多式联运中转物流集聚区以及临江产业增值物流集聚区。其中临港政策功能叠加集聚区便是由港口综合物流园和已存在的出口加工区组成。目前，镇江新区政府主要针对港口综合物流园的设计与建设进行前期规划准备工作，但是如何成功规划港口综合物流园区，使其在今后能够很好的运营，是摆在镇江新区政府面前的一道难题。1.1.2 问题的提出我国的物流园区规划和建设尚处于初步探索阶段，物流园区的规划和建设仍然缺乏许多成功的经验和模式可以借鉴。我国从1999年起，一些地区开始规划建设物流园区，2003年全国物流园区规划建设达到了高潮，除了许多省份和经济中心城市积极规划建设物流园区外，还有许多中小城市甚至一些乡镇和街道办事处也要规划建设物流园区。但是，物流园区的规划建设是一项重大的物流基础设施投资项目，需要几千万、上亿元乃至数十亿元的投资，占用大片的规划用地甚至耕地。可是，在这些规划的物流园区中，存在一些仓促上马的物流园区项目，这些项目没有经过详细的市场调研和论证，有些物流园区的规划建设甚至是出于政府的“形象工程”目的或是有“圈地”之嫌，这些物流园区建成后没有良性地运作，也没能产生预期的社会经济效益。经过研究发现，当前国内物流园区的建设具有一定的泡沫成分，突出表现为部分物流规划单位尤其是地方政府，单纯地为物流而物流，盲目发展物流园区。目前我国的物流园区空置率高达60%，其主要原因表现为物流园区的功能定位不准确，缺乏对客户需求的系统分析。物流园区盲目建设的危害已开始呈现，由于一些物流园区的服务功能定位规划不科学，物流园区建成后其运营已举步维艰。上述种种现象表明，探讨科学的物流园区内部功能区域规划显得十分必要。近年来，国内外专家学者从宏观方面对物流园区的规划设计开展研究，比如在我国物流园区的整体布点是否合理，物流园区如何与港口协调发展，物流园区的选址等方面，取得了一定的研究成果，但从微观方面对于物流园区规划设计的研究仍然十分薄弱。对于物流设施的规划设计，国内外的研究主要集中在单企业物流中心的设计方面，传统的设施规划理论和技术可以运用，而物流园区是一种多企业的聚集空间，在物流作业上，多企业既有独立的作业流程，企业间也有活动关系的交叉，同时大型物流园区还是一个集物流生产、生活、商务、娱乐、金融服务等多种功能的“物流社区”，其内部布置设计的理论和方法与物流中心有很大的不同，是一个全新的课题。另外，对于临港的物流园区来讲，必须考虑其与港口、临港产业等的联动，所以综合考虑的问题将更加复杂化。镇江新区政府虽然已经确定要在临港地区打造一个综合物流园区，带动周边地区的发展，强化港口经济的作用，但是如何深入开展此项目却无从知晓。因此，要想成功打造港口综合物流园区，前期规划与设计的工作刻不容缓，而重中之重便是如何合理布局物流园区的功能区，使之物流效应最大。本文即在前人理论研究与实践的基础上，对镇江新区港口综合物流园区如何进行功能区布局开展研究。1.1.3 研究的意义本文以镇江新区港口物流发展现状为依据，以导师项目为支撑，通过对国内外物流园区功能区布局的理论研究，对镇江新区港口综合物流园区各功能区如何布局进行了探讨，运用SLP布局方法，通过遗传算法求解将其实现，并做优化调整，以期为镇江新区“以港兴城”的发展需要做出贡献。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状关于物流园区的优化选址布局，国外研究成果较多。京都大学的Taniguch是最早提出城市物流概念，并在这方面作了较多贡献的一位学者。他在文献12、文献13和文献14中所描述的公共物流节点其实质就是物流园区，文章简要分析了物流园区对于缓解交通堵塞、节省能源、降低劳动成本和环保的重要作用，重点借助排队论和非线性理论研究了物流园区理想区位与规模问题，设计了双层数学模型，并在考虑既有交通网络条件下，求解物流园区的最佳位置。文献15中，从社会运输系统的角度，以环境和商业效率两方面考虑，提出了两个非线性数学规划模型，来确定公共物流配送中心的最佳数量和位置，并详细描述了其求解算法，其中运输费用包括运输费用、配送费用和设备营业成本，模型已在东京都市圈得到应用。文献16和17都是研究供应链环境下整个物流的框架，从整体供应链流程方面设计物流节点布局模型。文献18提出了一种基于服务水平的物流节点和配送路径的优化模型，在模型中考虑不同服务水平要求下其选址和配送策略。文献19从第三方物流管理的角度分析物流流程，建立了网络设计布置模型。1.2.2 国内研究现状物流园区内部功能区规划设计，必须从设施规划说起。设施规划起源于早期制造业的“工厂设计”，最初主要解决操作法工程（Methods Engineering)、工厂布置(Plant Layout)、物料搬运(Material Handling)。在此期间，主要凭经验和定性方法开展工厂设计。随着管理科学、工程数学、系统分析的应用，工厂布局设计由定性分析转向定量分析与计算，逐渐形成了较为先进的布局设计方法。具有代表性的是理查德缪瑟提出的系统布置设计（Systematic Layout Planning，SLP）方法。SLP 法使工厂布局设计从定性分析发展到了定量计算，形成了一种以大量的图表分析为手段，以物流费用最小为目标，物流关系分析与非物流关系分析相结合，求得合理的设施布置的设计技术，推动了设施规划广泛应用于包括物流园区在内的各种生产、服务领域1。我国在上世纪80年代引进了SLP规划理论，国内学者对设施布置规划也进行了一些探索和研究，并取得了一定的成果。台湾的林立千教授在他所著的设施规划与物流中心设计2中，既对物流中心设施规划的各个步骤分别进行了阐述，也对规划程序的整体过程进行了系统分析；蔡林宁对物流系统规划方法及建模进行了深入研究；刘昌棋教授在其主编的物流配送中心设计3一书中对物流配送中心规划设计过程的各方面进行了系统详细的阐述，其研究成果对配送中心系统内部的规划设计具有重要的指导作用和实用价值；北京科技大学王转教授对配送中