考虑在OPL加油的班轮航运速度与加油策略优化：成本效益与时间约束下的决策模型

为解决班轮航运中燃料成本高企（占运营成本75%）的问题，研究人员开展了在OPL（Outer Port Limit）加油的速度与策略优化研究。通过开发非线性混合整数模型（MINLP），结合分段函数线性化和big-M方法求解，实证分析了航行计划、OPL加油时间、绕行距离和油价差异对成本的影响。结果显示，航行时间宽松时，OPL加油可显著降低成本；时间约束或油价差异扩大则削弱其优势。该研究为航运公司提供科学依据，助力优化加油港选择、加油量和航行速度决策。

　　

论文解读

在全球货物物流体系中，海运占据核心地位，其中班轮航运作为集装箱运输的主力，其运营效率直接牵动国际贸易命脉。然而，燃料成本长期是航运公司的“阿喀琉斯之踵”——当油价飙升至每吨500美元时，燃料支出可吞噬高达75%的运输成本（Ronen, 2011）。传统加油策略局限于航线停靠港口，但这些港口油价往往偏高；反之，非停靠港口如新加坡、宁波舟山港等提供OPL（Outer Port Limit，外港界限）加油服务，凭借税收优惠和低价优势吸引船舶绕行。但绕行加油会扰动严格的时间表：班轮航运需按固定计划航行，任何延误都可能引发连锁违约。更棘手的是，加速航行以补偿绕行时间，又会因燃料消耗与速度立方成正比（即消耗 ∝ v³），导致成本激增。这种“时间-成本-油价”的三角矛盾，迫使航运巨头如马士基（Maersk）和地中海航运（MSC）在决策时如履薄冰。因此，如何在OPL加油场景下平衡速度与加油策略，成为破解高成本困局的关键。

为了攻克这一难题，研究人员在《Regional Studies in Marine Science》上发表了一项创新研究。他们开发了一套优化模型，旨在最小化班轮航运总运营成本，核心聚焦于三大决策：是否绕行至OPL加油、加油量多少，以及各航段的航行速度。研究通过实际案例和数学建模，首次量化了OPL加油的经济可行性。结果显示，当航行时间较宽松时，OPL加油可降低总成本10%-15%；但时间紧张或油价差异缩小时，其优势迅速消退。这一成果不仅为航运公司提供了精准的决策工具，还揭示了政策制定方向——例如，优化保税燃料退税政策以增强OPL港口的吸引力。

在方法层面，研究人员采用了四大关键技术：

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