基于運(yùn)輸情景的多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃優(yōu)化建模方法研究.pdf_第1頁(yè)
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1、國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需要高效的貨物運(yùn)輸系統(tǒng)予以支撐。隨著我國(guó)綜合運(yùn)輸體系的不斷完善,作為一種先進(jìn)的運(yùn)輸組織形式,多式聯(lián)運(yùn)在運(yùn)輸實(shí)踐中得到了極大的推廣應(yīng)用,多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)日趨成熟,運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也得到了顯著提升。多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行與管理離不開(kāi)科學(xué)合理的運(yùn)輸規(guī)劃。在多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)“戰(zhàn)略—戰(zhàn)術(shù)(網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì))—運(yùn)營(yíng)”三層規(guī)劃體系中,運(yùn)營(yíng)層面中的路徑優(yōu)化直接面向客戶(hù)多樣化的運(yùn)輸需求,是多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性和可靠性

2、等性能的直觀(guān)體現(xiàn),因而具有十分重要的研究意義與實(shí)踐價(jià)值,也是運(yùn)輸規(guī)劃領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。而當(dāng)前多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃既有研究在優(yōu)化建模和算法設(shè)計(jì)上存在的不足嚴(yán)重制約了其為實(shí)際問(wèn)題提供決策支持的可行性。
  基于此,本文從系統(tǒng)工程的角度出發(fā),綜合考慮優(yōu)化對(duì)象、運(yùn)輸服務(wù)模式、網(wǎng)絡(luò)能力、商品流完整性、優(yōu)化準(zhǔn)則以及求解方法六項(xiàng)問(wèn)題規(guī)劃特征,從基礎(chǔ)運(yùn)輸情景建模入手,根據(jù)貨物性質(zhì)(以普通集裝箱為代表的常規(guī)貨物和以危險(xiǎn)品為代表的非常規(guī)貨物)對(duì)多式聯(lián)運(yùn)

3、路徑規(guī)化問(wèn)題進(jìn)行細(xì)分,進(jìn)一步系統(tǒng)研究了多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃復(fù)雜運(yùn)輸情景建模及精確求解策略設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文的研究工作主要有下幾個(gè)方面:
  (1)在問(wèn)題規(guī)劃方面,本文綜合分析了多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃問(wèn)題的六項(xiàng)規(guī)劃特征。尤其針對(duì)“運(yùn)輸服務(wù)模式設(shè)定”這一特征,本文在分析多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了兩類(lèi)運(yùn)輸服務(wù)模式,即以公路運(yùn)輸服務(wù)為代表的靈活運(yùn)營(yíng)的服務(wù)模式和以鐵路運(yùn)輸服務(wù)為代表基于開(kāi)行方案的服務(wù)模式,進(jìn)而歸納、總結(jié)了列車(chē)開(kāi)行方案對(duì)多式聯(lián)

4、運(yùn)路徑規(guī)劃的時(shí)空約束,從而將優(yōu)化建模中的運(yùn)輸服務(wù)模式設(shè)定由單運(yùn)輸服務(wù)模式擴(kuò)展到多運(yùn)輸服務(wù)模式上來(lái),這也是論文的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一。
  (2)在優(yōu)化建模方面,本文首先研究了單商品流、單運(yùn)輸服務(wù)模式以及單目標(biāo)優(yōu)化等設(shè)定下的多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃基礎(chǔ)問(wèn)題的優(yōu)化建模,構(gòu)建了0-1整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃模型,并將該模型應(yīng)用于多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃對(duì)供需變動(dòng)的敏感性分析上,根據(jù)定量計(jì)算分析,得到有助于供需雙方規(guī)劃多式聯(lián)運(yùn)路徑,組織多式聯(lián)運(yùn)的若干運(yùn)輸策略。然后,基于基

5、礎(chǔ)運(yùn)輸情景問(wèn)題的“點(diǎn)—弧”建模方法,本文以普通集裝箱和危險(xiǎn)品兩類(lèi)最具代表性的貨物品類(lèi)為研究對(duì)象,考慮多商品流/危險(xiǎn)品流規(guī)劃、多運(yùn)輸服務(wù)模式設(shè)定以及模糊列車(chē)載運(yùn)能力設(shè)定,首先以多商品流廣義費(fèi)用最優(yōu)化為目標(biāo),構(gòu)建了復(fù)雜運(yùn)輸情景下普通集裝箱多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃問(wèn)題的混合機(jī)會(huì)約束整數(shù)非線(xiàn)性規(guī)劃模型,繼而采用高斯煙羽模型和箱型模型對(duì)多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析與度量,構(gòu)建了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)閾值約束下的危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃問(wèn)題的“廣義費(fèi)用

6、—社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)”雙目標(biāo)混合機(jī)會(huì)約束整數(shù)非線(xiàn)性規(guī)劃模型。
  (3)在求解方法設(shè)計(jì)和案例優(yōu)化分析方面,本文致力于精確求解策略的設(shè)計(jì),也即首先識(shí)別非線(xiàn)性規(guī)劃模型中的非線(xiàn)性部分,然后進(jìn)行線(xiàn)性化轉(zhuǎn)化,得到與之等價(jià)的線(xiàn)性規(guī)劃模型,最后采用經(jīng)典的精確求解算法(例如分支定界法)在數(shù)學(xué)規(guī)劃軟件(例如LINGO)中進(jìn)行問(wèn)題的仿真求解。而針對(duì)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃雙目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,本文采用集成模型線(xiàn)性化轉(zhuǎn)化與標(biāo)準(zhǔn)化加權(quán)求和法的求解策略進(jìn)行求解,得到雙目標(biāo)優(yōu)

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