機(jī)場接送服務(wù)中基于車輛協(xié)作的車次分配與調(diào)度方法研究.pdf

1、隨著市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會生活水平的逐步提高，人們出行不僅注重交通的快捷、方便，也注重出行的舒適感和滿意度，因此越來越多的人出行時(shí)選擇方便快捷的航空旅行。航空票務(wù)公司(Flight Tickets Sales Agency，F(xiàn)TSA)是為航空公司代售機(jī)票的服務(wù)型企業(yè)，近幾年隨著市場競爭的日趨激烈，各企業(yè)都紛紛推出各種增值服務(wù)來吸引顧客，接送機(jī)場服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生。
　　接送顧客到機(jī)場的車輛調(diào)度問題(Vehicle Scheduling

2、 Problem for Air-passenger，VSPA)是車輛路徑問題(Vehicle Routing Problem，VRP)的一種延伸應(yīng)用，它屬于車次分配與調(diào)度問題(Vehicle Allocation and Scheduling Problem，VASP)，是一類典型的優(yōu)化問題。但現(xiàn)有的VSPA研究都沒有考慮車輛間的協(xié)作關(guān)系，但在實(shí)際的車輛調(diào)度中，為了節(jié)約成本，航空票務(wù)公司通常會采用車輛協(xié)作(Vehicle Collab

3、oration)的方式接送顧客。
　　作為國家自然科學(xué)基金(No.61203182)、教育部博士點(diǎn)專項(xiàng)基金(20120042110023)和教育部直屬高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)重點(diǎn)項(xiàng)目(No.90204001)的重要組成部分，本文在對機(jī)場接送服務(wù)進(jìn)行深入調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，針對目前采用的機(jī)場接送服務(wù)的特點(diǎn)，研究了基于車輛協(xié)作的車次分配與調(diào)度中若干優(yōu)化問題。主要包含以下六個(gè)方面內(nèi)容:
　　(1)針對機(jī)場接送服務(wù)的特點(diǎn)，提出了機(jī)場接送服務(wù)

4、中車輛協(xié)作的幾種典型方式和孤立顧客點(diǎn)等相關(guān)概念及相應(yīng)的描述方法;提出了考慮協(xié)作的顧客滿意度函數(shù)表達(dá)式，并進(jìn)行了深入的討論和分析。
　　(2)以最小化行駛里程為目標(biāo)，在考慮顧客滿意度和繞行限制的約束條件下，提出了基于協(xié)作的兩階段啟發(fā)式算法。該算法第一階段對顧客點(diǎn)按時(shí)間窗進(jìn)行聚類并生成基本路徑，在考慮繞行限制的約束條件下產(chǎn)生初步的孤立顧客點(diǎn)，并對其進(jìn)行二次聚類，最終剩余的顧客點(diǎn)確定為孤立顧客點(diǎn);該算法第二階段采用車輛協(xié)作的方式對初始解

5、進(jìn)行優(yōu)化，生成協(xié)作車輛的路徑方案集合。最后對應(yīng)用案例進(jìn)行測試分析，結(jié)果表明了所提出算法的可行性和有效性。
　　(3)在基于協(xié)作的兩階段啟發(fā)式算法基礎(chǔ)上，分段建立了集劃分模型，提出了基于集劃分和協(xié)作的啟發(fā)式算法來求解小規(guī)模機(jī)場接送服務(wù)車次分配與調(diào)度問題，最后通過仿真實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了算法對于小規(guī)模實(shí)例的有效性。
　　(4)根據(jù)航空票務(wù)公司在調(diào)用車輛時(shí)可能同時(shí)使用小轎車和中小巴士的實(shí)際情況，將單車型擴(kuò)展到混合車型來研究機(jī)場接送服務(wù)

6、在混合車型下的車次分配與調(diào)度問題(Fleet Size and Mix VASP，F(xiàn)SMVASP)，建立了以最小行駛總里程數(shù)為目標(biāo)的協(xié)作調(diào)度模型;根據(jù)該模型特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的啟發(fā)式優(yōu)化求解算法。該方法在初步規(guī)劃出基本路徑后，尋找出孤立點(diǎn);通過分別考慮孤立點(diǎn)與基本路徑、剩余基本路徑與已被孤立點(diǎn)協(xié)作的基本路徑、最終剩余路徑間的協(xié)作方式，獲得混合車輛下的車輛調(diào)度方案。最后，通過實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了所提出的協(xié)作調(diào)度模型及優(yōu)化算法能有效地降低機(jī)場接送

7、的運(yùn)營成本。
　　(5)根據(jù)機(jī)場接送服務(wù)中接送車輛容量小，運(yùn)輸任務(wù)行程短的特點(diǎn)，研究了多行程運(yùn)輸模式下基于車輛協(xié)作的多行程車輛分配與調(diào)度問題(Multi-trips Vehicle Allocationand Scheduling Problem，MVASP)，設(shè)計(jì)了基于協(xié)作的三階段啟發(fā)式算法。該算法第一階段生成基本車輛路徑集合和孤立點(diǎn)集合;第二階段根據(jù)時(shí)間約束，產(chǎn)生基本車輛的行程鏈;第三階段找到協(xié)作點(diǎn)，生成協(xié)作車輛的行程鏈。實(shí)驗(yàn)

8、測試對比分析了多行程中協(xié)作與不協(xié)作的情況，分析結(jié)果表明所提出算法能有效降低公司成本。最后，進(jìn)一步對比分析了多行程與單行程中車輛協(xié)作的情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為航空票務(wù)公司選擇合適的運(yùn)輸模式提供了有效的理論支持。
　　(6)針對自有車輛和租用車輛并存的情況，建立了最小成本模型，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的啟發(fā)式算法。該算法首先在考慮約束條件的基礎(chǔ)上求得基本車輛的最小車次解，然后對車次分配中需要單獨(dú)接送的孤立顧客點(diǎn)，利用協(xié)作車輛進(jìn)行路徑優(yōu)化;通過對應(yīng)用案例進(jìn)行