危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、危險(xiǎn)品運(yùn)輸(Hazardous Materials Transportation,簡稱HMT)是其生命周期中的一個重要環(huán)節(jié),近年來其運(yùn)量不斷增加,運(yùn)輸事故時有發(fā)生。危險(xiǎn)品由于其特殊的危險(xiǎn)特性,一旦發(fā)生事故,可能會造成巨大的損失,公眾對此非常敏感。研究危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出安全、快捷的危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑,不僅能給政府決策部門及危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)提供直接參考,同時也是預(yù)防危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故的有效途徑。
　　目前國內(nèi)外針對危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)問題已經(jīng)取得了一些成果,但至少存在以下4個方面的問題:
　　(1)并不是所有路段都適合運(yùn)輸危險(xiǎn)品,現(xiàn)有的研究成果均未涉及“危險(xiǎn)品備選運(yùn)輸路段篩選”這一論題,而該論題是進(jìn)行危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前就必須要確定的一個重要問題。而且,該問題不能簡單的憑路況或人的經(jīng)驗(yàn)輕易確定,需要建立先進(jìn)的“路段篩選算法”,來解決危險(xiǎn)品備選運(yùn)輸路段篩選這一問題,為后期的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一個安全的基礎(chǔ)路網(wǎng),同時也可降低后期優(yōu)化模型求解的

3、復(fù)雜程度。
　　(2)目前針對危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究成果未系統(tǒng)區(qū)分“城市內(nèi)”危險(xiǎn)品運(yùn)輸和“城市間”危險(xiǎn)品運(yùn)輸,而這兩種情況下的交通網(wǎng)絡(luò)阻抗屬性有一定的差異,從而使得危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不同,前人對此問題還未重點(diǎn)關(guān)注。
　　(3)當(dāng)前,規(guī)避交通中斷路段、分散運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)等需求存在于危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題之中,前人對此問題考慮不足,需針對此類問題展開深入研究。
　　(4)綜觀現(xiàn)有研究成果,發(fā)現(xiàn)針對危險(xiǎn)品運(yùn)輸

4、路徑優(yōu)化方面的研究成果較多,而針對危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究成果較少。危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化研究的實(shí)質(zhì)是解決單源單匯條件下的危險(xiǎn)品運(yùn)輸路線選擇問題,而危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是解決單源多匯、多源多匯條件下的危險(xiǎn)品運(yùn)輸路線優(yōu)化問題。由于危險(xiǎn)品的特殊性,不能簡單的將單源單匯的研究成果直接推廣應(yīng)用形成單源多匯、多源多匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)有的研究成果較零散,研究成果適用范圍不清、系統(tǒng)性不強(qiáng)。需分單源單匯、單源多匯、多源多匯3種情況分別展開

5、深入、系統(tǒng)的研究。
　　針對上述4個方面的問題,本文以“危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)”為研究對象,系統(tǒng)研究了不同情況下危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。論文具體進(jìn)行了以下探討:
　　(1)在綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出了當(dāng)前危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究方面存在的不足。
　　(2)針對“危險(xiǎn)品備選運(yùn)輸路段篩選”這一研究盲點(diǎn),本文提出了“顯性”和“隱性”禁行路段概念,并分別構(gòu)建了危險(xiǎn)品“顯性”禁行路段結(jié)構(gòu)化篩選方法,以及基于神經(jīng)

6、網(wǎng)絡(luò)的危險(xiǎn)品“隱性”禁行路段篩選方法,并通過仿真驗(yàn)證了方法的可行性。
　　(3)提出了K最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的概念,并分析了K最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)與K最短路之間存在的5個方面的差別。分單源單匯、單源多匯、多源多匯3種情況分別構(gòu)建了K最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)求解算法。該算法可用于危險(xiǎn)品K最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。
　　(4)針對城市間單源單匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,分不發(fā)達(dá)路網(wǎng)環(huán)境、發(fā)達(dá)路網(wǎng)環(huán)境2個方面分別展開研究,分別建立了基于運(yùn)輸路段確定性評價(jià)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)

7、方法,以及基于染色體標(biāo)記多目標(biāo)遺傳算法的危險(xiǎn)品P最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法;針對城市間單源多匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,分單車集中服務(wù)型、多車協(xié)同服務(wù)型以及多車分散服務(wù)型3個方面分別展開研究,分別建立了相應(yīng)的危險(xiǎn)品P最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的求解算法。針對城市間多源多匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,分多車分散服務(wù)型、多車協(xié)同服務(wù)型2個方面分別展開研究,建立了相應(yīng)的危險(xiǎn)品P最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法。
　　(5)針對城市內(nèi)單源單匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,也分不發(fā)達(dá)路網(wǎng)環(huán)境、發(fā)達(dá)

8、路網(wǎng)環(huán)境2個方面分別展開研究,分別建立了基于運(yùn)輸路段不確定性評價(jià)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法,以及基于多目標(biāo)混合算法的危險(xiǎn)品P最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法;針對城市內(nèi)單源多匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,分單車集中服務(wù)型、多車協(xié)同服務(wù)型以及多車分散服務(wù)型3個方面分別展開研究,建立了相應(yīng)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)機(jī)會約束規(guī)劃模型及多目標(biāo)混合算法;針對城市內(nèi)多源多匯危險(xiǎn)品運(yùn)輸,分多車分散服務(wù)型、多車協(xié)同服務(wù)型2個方面展開研究,分別建立了相應(yīng)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)機(jī)會約束規(guī)劃模型,

9、并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的求解算法。
　　(6)提出了運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)邊重復(fù)度的定義及其表征公式,并構(gòu)建了考慮點(diǎn)邊重復(fù)度的單源多匯、多源多匯危險(xiǎn)品KP最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)求解方法。實(shí)例研究表明,該方法可行,得到的KP最優(yōu)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)集合不僅能滿足決策者分散運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的目的,還能規(guī)避部分交通中斷路段,較好地完成危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)任務(wù)。
　　通過計(jì)算機(jī)程序反復(fù)測試,結(jié)果表明本文構(gòu)建的危險(xiǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可行,研究成果可為保障危險(xiǎn)品運(yùn)輸安全提供基礎(chǔ)理論支持