公铁网络联运方案设计

基于公铁联运模式,构建干支线运输方案设计的混合整数规划模型,揭示了网络基础设施配置与干线运输服务设计间的协调优化关系.对公铁联运网络的枢纽等级配置、干线运输服务设计、货物托运人和收货人对于中转枢纽的选择、货物托运人和收货人对干线运输服务的选择,以及干线区段改造方案等决策进行综合优化.分析表明,收货时间限制成为联运方案选区的关键约束条件.此外,公铁联运中转枢纽节点的能力制约着联运系统的服务能力,瓶颈区段的识别并改进,以及合理的干线差异化等级的运输服务组合能够大幅度降低网络运营成本     

基于货物时间价值的空铁联运转运枢纽选址优化

高效合理的联运网络是空铁联运快递服务产品创新的重要支撑。本文在考虑货物时间价值的基础上,以空铁联运转运枢纽的位置以及运输方式选择为决策变量,构建以综合成本最低为目标的空铁联运转运枢纽选址模型,并设计变邻域遗传算法进行模型求解。以截至2019年开通高铁并设有机场的200个地级城市为例,采用复杂网络和优劣解距离法结合的方法选取空铁联运转运枢纽的备选城市,验证模型和算法的实用性及有效性。结果表明,运输时间限制和折扣系数是影响空铁联运网络综合成本的重要因素。随着运输时间限制的增加以及折扣系数的降低,空铁联运网络综合成本分别降低了15%和11%。空铁联运转运枢纽的空间布局主要受运输时间限制的影响。运输时间限制较低时,空铁联运转运枢纽布局以东北地区和西部地区为主,以提高快递运输的时效性。运输时间限制较高时,空铁联运转运枢纽布局向中东部地区转移,为经济服务趋势明显。空铁联运网络最优枢纽数量则受运输时间限制和折扣系数的综合影响,但运输时间限制对于最优枢纽数量的影响更为显著。合理布局空铁联运转运枢纽和提升空铁联运规模效益是提高空铁联运服务时效性和竞争力的重要途径。     

集装箱公铁联运定价策略的博弈分析

集装箱公铁联运是集装箱海铁联运向内陆延伸的重要运输方式之一,本文从集装箱公铁联运及公路直达运输作业全过程的角度出发,对影响托运人运输方式选择的关键因素进行分析.在此基础上,构建了公铁联运和公路直达运输广义费用函数,并以随机效用最大化理论为基础,采用MNL模型构建了托运人运输方式选择模型.通过分析起讫点间各承运人的收益情况,构建了公路直达运输与公铁联运定价策略的博弈模型.所选案例结果表明,现阶段在铁路运价不做调整的情况下,公路直达运输承运公司和短途物流企业可分别通过适当提高公路直达运费和降低公路接驳费率提升企业收益;随着公铁联运的发展,当短途物流企业间竞争日趋激烈时,铁路企业可通过制定最优定价策略实现企业收益的最大化.     

考虑铁路折扣的集装箱公路与多式联运博弈定价

针对考虑铁路运输规模折扣的集装箱公路直运与经陆港公铁联运的均衡定价问题,选用包含经济成本、时间成本和碳排放成本的集装箱公路直运与公-铁联运广义费用函数,构建上层以承运人利润最大化,下层以托运人广义费用最小化为目标的双层规划模型,结合算例采用基于灵敏度的启发式算法求解,并对托运人效用敏感权重系数进行敏感度分析,验证模型有效性。研究发现：公路和多式联运的价格博弈会促使双方运价下降;铁路运输规模折扣可以使多式联运通过降低运价提高货运分担率和利润,减少广义运输费用和碳排放;20%的铁路运输折扣可以使多式联运分担率从 29.44%增长至 45.37%,利润增加 14.20%,使所有集装箱运输广义费用下降 2.71%,碳排放减少16.70%;铁路直达海港可以使经陆港多式联运的货物分担率上升13.82%,利润上升33.27%,使所有集装箱运输广义费用下降4.24%,碳排放减少14.16%;托运人运输服务偏好会影响陆港的定价策略。     

补贴政策对集装箱公铁联运竞争力的影响分析

公铁联运因其具有运量大、成本低、环境友好等优势,世界各国采取一系列促进其发展的政策措施,补贴政策是其中一种有效且被广泛采用的政策.本文以补贴政策下政府部门、铁路公司和托运人之间相互作用机理为基础,构建了双层规划模型,上层模型描述了铁路公司制定集装箱班列开行方案的行为,下层模型描述了托运人在政府部门补贴下的选择行为. 考虑到公铁联运网络中铁路弧具有“周期连接”和“速度异步改变机制”两种特性,本文分别通过网络拓展和定义分段阻抗函数来处理这两种特性.基于本文双层规划模型的结构,提出了混合遗传算法,即采用遗传算法求解班列的开行方案,使用连续平均算法求解下层的SUE模型. 研究结论表明：在本文算例中,补贴额度增加的初始阶段(0.00~0.14元/(t⋅km)),补贴额度的增加对公铁联运竞争力的促进效果明显;但是超过0.14元/(t⋅km)后继续增加,对公铁联运竞争力的提升效果不明显.这种现象与既有研究有所不同,本文进一步分析了不同的原因.     

基于仿真的公铁联运客运枢纽交通组织研究

为避免公铁联运客运枢纽开发后因交通组织设计缺陷导致的停车难、疏导难等问题,以减少乘客的换乘时间和换乘距离为原则,充分发挥铁路骨干的运输优势,结合道路运输快速、灵活多变的特点,以为客户提供"零换乘"、"门到门"的运输服务为目的,对淄博公铁联运客运枢纽设计了多种交通组织方案,并利用交通仿真技术对设计方案进行仿真测试,分析结果表明方案切实可行.     

长大货物多式联运网络风险传播动力学仿真

长大货物多式联运组织具有高风险特征，为掌握长大货物多式联运风险网络传播规律，提升联运网络的风险防控能力，统筹考虑长大货物多式联运特征及其风险传播的影响因素，分析长大货物多式联运网络风险传播过程，构造长大货物多式联运网络风险传播函数，分别建立不考虑时滞、考虑时滞和外部因素的长大货物多式联运网络风险传播模型，明晰其动力学传播过程。仿真结果表明：相比路径决策因子，装载加固因子对长大货物多式联运网络风险传播的影响更大， 更安全的装载加固方案可有效抑制联运风险初期传播峰值；降低风险传播率，提高风险治愈率可有效控制长大货物多式联运网络风险传播的速率与规模；时滞的延迟程度对长大货物联运网络风险传播影响较为显著，呈非线性、正向相关关系；外部因素的随机干扰可在一定程度上弱化风险传播程度；在长大货物联运网络风险扩散平衡点失稳时滞前，及时采取适当措施能防止因风险失控导致的联运网络崩溃。     

考虑Hub网络拥堵的轴辐式网络优化

在轴辐式网络背景下,枢纽节点通过集散货物,产生规模经济效应来降低成本。但同时也会增加Hub网络拥堵的可能性和成本的增加。首先,为缓解Hub网络拥堵并降低其造成的经济损失成本,提出与轴辐式网络节点流量相关的拥堵成本函数。其次,在保证轴辐式网络节点正常货物运输的前提下,最大限度的平衡货物运输规模经济效应和产生的Hub网络拥堵成本,建立混合整数非线性规划模型,以最小化运输成本、建设成本和拥堵成本为目标。最后,引用实际算例验证Hub网络拥堵对网络优化的影响与模型的合理性。对于未来如何平衡规模经济效应和Hub网络拥堵的轴辐式网络优化有重要的参考价值。     

政府主导下公铁联运系统三方演化博弈研究

公铁联运作为一种节能高效的运输模式亟需在我国发展。本文从系统角度出发,构建政府与公铁运输企业的三方博弈模型,通过博弈稳定性分析得到公铁联运系统满足稳定性条件的7 个均衡点。运用数值仿真研究公铁联运系统理想策略集演化路径,阐明公铁联运系统内各主体演化趋势内在机理。分析各主体初始策略意愿变化下系统的演化趋势,发现公铁运输企业向合作策略演化速率不受彼此初始意愿影响,而是随着政府积极推进策略意愿的提升而加快。最后,研究政府行为对系统博弈演化的影响,发现政府的补贴,督导考评,以及违规监管强度的增加将加快公铁运输企业向合作策略演化的速率,政府形象的下跌是促进其积极推进政策的重要因素。     

集装箱公铁联运“门到门”运输时间可靠性分析

改善公铁联运“门到门”运输时效是促进公铁联运发展的重要内容。既有文献主要关注公铁联运“门到门”运输中局部环节的时间可靠性分析,针对公铁联运“门到门”全流程时间可靠性的研究不足。为此,依据公铁联运“门到门”全流程的作业环节分析,以可靠度、合并样本标准差和预留时间为可靠性度量指标,提出基于离散事件流程链仿真的公铁联运“门到门”运输时间可靠性评估方法,并采用灵敏度分析探究公铁联运“门到门”运输中公路运距占比、列车编组数量、轨道门吊数量和牵引机车数量对“门到门”运输时间可靠性的影响。结果表明：随着公路运距占比的提高、编组数量的减少、轨道门吊数量和牵引机车数量的增加,“门到门”运输时间显著缩短,而“门到门”运输时间可靠性随公路运距占比的增加而降低。当公路运距占比小于0.4时,“门到门”运输时间可靠性随编组数量的增加而降低;当公路运距占比大于0.4时,编组数量变化对“门到门”运输时间可靠性影响不显著。轨道门吊数量增加能够提高“门到门”运输时间可靠性,但增加到一定水平后,可靠性的提升效果逐渐减弱。研究成果对铁路运输企业提升公铁联运服务水平,促进多式联运发展具有重要意义。     

港口与运输方式及陆港联合选择的巢式Logit模型

为刻画托运人对港口、运输方式及陆港的联合选择行为，将港口费用、等待时间、班轮频率、货物价值、单次运量、运输成本、运输及通关时间、准班率、陆港服务作为效用变量，构建港口选择位于上层、运输方式及陆港选择位于下层的巢式Logit模型.基于辽宁部分城市集装箱托运人的RP/SP调查数据，对模型参数进行估计和检验.结果表明，低运量倾向选择公路运输，托运人对多式联运的运输成本、运输及通关时间比公路运输的更重视，对公路运输的准班率比多式联运的更重视，陆港服务对多式联运具有显著正向影响，巢式Logit模型比MNL模型具有更优的统计学特征.     

危险货物道路运输风险复杂系统及风险测度模型与应用——以液氯运输为例

基于系统整体最优的危险货物道路运输风险系统分析及风险测度研究,是实现规避高风险路段的基础关键技术.本文以危险货物道路运输风险为研究对象,结合典型区域特征,进行了危险货物道路运输风险的系统分析,提出了危险货物道路运输风险复杂系统的概念.在此基础上,提出危险货物道路运输风险测度模型,并以典型危险货物液氯道路运输为例进行应用研究.在危险货物道路运输风险测度模型研究中,以泄漏事故导致的暴露人口风险损失和环境敏感区域损失两项指标作为评价对象,结合ALOHA模拟泄漏事故情景并将扩散情况载入ArcMap,分析泄漏事故所带来的价值损失.考虑运输成本,建立以系统整体最优--风险最小和运输成本最低的危险货物道路运输双目标规划模型.最后,基于实例结合蚁群算法对模型和方法的实用性和有效性进行验证.     

考虑能耗的铁水联运集装箱装卸设备协同调度

随着集装箱港站铁水联运作业量增大,以及节能减排压力与日俱增,实现港站作业设备的高效调度和低能源消耗间的协同优化将是亟待解决的问题.本文研究了集装箱铁水联运港站中多设备间的高能效协同调度问题,基于混合流水车间调度(HFSS)思想,构建了综合考虑岸桥、集卡、正面吊三阶段装卸过程的协同调度模型,以总完成时间最短和能耗最低为目标,设计了基于遗传算法和模拟退火的混合优化算法.通过实验验证了模型和算法的可行性,证明可以实现高能效利用下的港站设备协同调度优化.     

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为了研究道路客运站场规划的站场选址优化,提出了一种基于多目标优化的道路客运站场选址方法。首先,将道路客运站场规划区域的道路网简化为有向赋权图,使选址优化问题转化为0-1规划问题;然后,以道路客运站场的建设投资、网络总运输成本以及乘客的总出行距离为优化目标,同时把道路客运的实际条件转化为优化目标的约束条件;最后,利用基于目标值排序组合选择的多目标遗传算法求解模型的Pareto最优解集合,并通过客运站场选址优化算例阐述了模型的求解过程。     

考虑碳排放的混合轴辐式多式联运网络枢纽扩增选址-路径问题

针对现有多式联运网络枢纽饱和度高、枢纽到城市直达运输成本高且效率低等不足,提出采用混合轴辐式多式联运网络研究扩增枢纽选址,同时优化运输线路;基于允许枢纽间转运和需求城市间巡回运输的运输网络,考虑低碳因素构建了最小化总运输成本、二级枢纽开放建设成本、枢纽处转运成本和总碳排放成本的数学模型,将问题分解为选址-分配与路径优化2个阶段,并针对两阶段特点分别采用0-1编码和数字编码设计了两阶段遗传算法;针对现有实际案例采用设计的算法进行求解,并将求得的最优运输方案与现实方案进行对比。研究结果表明:采用提出的算法进行10次运行获得的最优解与其平均值的差值百分比仅为4.7%,且平均求解时间仅为90.6 s;优化后网络扩增了2个枢纽,弃用了1个不合理枢纽,网络转运能力提高了11.3%,枢纽的平均饱和度降低了15.7%,不同枢纽的饱和度比原网络更均衡,不仅缓解了饱和枢纽的压力,还提高了空闲枢纽的周转率,从而提高了转运效率;优化后运输方案对应的总成本、运输成本、中转成本和碳排放成本分别降低了68.41%、68.14%、56.55%和86.76%,且碳排放减少最为突出。由此可见,提出的模型和算法对扩张轴辐式网络选址和混合轴辐式多式联运网络运输方案的组合优化具有较好的性能。      

带有固定运费的多式联运方式选择

为更经济有效地组织多式联运,在同时考虑固定运输费用和变动运输费用的前提下,针对一批货物在其运输路径上各路段运输方式的优化选择问题,以包括运输费用、中转费用和惩罚费用在内的总费用最少为优化目标,以货物送达时间和运输能力为约束条件,构建了混合整数线性规划模型,并设计了相应的整数编码遗传算法.算例结果表明,本文模型比既有不考虑固定运费的模型具备找到更优解的能力;对于15个包括20~100个路段和5~20种运输方式的随机算例,与商业优化求解器LINGO相比,本文算法在设定计算时间60 s内找到了2个大规模算例的更优解,总费用平均节省0.75%,证明了该算法对大规模问题的有效性.