地铁物流协同配送模型构建及验证

为缓解城市道路交通的拥堵压力,降低汽车尾气对环境污染影响,选取“寄件—运输—取件”流程为研究对象,通过地铁与货车联运的方式实现地上、地下协同运输模式。在非高峰期时段利用地铁进行货物运输,考虑地铁与货车的最大载货量、货车的最大行驶距离、客户服务时间窗等约束条件,将运输成本与违反客户时间窗所产生的惩罚成本之和最小作为优化目标,构建基于地铁网络的物流协同配送模型。以兰州地铁1号线为算例,采用改进遗传算法进行求解,与货车单独配送进行对比,得到两种方式下的路径优化结果。结果表明：地铁-货车联运产生的总成本高于货车单独配送,但并不意味此种模式不可行,地铁-货车联运积极响应交通强国中的大型货车限行政策,可以改善城市道路拥堵、减少环境污染,有较强的应用价值。     

快递配送车辆路径优化研究

考虑到快递配送和物流配送的异同,在物流配送路径优化问题的基础上构建了符合快递配送路径优化问题的数学模型.设计了一种采用自然数编码,综合考虑快件数量、车辆载重、车辆容量等约束的解码方式的遗传算法.通过一个拥有20个配送点的快递配送案例,验证本文所构建模型和算法能够得到合理配送路径和各个配送点的服务时刻.最后通过灵敏度分析和四轮厢式货车算例验证表明:当前情况下,研究快递配送路径优化时,快件数量、快递员最长配送时间和各配送点的作业时间必须考虑;当前快递配送车辆的载重和容量满足当前需求,无需更换载重和容量更大的配送车辆.     

时效约束的高强度快递需求区域车辆调度模型

为提升高强度快递需求区域的车辆配送效率,在刻画移动仓库动态需求与点部收派件优先度的基础上,建立高强度快递需求区域的快递车辆调度模型.在满足收派件时效性约束的前提下,求解快递车辆配送路线,并对车辆调度模型进行优化,以符合点部与移动仓库收派快件实际需要.     

带时间窗的地铁配送网络路径优化问题

为应对人们日益增加的货物需求与货车进城难题,提出整合地铁网和道路交通网,形成以地铁列车和城市配送车辆为载体的地铁配送网络.考虑列车开行时间表、客户服务时间窗、城市配送车辆容量等限制条件,构建带时间窗的地铁配送网络路径优化模型,综合优化地铁列车班次的客户分配、出站点的客户分配及末端配送路径.设计随机变邻域的迭代搜索算法(ILS-RVND)进行求解,以成都市地铁3号线运输货物为例,验证了模型和算法的实用性和有效性.结果表明,地铁配送网络配送成本低,准时性高,配送车辆行驶距离短,能满足比货车单独配送更精准的服务需求.     

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公路客运快递依托客运线路采用直达模式进行运输获得了较好的经济效益,但直达模式却制约着其运输网络的能力和结构. 为提高运输网络的能力,完善运输网络结构,发挥公路客运时效性好的优势,本文提出转运的思想,并用优化模型设计公路客运快递的运输网络,使快件运输时间最小化. 优化模型是带有时间窗的运输网络设计问题,传统算法难以求解,因此用蚁群算法进行求解. 算例分析表明,基于优化模型设计的运输网络可以节省快件的运输时间,提高公路客运快递的运输能力.     

基于共同配送的农村快递车辆调度问题

为降低农村物流成本,助力"快递下乡"工程的实施,在考虑重量、体积、订单、路径等约束条件下,以总利润最大化为目标构建基于共同配送模式的农村快递车辆调度模型;并提出采用基于随机修复非可行解策略的遗传算法求解该模型,同时在算法中引入多种群机制以提高求解的效率和效果。最后,结合实际算例对模型进行验证;设计不同订单规模的仿真算例对算法性能进行分析。研究结果表明:共同配送策略能从全局优化的角度合理配置区域内物流资源,与独立配送模式相比可降低30%的配送成本。仿真实验表明:相较于标准遗传算法,改进遗传算法能快速地搜索到更优的满意解,可以有效求解共同配送模式下的农村快递车辆调度问题。     

基于蚁群算法的共享快递盒配送回收网络优化研究

为解决共享快递盒配送与回收分离的模式所带来的成本高昂、快递员工作量大且分配不均的问题,本文构建了带时间窗的、配送量与回收量不确定的、同时配送与回收的多目标路径优化模型,并设计改进的蚁群算法进行算例求解.算例结果表明,同时配送与回收的总成本较分离模式下降45.9％,且在保证快递员合理工作量的前提下,尽量选择较大载重量的汽车与较小的单位惩罚成本,可以有效降低网络运行的总成本,验证了模型和算法的有效性和可行性.     

灵活编组条件下轨道交通客货协同运输方案优化

基于灵活编组运营组织模式特点，综合考虑客流与货流之间的竞争关系，以列车编组类型及列车发车间隔为主要决策变量，以乘客等待时间和运营公司运营成本极小化为目标，构建灵活编组条件下轨道交通客货协同运输方案混合整数线性规划模型，得到系统优化的列车编组方案、 运行图和客货协同运输方案。当给定编组类型集合且没有货流输入时，本文所构建模型即可退化为传统的固定编组模式下客流运输优化模型。以北京地铁八通线为例设计数值实验，验证了所提模型的有效性，所有实验均由VB语言调用CPLEX优化软件进行求解。算例结果表明，相较于固定编组模式的单一客流运输，本文方法可在乘客平均等待时间仅增加1.1 min的情况下，降低 约41.86%的运营成本，大幅度增加运营收益，更好地实现运输服务质量和运营成本的均衡。     

需求变动下高铁快运货流分配与组织模式优化

基于高铁快运一地集货和多点发运的开行特点，综合考虑我国未来快递市场的需求变动，提出高铁快运常态化和规模化成网运营后的货流分配与组织模式优化方法，以客运动车组捎带运输货物、预留车厢和高铁快运专列模式下，各OD对间的高铁快运运量为主要决策变量，以总运输成本极小化为目标，构建货流分配混合整数规划模型，计算货流量在高铁快运网络中的分布，得到货流OD运输路线与各高铁快运通道运营组织模式的组合优化方案。通过高铁快运货流OD “三阶段”预测方法，预测城市间的高铁快运需求量作为货流输入，以9个国内快递业务中心城市组成的网络为案例，由Python语言调用Gurobi优化软件求解案例，验证所建模型的有效性。案例结果表明：在运量低谷期使用捎带和预留模式可满足90.7%的运输需求；在运量高峰期部分线路需开行高铁快运专列；运营组织模式可根据OD对间货流量与网络容量的适应性关系进行调整，以充分利用高铁闲置运力，提升运营效益。     

生鲜农产品冷链物流配送中心选址-路径规划

为保证生鲜农产品在配送过程中的新鲜度，提出生鲜农产品冷链物流配送中心选址-路径规划建模与求解方法，旨在降低综合成本与优化配送路径。根据生鲜农产品不易储存、易腐烂的特点，提出将“高铁+冷链物流”作为一种模式应用于生鲜农产品运输中，以高铁货运容量为市场需求量，构建总成本最低和路径最优的生鲜农产品冷链物流配送中心选址-路径规划模型，分别应用普通遗传算法和改进遗传算法对模型进行求解；最后，通过重庆市实例验证模型和改进算法的有效性。计算结果表明：改进后的遗传算法求解结果要比普通遗传算法求解结果的成本节约1 204.29元·d^-1,降低6个百分点，迭代次数减少近200次。     

基于柔性时间窗的地铁货物车厢配置与装载优化

为缓解城市道路拥堵,提高城市物流系统周转效率,提出了利用地铁线路在非高峰时段开展货物运输;基于客货共载运输模式,在满足乘客出行需求的前提下,推算了各列车最多可挂载的货物车厢数,在此基础上进行货物车厢配置与装载方案优化;以列车货物车厢配置计划与货物装载分配方案为决策变量,考虑货物送达柔性时间窗与容量限制的约束条件,以配送服务惩罚和货物车厢挂载成本最低为目标,构建了整数线性规划模型,并利用CPLEX优化软件进行模型求解。试验结果表明：为满足4类不同送达时限货物运输需求,方案共配置货运车厢42节,运营总成本为16 970元;随着延迟送达惩罚系数增大,货物延迟送达率呈快速降低趋势,当延迟送达惩罚系数由5元·h^-1增加到100元·h^-1时,延迟送达率由22.50%降至8.75%,随着提前送达惩罚系数增大,货物提前送达率同样呈现快速降低趋势,当提前送达惩罚系数由0增加到40元·h^-1时,提前送达率由37.50%降低至3.75%,说明构建的模型对货物服务时效反应较为灵敏,同时有效满足货物送达服务时限要求;当某类货物惩罚系数增加时,该货...     

带时间窗的多车型车辆路径问题研究

在以往的车辆路径问题研究中,配送中心的货车为同一车型(车辆的最大载重量和最大行驶距离相近),考虑到不同车型的货车配送费用不同,配送中心可根据需求点的需求量和距离来选择较小费用的车辆,以减小配送成本,因此求解一个时间窗的多车型车辆路径问题更具实际意义。基于此问题进行研究,建立相应的数学模型,运用改进的蚁群算法对建立的模型进行求解。最后,通过对不同车型求解结果的对比,证明建模及求解算法的有效性和选用多车型车辆配送的科学性。     

带软时间窗的集货与送货多车辆路径问题节约算法

研究了物流配送中多车运输的集货与送货车辆路径规划问题,以增加时间惩罚费用的方式插入软时间窗约束,将租车费用、货车运输费用和时间惩罚费用三者之和最小作为优化目标,建立数学模型。采用启发式节约算法求解该模型,考虑时间惩罚费用和运输费用,比较每一配送节点上直接送货和间接送货的节约费用关系,求出最优配送路径。试验结果表明:当配送次数达到50次时,货车平均装载率仍能达到80%以上,该节约算法能减少货车空程行驶和租车次数,优化了全局费用。     

基于收费数据的高速公路运输量指标特征

基于2017年中国高速公路联网收费系统数据库, 辅以典型收费站抽样调查, 分析了中国高速公路网运输量指标的结构性特征。分析结果表明: 2010~2017年高速公路车辆总行驶量持续增加, 其中2017年总行驶量为6.80×1011 veh·km, 客、货车行驶量分别为4.70×1011、2.10×1011 veh·km; 2017年高速公路客运量为229.65亿人次, 周转量为16 886.05亿人·km, 平均行程为72.96km, 运输密度为1 257.47万人·km·km-1, 分别较2016年增长了11.72%、9.13%、3.07%、4.21%;营业性客车完成的旅客周转量为5 055.71亿人·km, 同比增长了1.76%;Ⅰ型客车流量在客车总流量中的比重为95.70%, 其客运量和旅客周转量都保持快速增长态势, 客运量为165.28亿人次, 旅客周转量为10 862.80亿人·km, 较2016年分别增长了15.25%和11.60%;2017年高速公路货运量为170.45×108 t, 周转量为287.05×1010 t·km, 平均运距为167.89km, 运输密度为2 138.32×104 t·km·km-1, 分别较2016年增长了15.33%、16.17%、0.42%、11.37%;2轴货车流量最大, 占高速公路总货车流量的41.14%;货车的空车走行率为26.81%, 省内与跨省运输货车空车走行率分别为43.80%、15.67%。高速公路运输总体指标在2017年稳中有升, 货物运输量、货物种类、货物价值是货物运输经济结构调整的效果集中体现。      

随机需求下的CDL系统多目标优化

为了增强越库配送对市场随机需求的适应性,兼顾总体利益和零售商门店的个体利益,充分考虑随机需求、库存、配货和原始订单等因素,以提高最终订单满足随机需求的置信水平、增加配送车辆满载率和降低总运营成本为目标,建立了多目标随机规划模型,构建了正规化的多目标适应度函数,设计了具有自适应特点的遗传算法,并进行了实例研究.结果表明:与原始订单相比,最终订单满足随机需求的置信水平、配送车辆满载率分别增加了3.59%、12.71%,每天的总成本平均减少了631 845元,降低了13.73%.     

同时接送模式下响应型接驳公交运行路径与调度的协调优化

研究了同时接送模式下响应型接驳公交运行路径与车辆调度的协调优化问题, 考虑乘客出行时间窗的个性化, 构建了基于乘客而不是基于途经需求点的车辆路径表示方法; 综合车辆发车和行驶成本、车辆早到和晚到的惩罚成本、票价收入构建了表征系统效益的目标函数, 并以车辆容量、乘客时间窗、车辆运行时间、车辆保有量、发车时间等为约束, 构建了发车间隔、发出车型与车辆路径的一体化优化模型; 针对一体化优化模型的特点, 设计了双遗传算法, 其中染色体为多链编码结构, 染色体交叉方式包含个体内、个体间交叉2种方式; 为了验证同时接送模式的优越性、一体化优化模型及算法的有效性, 进行了算例分析, 对比了同时接送模式与单独接和单独送模式的计算结果, 分析了车辆运行车速、单程运行时间限制、车型比例对响应型接驳公交运营效率的影响。计算结果表明: 在给定的相同乘客需求下, 与单独送和单独接模式相比, 同时接送模式发车次数减少了1次, 所需车辆数减少了2辆, 平均座位利用率提高了8.3%, 运送单位乘客的平均车辆行驶距离降低了11.0%, 运行成本降低了15.9%, 因此, 同时接送模式有效地提高了运营效率; 同时接送模式下, 运行车速、单程运行时间限制、小型车比例分别在基准值附近上下波动15.0%、15.0%、12.5%时, 发车次数、座位平均利用率、目标函数值的最大变化率分别达到了20.0%、15.7%、27.1%, 这些参数对系统运营效率均有显著影响。      

快递企业配送网络的鲁棒性及其提升对策研究

为运用定量的方法提升快递企业配送网络的鲁棒性,以某快递企业的订单号为数据来源,通过网络爬虫、数据清洗等大数据处理手段,获得其在全国范围内的配送网点与路径数据,描绘了其配送网络的拓扑结构;构建重要度评价矩阵确定了配送网络中重要节点,并以其作为测试指标对该配送网络进行鲁棒性分析,结果表明该配送网络对随机性破坏表现出鲁棒性,对蓄意性破坏表现出脆弱性;以投入成本为约束,构造了鲁棒性优化模型,运用Python求解,验证了模型的可行性和有效性,并以求解结果为依据,对该配送网络提出鲁棒性提升对策。     

基于江海直达运输模式和投资约束的长江干散货运优化模型

引入了江海直达运输模式和投资约束的概念,对已有的长江干散货运输网络进行优化,并比较了江海直达与江海联运2种运输模式的特点。根据中国内河航运成熟性市场的特质和航运企业滚动规划的经营特征,以最小运营成本与最小船舶投资成本为目标函数,建立了集成处理运输模式选择、航线配船和船型更新的模型。简化了模型的时间维度,设计了基于背包问题的拉格朗日松弛算法,并应用A集团数据求解模型。分析结果表明:当以现行模式的航运总成本为基准点,在引入江海联运模式后,航运总成本可下降2%左右;在引入江海直达运输模式后,航运总成本的最大下降幅度超过8%,但财务风险会增大;当资金成本率为7%且不考虑投资约束时,成本节约效应可提高16.2%,但投资净预算将会上升60.1%。从最优航线配置可以看出,在不同航线上,江海直达与江海联运2种运输模式应协同使用。     

重大突发公共卫生事件下城市应急医疗物资配送

为了在发生重大突发公共卫生事件时提高城市医疗物资的应急救援效率, 减少人员伤亡与经济损失, 在分析重大突发公共卫生事件特点与应急物流特征的基础上, 将需求紧迫度作为配送影响因素, 提出以辖区人口、感染确诊及疑似病例、医疗物资需求点规模、医护人员数量和医疗物资缺口率为评价指标的医疗物资需求点需求紧迫度评价指标体系; 针对医疗物资应急物流的特点, 调整医疗物资配送时间窗参数, 建立由车辆行驶成本、配送延误惩罚成本和无配送延误补贴费用组成的总配送费用函数, 并考虑配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件, 构建使总配送费用最少与需求紧迫度高的需求点优先配送的双重目标, 优化了医疗物资的配送路径; 依托SPSS、Yaahp和MATLAB软件平台, 结合算例, 利用层次分析法与遗传算法求解考虑与不考虑需求紧迫度的医疗物资应急物流配送路径优化模型。研究结果表明: 重大突发公共卫生事件下, 相对于不考虑需求紧迫度的配送路径, 考虑需求紧迫度的最优配送路径不仅对需求紧迫度较高的医疗物资需求点进行优先配送, 同时还使总配送费用减少了5.8%;需求紧迫度的引入能极大地改善调度的盲目性, 基于配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件所构建的双目标优化模型能够有效地提高应急救援效率和减少不必要的调度成本。      

环形放射状城市常规与需求响应公交联合优化研究

针对环形放射状城市扩张过程中常规公交线网出现线网资源利用失衡、乘客出行时间过长的问题，本文设计一种常规公交与需求响应公交分层布局的双模式线网结构。基于连续近似方法，构建混合整数优化模型，以最小化公交平均运营和乘客平均时间成本之和为目标函数，根据乘客出行空间分布构建确定性的出行模式及路径选择细分方法，推导各项成本组成，求解常规公交线间距、站间距及双模式公交发车间隔等决策变量的最佳值。采用混合启发式算法对模型进行求解，并以成都市五环内环形放射状公交网络为例，验证所提双模式公交网络的有效性。优化结果表明：与单模式常规公交线网对比，双模式网络可以分别降低18.37%的乘客成本以及4.97%的公交运营成本，具体表现为减少常规公交31.85%的站点和线路建设成本以及24.36%的运营里程；系统各项成本随平均客流密度的增加呈幂指数下降并趋于稳定；同时给出不同客流密度分布条件下，系统关键设计参数的建议值。