混合不确定条件下绿色多式联运路径优化

主要研究了当运输时间、中转时间、客户需求和中转集拼货运量四重混合不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题，运用随机优化理论，以运输成本、碳排放成本和时间惩罚成本为目标，建立混合不确定条件下绿色多式联运路径优化模型.通过对各子目标函数权重进行赋值，得出考虑不同成本因素的多式联运路径优化方案.探讨时间、需求和网络服务能力对多式联运路径优化结果的灵敏度分析，发现各成本随时间变动而变化的规律和边际运输成本最小时的服务时间；当货运量形成规模效应后可降低边际运输成本；不同网络服务规模的运输路径优化结果，以及满足客户不确定需求的最小网络配置.     

不确定条件下公铁水多式联运多目标路径优化研究

多式联运运输的时效性和成本在现代物流的发展中是不可忽视的因素。针对公铁水多式联运的运输目标，主要研究了当运输时间、中转时间双重不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题。构建以运输时间、碳排放、运输成本为目标函数，碳排放量为约束，建立运输时间、中转时间双重不确定条件下绿色多式联运路径多目标优化模型。并据此采用模糊自适应遗传算法（FAGA）和快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）设计多式联运路径优化策略；最后采用从南昌到柏林的路径数据仿真验证所提方法的有效性并对结果进行对比分析。研究发现基于NSGA-Ⅱ算法的多目标优化结果较优，可以引导多式联运经营人调整运输方案，减少二氧化碳的排放量，为物流企业开展多式联运运输提供可供参考的依据。     

高铁参与下考虑时间窗的生鲜品多式联运路径选择

针对生鲜品小批量、高时效的运输需求,提出将高铁作为一种运输方式参与到生鲜品多式联运中.考虑中间节点混合时间窗以及目的地收货软时间窗约束,以运输成本、中转成本、时间惩罚成本、蓄冷成本和质量损耗成本构成的总成本最小为目标,构建多式联运路径选择与运输方式组合模型.以"哈尔滨-昆明"区间多式联运为例进行算例分析,采用混合田口遗传算法求解,算例结果表明:考虑节点时间窗时选择"高铁+公路"路径运输组合方式更优;节点时间窗的存在虽然会在一定程度上造成时间价值成本的增加,但具有较强的现实合理性,说明模型能够有效地为生鲜品快速多式联运提供实用性的路径参考.     

绿色多式联运随机优化策略

针对速度服从随机分布时绿色多式联运路径特点,探索路径优化策略问题,使用随机优化方法,建立绿色多式联运随机路径优化模型,设计了一种将样本平均近似法和基于优先权的粒子群算法相结合的混合算法求解该模型.结合多式联运实际情况设计数值算例验证模型的有效性,对模型中速度的正态分布与均匀分布和碳排放因子进行较为完整的情景分析,结合实际情况得出当样本规模为600,速度服从均匀分布时,情景3-2运输成本为501.11、碳排放成本为649.07是稳定性较高的理想决策,碳排放因子增为0.8有利于成本的降低.实验结果表明,本文建立的随机优化模型能够较好解决速度服从随机分布时多式联运路径优化问题,为实际多式联运运营提供决策支持.     

考虑需求时间上限的航空货运模式选择

针对快递企业航空运输中存在的高成本、低时效问题,本文在我国混合轴辐式航空货运网络发展的背景下,综合考虑货运量、飞机运力、运输时间等因素,建立了以总运输成本最小为目标的数学模型。在目标函数中不仅考虑了等待成本、运输成本及中转成本,还考虑了货物运输总时间超出客户可接受的时间上限时的惩罚成本,并设计了一种混合遗传算法求解,以便选择出一种最经济快捷的运输模式。分析结果表明折扣因子的取值与运输总成本成正比,折扣因子的取值越小,运输成本越低,全货机中转运输模式的规模效益越明显。     

整车物流运输多式联运与路径优化研究

运输成本在整车物流成本中占比最大,合理的运输路线规划是降低整车物流成本中运输成本的关键。针对整车物流远距离商品车运输中物流成本过高的问题,本文从路线优化方面入手,选择合适的运输方式,以成本最小化为原则,在满足时间约束条件下,确定多式联运方案。该方案结合各种运输方式优势,有效利用资源,提高了设备使用率。通过采用多式联运路线优化方案,能降低整车物流的成本,为多式联运与路径的优化提供决策支持。     

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。      

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在集装箱多式联运系统中,内陆运输方式和路径的选择,对集装箱门到门运输过程的运输效果产生很大的影响.为更合理地组织多式联运,本文在充分考虑集装箱内陆运输路径因素的同时,研究集装箱多式联运在运输方式转换过程中节点作业随机特征对运输方式和路径选择的影响.以总成本最小为目标,建立带有时间约束的混合整数规划模型,通过图形变换,将问题转化为节点作业带有随机特征和运输时间约束的最短路模型.通过实例验证并对结果进行分析,求得的路径在成本和时间方面较合理,具有可操作性,可以成为多式联运路径选择的决策参考.     

集装箱多式联运方案设计

为使我国货运体系更好地适应国际多式联运的趋势,充分发挥国际集装箱多式联运的优势,满足国内经济发展对物资流通效率的要求。以国际集装箱多式联运的运输路径和运输成本作为研究对象,对主要运输方式的进出口货物作业流程进行分析,得出其运输成本的构成;从不同运输方案的运输成本和运输方式这两方面进行分析,通过对不同方案运输货物的成本和效率进行比较,得出影响运输成本的主要原因是宽准轨铁路的换装作业及其次数,若采用同一种运费计算及转运标准,则运输方案能够满足客户需求,从而达到运输资源合理配置的目的。     

带时间窗的多式联运路径优化模型及算法研究

多式联运是我国现代交通运输体系的重要组成部分,其中运输方式和运输路径的选择直接影响到托运人和承运人的利益。根据多式联运相关的概念与网络构建方法,考虑了运输费用、时间价值成本,引入时间窗约束,以总成本最小为主要目标建立多式联运路径优化模型,并根据时间窗要求建立了惩罚机制。根据模型特点,设计了基于floyd的K短路-GA混合算法,求解得到总成本最少的联运方案。最后将该混合算法和传统遗传算法同时应用于多式联运算例求解,分析对比,验证了混合算法的有效性。     

快捷货运服务网络设计研究综述

服务网络设计是快捷货运运营管理层面的重要内容，也是交通运输领域的关键科学问题。本文分析了快捷货运服务网络设计的内涵，并从研究内容、优化模型、求解算法这3个方面对国内外相关研究现状展开详细论述。在研究内容上，对不同运输方式和多式联运进行归类总结，单一运输方式下和综合运输体系下的快捷货运服务网络设计都涵盖了路径规划、流量分配、时刻优化等方面，且内涵和外延都在不断拓展。在模型构建上，有基于节点-弧和基于路径两种角度的建模方式，其中，基于时空网络角度建模成为近年动态服务网络模型设计的重要方向；建模的背景以确定条件为主，不确定条件下的模型大多仅是考虑需求的不确定，并未揭示出各种不确定性参数对网络结构和流量分配的影响机制；所考虑的因素从初期的需求总量、服务成本、服务频率，逐渐增加能力约束、时刻影响、设备利用等方面。在求解算法上，以启发式算法为主，其中，大多基于智能算法，随着计算机运算效率的提高及商业求解软件功能的强大，基于列生成和基于模型松弛或分解的算法在近年呈上升趋势。最后，结合快捷货运内外部条件的变化，提出快捷货运服务网络设计在考虑低碳因素、不确定条件、演化机理等方面有待进一步研究的方向。     

基于衔接组合的集装箱多式联运服务分段采购优化

为解决集装箱多式联运服务分段采购中的运输费用和运输时间优化难题,从多 式联运经营人的视角出发,提出了集装箱多式联运总费用最小化和总运输时间最小化的 双层优化目标.基于运输路径选择和时、空、量的衔接组合,结合托运人运单、集装箱多式 联运组织形式、集装箱交接地点、运输路段及方式、运输时间、运费率等要素约束,建立了 集装箱多式联运服务分段采购优化模型.运用自然约束语言设计搜索算法程序并求解.数 值实验分析结果表明,该模型及搜索算法不仅易于实施求解,而且应用效果良好,达到了 集装箱多式联运一体化无缝运输的目的.     

综合运输网络上多货类流量最短路分配

针对综合运输网络资源合理配置的需求,分析了综合运输网络上影响路径选择行为的用户偏好体系,并将其概括成客观类、主观类和调控类。在给出选择偏好在路径选择模型中的表达方法基础上,阐述了采用改进的最短路加载方法进行多货类运输流量分配的思路和执行流程,并面向可持续发展政策导向的运输网络规划,引入"诱导参数"对处于合理路径集中的联合运输路径进行优先选择。最后通过算例分析了不同"诱导参数"对双货类网络流量分布的影响,从政策调控的角度为综合运输网络宏观布局的评价模型提供理论参考。     

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,采用基于备选集的优化方法,同时结合货物运输组织特点,规定了箱流物理径路和运输方案的唯一性.在考虑箱流守恒、箱流换乘、箱流运到期限,以及列车开行频率等约束的基础上,以运输企业成本最小化为目标,建立了整数线性规划模型,并设计模拟退火求解算法.最后,构建运输网络进行案例分析,验证了模型和算法的有效性.研究结果表明,与现有货物运输系统相比,新型集装箱系统充分发挥了网络运输的优势,在列车开行频率、货物送达速度和运到期限方面表现更加优异,但同时牺牲了部分列车“上座率”.     

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。     

多式联运网络中的托盘共用调度方法

为解决多式联运网络中的托盘共用调度决策难题，采用非线性规划、混合整数规划和改进粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）等方法优化了托盘共用系统，研究了在管理者可以选择水路、公路和铁路3种运输模式运输托盘时，管理者应采取的调度方法. 首先分析了多式联运网络中的托盘共用调度流程；其次构建了多式联运网络中的托盘共用调度混合整数非线性规划模型，模型中考虑了转运时间、转运成本、作业批量、托盘毁坏率、时间约束等因素；然后设计了带惯性因子的粒子群算法 （PSO with inertia weigh，IPSO） 和带压缩因子的粒子群算法 （PSO with constriction factor，CPSO）；最后通过实验分析验证了模型和算法的有效性. 研究结果表明:较单一的公路运输，采用多式联运网络中的托盘共用调度模型总成本降低了69.1%；与CPSO相比，IPSO得到的调度总成本降低了1.82%；客户的期望满足时间越宽松时，采用多式联运的方式调度托盘越能节约调度成本；多式联运所耗费的转运时间和转运成本直接影响托盘共用调度决策.      

客货共运下机场线列车运行计划与货运分配方案协同优化

机场线具备利用富余能力开展城市货运服务的潜力。针对机场线客货共运问题，基于客货共载和货运专列两种货物运输形式，以考虑仓储、装卸及列车运行成本的货运净收益最大为目标，构建列车运行计划与货运分配方案协同优化模型，综合决策货运专列的编组停站方案、时刻表和货单分配。为快速求解模型，设计一维搜索算法对货运专列开行数量进行寻优。通过允许货运专列编组为0，保证搜索过程目标值单调递增，并利用Gurobi求解给定货运专列开行数量下的子问题。基于某市机场线案例结果表明，在不影响客运服务前提下，本文方法选择性满足货运需求，增加运营收益。相较于站站停模式，优化列车停站方案可增加5.2%的净收益；相较于固定编组模式，灵活编组在不同货运量和时效要求下可增加5%~35%的净收益，且时效要求较高时，灵活编组优势较为明显。     

铁路网最大货运发送量和流量分配综合优化研究

在高速铁路初步成网、既有线运输能力得到不同程度释放的背景下,本文研究了铁路网最大货运发送量和流量分配的综合优化问题.文中以增长后的铁路网货运需求量来描述货运发送量,构建了符合铁路运输车流组织特点的多目标优化模型.模型的目标函数包括货运发送量的最大化和不同货运发送量情形下的流量分配成本最小化.同时考虑了单股货流增长量上限、车流走行具有树形径路特点、非重复径路的数学逻辑表达等约束条件.最后,基于相同算例数据对所构建模型及既有研究文献中的模型进行求解试验,分别得到两种模型下的铁路网最大货物发送量和流量分配方案,通过对比求解结果,验证了本文模型的有效性.     

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.