基于可靠性分析的区域灾害应急物流网络设计

为了设计能够最大限度地抵御自然灾害破坏并满足应急物资和抢险救援需求的物流网络,从系统可靠性角度出发,提出了区域路网应急连通可靠性的概念.运用双层规划方法构建了网络设计模型,上层模型为物流运行总时间最小和系统应急连通可靠性最大的双目标规划模型,下层模型为固定需求用户平衡配流模型.将双目标函数转化为单目标函数后求解上层模型,用改进模拟退火优化算法求解整个双层规划模型.结果表明:在相同投资约束下,上层模型中增加系统应急连通可靠性最大的目标函数后,网络最大关键度由821.55降至32.66,物流总代价降低了0.22％,物流运行时间不变.实际网络最优方案的设计应综合考虑物流效率与系统可靠性.     

信号控制模型中利益分配问题的研究

设计了一个平衡约束条件下信号控制与平衡网络设计组合问题的多目标规划模型，然后使用效用函数法将有双目标的上层优化问题转化为一个单目标优化问题．在这种情况下，该模型变成一个标准的双层规划模型。并利用全局优化方法模拟退火算法和惩罚函数法相结合求解．     

基于可信性理论的电网规划方法

电力工业的解除管制和重构使电力规划和运营面临着大量的不确定因素．以经济性和可靠性为规划目标,运用模糊理论描述未来系统负荷、发电机出力、线路建设费用等不确定因素,基于可信性理论建立了电网规划的模糊期望值模型．为求解模糊规划问题,采用了模糊潮流、模糊模拟与遗传算法相结合的方法．利用修改后的IEEE-14节点系统算例验证了方法的有效性,并进一步比较确定性规划和不确定性规划的可扩展性,结果表明考虑不确定因素的规划方案对未来负荷的变化有更强的鲁棒性．     

基于竞争的物流中心选址双层规划模型及算法研究

提出基于竞争的物流中心选址双层规划模型,将物流中心选址涉及到的两个具有明显不同目标的决策者——选址规划者和客户联系起来考虑问题,并将配送中心建成后遇到的竞争问题也纳入其中.该模型立足物流中心上层决策者和下层决策者两方面,权衡决策者和客户的总成本费用,对于研究物流中心在某个较长规划期内的最优选址问题具有重要意义.利用遗传算法对模型进行求解,最后通过实证分析表明建立的模型及算法具有实用价值和指导作用.     

交通信号控制与平衡网络设计组合模型中利益分配问题的研究

由于在交叉口进行信号控制使得系统的总延误增加，所以信号控制的优化目标是使系统的总延误最小，同时要使得增加的延误在用户之间尽可能均衡分配。为解决这一问题，设计了一个平衡约束条件下信号控制与平衡网络设计组合问题的多目标规划模型，然后使用效用函数法将有双目标的上层优化问题转化为一个单目标优化问题。此时，该模型变成一个标准的双层规划模型。并利用全局优化方法模拟退火算法和惩罚函数法相结合求解。     

考虑容量约束的铁路货运竞争性定价策略研究

在铁路传统货运市场营销中,针对定价问题的研究很少考虑铁路货运系统的容量约束,为了将铁路编组站和线路的容量约束与货运价格的制定进行综合优化,引入市场竞争因素,提出了一个以铁路运营企业总利润最大化为上层目标和货主广义费用最小化为下层目标的双层规划模型.在满足约束条件的前提下,该模型能够给出最优的定价策略和运量分配方案,使得铁路运营企业的总利润最大化.为了降低模型求解难度,运用原始—对偶方法将双层规划模型转化成单层整数线性规划模型,给出了精确的求解算法.通过算例验证了该模型在我国铁路货运定价中的可行性.     

基于双层规划的动态腹地二级港口物流网络优化

以港口为节点的区域物流与其所在地区的区域经济相互影响、协调发展. 本文研究了二级港口物流网络问题,即港口之间的海上航线系统以及各个港口与其经济腹地之间的集疏运系统的二级网络. 在动态腹地条件下,构建以区域港口群总运输成本为上层优化目标,以个体港口的经济效益为下层目标的双层规划模型. 模型反映了港口竞争力、腹地划分以及运力配备的动态性,因此更接近港口实际. 为有效求解模型,利用Kuhn-Tucker理论将双层规划问题转化成单层规划模型,并且应用算例对模型和算法的有效性进行验证,最后通过Matlab对模型进行了求解. 数值结果表明,双层规划模型及求解方法具有可行性.     

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以港口为节点的区域物流与其所在地区的区域经济相互影响、协调发展. 本文研究了二级港口物流网络问题,即港口之间的海上航线系统以及各个港口与其经济腹地之间的集疏运系统的二级网络. 在动态腹地条件下,构建以区域港口群总运输成本为上层优化目标,以个体港口的经济效益为下层目标的双层规划模型. 模型反映了港口竞争力、腹地划分以及运力配备的动态性,因此更接近港口实际. 为有效求解模型,利用Kuhn-Tucker理论将双层规划问题转化成单层规划模型,并且应用算例对模型和算法的有效性进行验证,最后通过Matlab对模型进行了求解. 数值结果表明,双层规划模型及求解方法具有可行性.     

基于信息熵的城市公交网络模糊评价

利用模糊数学知识对城市公共交通网络系统进行了综合评价。在综合考虑城市公交系统诸多因素的基础上,建立了城市公交网络的评价体系,然后,利用多指标模糊综合评价原理,在确定评价等级的基础上,建立了基于信息熵的城市公交网络的多层次评价模型,该模型将城市公交线网的多层次评价转化为单层评价,比较简明准确地反映出公交线网发展现状。用它对银川市现有公交线网进行了综合评价,结果表明该法科学合理、简单易行．     

带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型

通过对彩色电视、电冰箱、空调、洗衣机、电脑、手机6种电子废弃物的逆向物流网络结构的选择,建立了带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型.利用容差法将模糊约束条件清晰化,把模糊规划模型转化为确定型的线性规划模型,利用WinQSB软件对模型求解.结合广西的交通运输发展状况,参照其他地区电子废弃物回收处理成本,计算了不同置信...     

需求不确定条件下应急物资调度优化研究

当灾害发生后,高效地进行应急物资的调度,对减少人员伤亡和减轻财产损失具有重要的作用。首先在模型中考虑惩罚成本和应急配送成本,建立在需求不确定性条件下应急物资的调度模型;采用两个稳定性参数将现有模型转化为稳定性模型,然后利用启发式算法对模型进行求解。最后通过算例证明算法和模型的有效性。该研究为应急管理部门提供了决策支持:如果要控制风险,当扰动变大时,则需要增加资金投入,以得到应急物资调度方案的稳定性。     

应急服务设施选址优化研究

从提高应急服务水平的角度出发,构建应急服务设施选址优化模型.所建立的模型以最大化应急服务设施覆盖总权重和最小化投资建设费用为目标.先采用定性方法找到候选点,然后在规划设施点数目、土地投资费用及服务能力限制下,使用定量方法建立多目标0-1整数规划模型,并使用线性加权和法将多目标问题转化为单目标问题进行求解.使用MATLAB中的BINTPROG函数与遗传算法两种方法对模型进行求解.以泗洪县消防站的选址规划为例,通过两种方法求解结果的对比验证了遗传算法的合理性,并确定准确的消防选址点.研究结果表明采用所提出的优化模型与求解算法能够得到准确的选址点,进而提高应急服务水平.     

最小费用最大流算法在路径规划中的应用

针对一类动态路径规划问题，先利用最短路算法将其简化，把动态的路径规划问题转化为静态的路径规划问题，然后建立非线性规划模型，再利用最小费用最大流算法进行求解，得到了比较精确的结果，找到了一种解决传统算法一般难以求解复杂动态规划问题的方法。     

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研究了考虑可持续发展的混合型交通网络设计问题的优化模型和算法. 利用双层规划模型描述问题,其中上层模型是以方案总投资费用和汽车废气排放量最小化为优化目标,并受占用土地规模和路段负荷度的约束,下层模型为确定型的交通网络平衡配流模型. 使用路段等级决策变量将问题离散化,并基于模拟退火算法和基于路径的梯度投影算法进行模型求解. 算例计算表明,优化后的交通网络不仅拥堵状况得到显著缓解,而且路网内汽车废气排放量下降幅度也非常明显. 这都证明本文所提出的双层规划模型和求解算法是一种研究可持续发展环境下交通网络设计问题的有效方法.     

考虑电网支撑能力的储换一体站容量优化配置

电动汽车换电站同时作为储能电站，既可实现经济获利，又兼顾电网支撑，但目前缺乏这种储换一体站的容量配置研究.为此，本文首先分析储换一体站工作模式及电价时段，构建一体站的运行模型；然后，基于用户出行模拟，建立电动汽车换电需求预测模型；接着，建立考虑全寿命周期收益和电网支撑能力的储换一体站容量双层规划模型，外层规划以全寿命周期总收益为目标，实现储换一体站的容量规划，内层规划以对电网支撑能力为目标，实现电池组充放电行为优化，内层获得最优充放电功率并返回外层，实现储换一体站容量最优配置；最后，在IEEE33节点系统上验证规划模型的有效性，为储换一体站建设提供理论支撑.研究结果表明：与其他储换一体站模式相比，储换一体站投资收益率提高1.51%～2.26%；基于双层规划的容量优化配置方法，在保证一体站经济性的同时，能够对支撑电网电压，使电压日方差降低20%；随着参与换电的电动汽车数量增加，一体站的经济性进一步提高.     

连续交通网络设计的全局双层多项式优化模型

提出了一种面向典型连续交通网络设计问题的全局双层多项式优化模型,其函数均为多项式,且下层问题为凸问题;上层问题旨在优化网络性能,下层问题用来刻画确定性用户均衡(DUE)交通流模式;利用Fritz John条件和乘子代替下层规划,将提出的双层多项式优化模型转换为等价单层优化问题,并利用矩半定规划(MSDP)方法得到其全局最优解;利用矩矩阵的秩作为保证全局最优性的充分条件,并估计全局最优解的个数;给出了最优道路收费问题的数值算例,用提出的双层多项式优化模型描述了算例中的最优道路收费问题,并通过Wardrop用户均衡约束调整现有路段上的交通流量,使总通行费收益最大化。研究结果表明:该简单算例的最大收益为13.5元,同时可以得到该算例的矩矩阵的秩为1,从而证明了该结果的全局最优性,提出的方法克服了均衡约束数学规划(MPEC)法和值函数法等现有求解双层优化问题的经典算法由于连续交通网络设计固有的非凸性,只能找到局部最优的问题;提出的全局双层多项式优化模型与算法为典型连续交通网络设计提供了更好的探索工具。      

应急物资保障系统模糊多目标LARP 研究

为了将应急物资快速有效地配送至灾区,从供应链的角度构建一个包含应急 物资供应点、集散点、配送中心及受灾点四层结构的应急物资保障系统. 在考虑需求不确 定性的基础上建立一个双层优化模型. 上层模型以最晚运达时间最小、配送总成本最小 及车辆载重利用率最大为目标,决策灾区应急物资配送中心的选址及车辆路径安排;下 层模型以运输总成本最小为目标,决策应急物资集散点的选址及应急物资的分配. 设计 一种自适应遗传算法求解上层模型,运用GAMS 软件求解下层模型. 以“4· 20”四川芦山 地震应急物资保障为背景构建算例,验证模型和算法的可行性和有效性.     

基于停车场限制的物流中心选址模型及算法

针对停车场限制的物流中心选址问题,建立了双层规划模型．上层规划以物流中心费用最小来确定物流中心的位置,下层规划建立了配送／采购车辆与城市道路交通组合分配模型,最后,采用遗传模拟退火算法对模型进行求解．     

市场经济条件下铁路旅客票价及速度效益分析

在分析旅客票价和运营速度对客流量的影响的时候,用均衡配流原理对最主要的三种运输方式穴铁路、公路、航空雪进行分析。考虑客运企业希望效益最大化与旅客希望出行费用最低,引进双层规划模型来进行分析,客运企业与旅客这对矛盾体相互作用的结果是存在一个平衡点,同时满足双层规划模型中的上下层目标,这个平衡点就是双层规划问题的最优解。这样就为制定合理的票价策略和最优列车速度方案提供了一种定量分析的方法。     

集装箱海铁联运补贴优化研究

补贴是一种被政府广泛采用且能够有效促进海铁联运发展的措施。本文研究包括3种运输方式和两个起运港的集装箱运输系统中的海铁联运协同补贴优化问题。首先,构建双层规划模型描述政府与托运人之间的博弈关系,上层模型从政府角度出发,以海铁联运运量最大为目标,确定海铁联运班列单个重箱补贴金额;下层模型基于熵最大化理论,构建能力约束型巢式Logit模型描述托运人对起运港和运输方式的选择行为。其次,通过Karush-Kuhn-Tucker条件将双层模型转化为单层模型,并利用松弛迭代算法求解。结果表明：补贴会促进海铁联运运量的增长,其增量主要来自公海联运转移的货运量,少部分来自水水联运转移;相比于不协同补贴,协同补贴不仅显著降低单箱补贴金额,还能提高海铁联运运量;货物时间价值对补贴效果产生影响,补贴具有中等时间价值货物的托运人将会获得最佳结果。