基于蚁群算法的冷链物流路径优化研究

在实际生活中,如何选择最优的物流配送路线是物流车辆调度系统中的重要问题之一.针对物流配送路径优化问题,依据冷链物流配送基础理论,考虑成本、货物损失及制冷时长等因素,构建基于多配送中心的最小配送成本模型,建立由运输成本、制冷成本、损坏成本及绿色低碳成本组成的复合目标模型.利用蚁群算法求解,以某类冷链物流企业为例,通过MATLAB软件进行仿真实验,验证模型和算法的科学性及有效性,得出最短运输距离为39.06 km、成本为1437.48元的结论.相对于搜索禁忌算法和遗传算法,蚁群算法在多配送中心冷链物流路径优化方面,能够平均减少1.11 km的运输距离和51.21元成本,更好地解决物流路径优化问题,提高物流服务质量.     

考虑碳税和易腐品的班轮加油策略与航速优化

在碳税机制下,考虑到易腐品特殊性质,航运企业优化班轮航速并制定加油策略是项重要决策.从航运企业角度出发,以实现包括船舶固定成本、加油成本、易腐品腐坏成本、冷藏成本及碳税在内的班轮总运营成本最小为目标,建立起混合整数非线性规划模型.针对模型特点,运用分段线性逼近法对油耗函数及易腐品腐坏函数进行线性化处理并求解.以实际班轮航线为例,依次分析港口燃油价格、到港时间窗和碳税率对航运企业决策的影响.研究结果可为运输易腐品的集装箱班轮公司选择加油港、确定加油量以及优化航速等提供科学依据.     

成渝通道客运市场竞争博弈分析

考虑博弈三要素,包括成渝通道客运市场博弈局中人、竞争策略集、益损值,建立博弈模型。根据市场分担率函数、成本变动函数构建赢得函数,采用非集计模型计算市场占有率,求得市场占有率与策略集的函数关系,研究博弈模型求解思路,并对博弈模型进行简化求解与分析,为通道客运市场的分析提供可靠方法。     

基于不同目标的铁路旅客票价优化

分析了铁路旅客运输市场结构,定义了铁路客票的价格函数.结合旅客出行行为方式选择模型,定义了铁路客运市场的需求函数并分析了铁路旅客运输的可变成本与边际成本.根据定价目标的不同,分别提出以运输企业盈利最大、以乘客需求最大、以社会福利最大的价格优化模型.在给定数据的简单网络上,对不同的定价模型进行数据检算,对比分析了不同定价目标的价格及收益,证实了模型的适用性.     

考虑油耗差异多车型混合车辆接力运输网络优化

提出了考虑耗油差异的多车型混合车辆接力运输网络优化设计,以接力点设置的合理布局和规划为基础,以两地点间的货流量为依据,以油耗差异多车型混合车辆的优化配置为手段,以总租用成本和总耗油量为目标函数,建立多目标线性整数规划模型.模型系统地将总租用成本和总耗油量最小化,总租用成本与租用的车型和租用的数量有关,总耗油量与使用的车辆的数量、车型,以及车辆行走的距离有关.针对此模型,设计了6组实验,结果显示总租用成本和总耗油量这两个目标函数成负相关关系;总租用成本减少7.8%需要增加7.6%总耗油量.通过实际算例验证了模型的实用性.     

考虑碳交易的果蔬品供应链网络优化

基于供应链网络,分析了碳交易政策对果蔬品供应链总成本的影响,构建包括生产成本、运输成本、储存成本、腐败成本和碳交易成本在内的供应链成本函数。以最小化供应链成本和碳排放量为目标,建立多目标整数规划模型;针对总成本最低的均衡优化模型,采用粒子群算法进行求解,并对碳交易价格、车容量、单位耗油量等参数进行敏感性分析;算例验证了供应链网络模型和求解算法的可行性。实验结果显示:增加较少的成本能大幅度降低碳排放量,实现经济和环境的协调发展。     

一种基于Voronoi图的公交站点选址模型研究

基于Voronoi图,以公交系统和公交乘客总出行成本最小为目标建立了一种公交站点的选址模型。首先,分析了公交线路及站点对总出行成本的影响,并对影响因素进行量化,建立了公交乘客出行成本的度量函数;然后,利用Voronoi图对备选站点进行分组,并以此构建选址模型,筛选出满足条件的备选站点作为确定的公交站点;最后,通过实例验证了模型的适用性。研究结果表明：采用图论和数学分析相结合的公交站点选址模型,综合考察了各影响因素对公交选址的影响,简化并方便了公交站点的选址过程。     

一类弹性需求混合均衡交通分配的效率损失

交通网络中不同类型用户的路径选择行为导致混合均衡交通分配。自私用户总是选择最小实际出行成本的路径出行,利他用户选择最小理解出行成本的路径出行。最小理解出行成本是实际出行成本与边际出行成本的线性加权。首先,构建了自私用户和利他用户弹性需求混合均衡交通分配的等价变分不等式模型;然后,假定路段出行成本函数为多项式出行成本函数,并运用非线性规划方法界定了该类混合均衡交通分配的效率损失上界及其与网络参数的关系。研究结果表明,效率损失上界与网络拓扑结构无关,只和路段出行成本函数的最高次以及最小和最大利他系数相关。     

大机捣固养修作业计划多目标决策模型

提出一种以轨道几何状态和养护维修作业成本为子目标函数的大机捣固养护维修作业计划多目标决策模型,其中轨道几何状态最优子目标函数依据轨道高低不平顺恶化模型及恢复模型建立,养护维修作业成本最优子目标函数包括计划性养护费用、固定费用、事后养护费用、舒适性损失费用。采用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,并编写了相应的MATLAB程序,选取一沪昆上行线区段对模型及算法进行了验证分析。结果表明:所提出的大机捣固养护维修作业计划多目标决策模型能够提供多个养护维修维护计划方案,且对于初始高低不平顺较大且轨道结构状态恶化较快的区段优先安排养护维修作业;对于初始高低不平顺较小且轨道结构状态恶化较慢的区段,将其维修安排在年度计划的后期,或者不予安排维修作业。     

轨道交通单线接运电动公交调度优化模型

针对乘客由轨道交通换乘接运电动公交过程中等待时间长、候车成本高等问题,提出一种面向高峰时段乘客换乘情况的轨道交通接运电动公交的时刻表优化方法。通过分析换乘过程,以换乘乘客等候时间成本、换乘失败成本、电动公交使用成本和充电成本共4项成本之和最小为目标函数,以电动公交的发车顺序、换乘乘客的等待意愿、电动公交充放电特性对行驶里程产生的影响等作为约束条件,构建混合整数非线性规划模型。在接运公交的运输需求方面,考虑了除换乘乘客外本地乘客出行需求变化对接运电动公交时刻表的影响。最后提出一种混合人工蜂群算法求解模型,通过与遗传算法、粒子群算法的对比,进行了算法的敏感性分析。结果表明：目标函数总成本为1 355.32元,相比原成本降低了23.56%,其中,换乘乘客等候时间成本为298.17元,换乘失败成本为84.03元,公交公司运营成本为867.40元,电动公交充电成本为105.71元,验证了构建的模型对时刻表优化问题的有效性。     

三峡枢纽碍航经济损失评估方法研究

充分利用机会成本原理,以货物时间价值损失、货物经时损失以及船舶额外营运成本为评价指标,构建船货匹配的经济损失评估模型,为高效航道运输系统建设和区域社会发展评估提供参考。其中,货物时间价值损失测算模型运用科布道格拉斯生产函数思想,考虑长江水文特征、船舶待闸时长及船闸通行能力等因素,构建包含待闸时间敏感系数和船闸饱和度的货物时间价值损失测算公式;货物经时损失测算模型考虑货物品质和货物占用资金的使用效率,利用微分方程,构建分段损失率的货物经时损失测算公式。估算结果显示,当前三峡枢纽碍航造成的经济损失达76亿元,其中集装箱及船舶受损最严重。因此,三峡枢纽管理部门可结合经济损失优化船舶调度计划。     

考虑边境站延误风险的中欧班列运输路径决策

为选择高效安全的中欧班列运输路径、管理运输风险，针对不同类型边境口岸节点延误时间特征，以威布尔分布刻画其延误时间的概率分布，并基于期望损失理论提出一种新的风险价值测算方法。将延误风险价值作为一种运输成本，构建“风险-时间-费用”综合运输成本最小的中欧班列路径效用模型。通过深度优先遍历算法求解从成都到柏林的中欧班列运输不同价值特性货物的路径选择方案。结果表明：高价值货物对延误风险更敏感，货物贬值速率对延误成本影响更小；最优路径的平均风险延误率为0.46，边境节点延误风险较高；单位货物价值为300万元时，最优路径的边境延误成本是运输运费的1.2倍。对沿线边境站点的延误风险监测与应急处理需要引起运输企业和铁路管理部门的重视。     

考虑时间价值的中非多式联运路径与出海港选择

为区分细化不同货类的中非多式联运路径及出海港选择,将货物的时间价值作为一种运输成本。本文定义货物的时间价值成本由资金占用成本和货物价值损失两部分构成,考虑班轮的班期、运输报价及货物的时间价值,综合出海港的选择和到港运输路径、方式,构建路径选择模型,以期为实际的分货类出海港路径选择提供参考。通过深度优先遍历算法,求解长沙-德班算例。结果表明,班轮的班期、运输报价及货物的时间价值都将影响路径选择的结果。在运价调幅方面,对于高价值、高时间敏感度的货物,货主的出海港选择有较强的鲁棒性;对于低价值、低时间敏感度的货物,运费报价的调幅能在可控范围内(1000 USD·TEU-1 )实现货主对多个港口选择的变换,具有相对的灵活性和可控性。     

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.     

关联货运市场中客户决策行为与货流再分配

根据古典决策理论关于货主是理性人的假设,建立了货物的广义流通成本模型、广义采购成本模型、不同运输方式的关联度系数模型及广义采购成本对运价和运输速度的敏感度模型,分析了关联货运市场中客户决策行为与货流再分配的特点及其影响因素。发现不同运输方式运送同一货物会产生不同的广义流通成本,货主根据广义流通成本选择运输方式,关联度系数接近1时,关联市场竞争越激烈,广义采购总成本对运输价格和运输时间的弹性系数分别等于运费和货物在途成本占广义采购总成本的比例,货物时间价值相对稳定,因此,决定货主的运输方式选择和货流分配的力量来自货物本身和运输技术。     

有时间约束的城市配送网络结构研究

城市配送网络结构设置应考虑服务水平和成本两个影响因素。针对有时间限制的货物配送,以城市配送网络总费用最小化为目标,研究不同配送需求下的最优城市配送系统结构,建立非线性混合0—1规划模型。用蚁群算法求解,得出满足时间约束且使系统成本最小的城市配送网络层数和节点设置情况。对城市配送网络的设置进行实例分析,以验证模型和算法的可行性,为城市配送网络的建设、运营和优化提供理论依据。     

公铁联运规模效应和枢纽拥挤效应的联动分析

公铁联运最主要的优势就是采用轴辐式网络结构实现规模经济,降低货物的运输成本,货运量越大,规模效应越明显;另一方面,过多的货物在枢纽集结会造成枢纽拥挤,增加货物在枢纽的停留时间,从而降低了公铁联运的竞争力.本文分别采用与流量相关的分段成本函数和M/M/c的排队模型来描述公铁联运的规模效应和拥挤效应,建立了非线性的整数规划模型,用于综合分析规模效应和枢纽拥挤效应对公铁联运的影响.采用混合禁忌搜索算法求解本文的模型,该算法具有较好的收敛效果.最后,分析了铁路服务固定成本、公路运输成本、货物运到期限和枢纽能力对公铁联运竞争力的影响.     

带时间窗的多行程交换箱甩挂路径优化

针对市区-近郊的同城物流配送系统，为尽可能降低物流运输成本的同时提高客户满意度，研究带时间窗的具有多行程的交换箱甩挂运输问题. 在配送系统中，配送车辆从配送中心出发将货物运往各个客户点，由于道路条件的限制，客户点分为只允许小型卡车配送的限制点客户和卡车或带交换箱拖车的整车都可为其配送的灵活点客户. 在客户时间窗和多行程的约束条件下，建立以成本最小为优化目标的基于交换箱甩挂的路径优化模型，提出装箱算法与遗传算法混合的启发式求解算法. 算例验证了所提出算法的有效性，为带交换箱的甩挂车进行物流配送提供一定的决策指导和参考意见.     

物流园区物流设备选型及数量优化研究

为了给物流园区选择合适型号、配备数量优化的物流设备,采用物元理论建立了货物信息物元和设备信息物元,设计货物与设备匹配的规则,构建了基于模糊匹配的设备选型匹配模型.给出了根据物流量以及设备能力计算物流设备数量的公式.根据物流园区设备类别及相应型号设备的全寿命周期成本最低的思想,建立了物流园区设备数量优化的整数规划模型.实例计算结果发现:物流设备周期成本可以节约1 276万元,证明了采用物元理论建立的货物和物流设备匹配的模型,以及基于物流园区设备的全寿命周期成本最低的数量优化模型的实用性和有效性.