基于碳排放量对城市道路车辆路径规划研究

为满足城市内多区域发展需求,提高车辆配送效率,降低碳排放量,实现低碳绿色出行.通过考虑碳排放环境下对多配送中心车辆路径规划问题(VRP)的影响研究,基于化学反应优化算法(CRO)对模型进行仿真求解,确定最优路径.首先,以碳排放量成本、惩罚成本等总成本最小为目标建立模型;其次,利用化学反应算法进行对比仿真求解,并对优化前后路径进行对比分析.以乌鲁木齐市社区蔬菜直销点的配送中心为例开展研究,结果表明:当原始路径距离为57.82 km时,优化后的路径可增加至60.3 km,优化后的路径距离虽然有所增加,但碳排放成本在一定程度上却有所减少,当碳排放成本为0.1万元/kg时,碳排放成本减少4.65万元,若碳排放成本增加至0.3元/kg,则碳排放成本的减少可达15.75万元,成本节约更加明显,具有一定的实用性与有效性.     

考虑碳排放的区域港口群轴辐式运输网络优化

以绿色物流为理念,结合基于轴辐特征的区域港口运输系统和港口到腹地的集疏运系统,考虑网络成本与碳排放的影响因素,建立了包括运输成本和时间惩罚成本的最小物流成本模型及最小碳排放量模型,通过对区域港口群运输网络中运量和运力的合理配置来进行网络优化;引入模糊规划法,将双目标问题转化为单目标规划,运用CPLEX进行求解,结合算例,在模糊隶属度权重分别为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9时,对模型进行应用分析;最后在绿色偏好下,针对不同船型、车型,分析了15种速度组合情形对结果带来的影响。研究结果表明:在综合考虑运输成本、时间成本、碳排放量时,不同隶属度下直达运输量均多于中转运输量,船舶、车辆偏向低油耗类型,随着绿色度提升,速度偏向低速行驶,不同隶属度下最佳的船速车速组合可以由模型计算得出。     

基于港口环境效益的岸电与泊位联合分配优化研究

船舶在港口靠泊期间利用岸电来满足船舶的用电需求,是减少船舶辅机排放的有效措施。以港口供应链整体利益最优为目标,提出了一种兼顾岸电使用成本和环境效益的岸电分配与泊位分配协同优化方案,从而减少岸电系统的使用成本,减少碳排放提高环境效益。基于连续泊位状态分析,在港口提供不同功率情况下,采用多目标遗传优化算法对模型进行求解,确定满足岸电使用成本最小和港口环境效益最大的相对较优解集。最后考虑两种碳税收状况下的排放成本确定最优方案,将优化方案与基础方案进行比较证明模型的有效性,证实模型在靠泊时间和岸电使用不同偏好下具有较好的适用性。     

集装箱船舶支线运输航线优化算法

以枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量为基础,分析了轴-辐式网络运输模式。以船舶最小总航行时间为目标函数,建立了混合整数规划支线集装箱运输模型。通过设计巡回路线方法实现杂交和变异,更新了解的构成,运用遗传算法求解模型。计算结果表明:当船舶容量为150 TEU时,在160次迭代后,总航行时间为708.6 h,航线数量为8条;当船舶容量分别为100、150 TEU时,在150次迭代后,总航行时间为714.6 h,航线数量为9条;对枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量进行方差分析,F检验统计量的概率值均明显小于0.05;对支线船舶容量和运营成本进行敏感性分析,增大船舶容量能够减小航线数量和运行时间,但增大了运营成本,增大枢纽港船舶限制时间能够减小航线数量;考虑航行时间和运营成本,当船舶容量为150 TEU时最合理。     

油轮船队规划的动态规划模型研究

在一定假设的基础上,以采用购买新船和租船采扩大船队规模的我国油运公司远洋船队为研究对象,以规划期内成本最小为优化目标建立动态规划模型．通过模型的末解得出最优的发展蓑略,即每年购买船舶、租用船舶的具体策略;然后给出一个算例,通过求解得出了规划期内船队发展的最优策略;最后对模型进行了评价。     

基于自适应大规模邻域搜索算法的多等级引航员排班问题

引航服务不仅是保障船舶和港口安全的必要手段,也直接影响船舶进出泊位的效率。本文聚焦引航服务日常运作管理中面临的引航员调度排班问题,考虑引航员等级、服务时间窗、航道宽度等现实因素,以服务延迟成本、引航员出工成本、引航员交通成本、单次服务成本和当日未服务惩罚成本的总加权成本最小为目标构建了一个混合整数规划模型。结合问题特征,本文选择采用自适应大邻域搜索算法对模型进行求解,并针对模型特点设计多种破坏算子和修复算子进一步提高算法的运行速度与精度。最后,本文通过一系列数值试验验证了算法的高效性和准确性,并通过参数进行敏感性分析给出相应的管理启示,为港口企业运营决策提供参考和建议,从而提高引航服务水平。     

低碳背景下的多式联运路径规划

低碳运输一直是世界各国关注的焦点,多式联运作为一种主要的运输组织形式,国内外的文献中却少有关于多式联运碳排放研究的文章.本文提出了运输总成本最小和运输碳排放总量最小的多目标0-1规划模型,构建运输总成本时不仅考虑了运输弧段上的运输成本、运输节点的换装成本、铁路车站及水运码头的存储成本还考虑了运输弧段与代理商的匹配关系.运输碳排放量则由运输过程碳排放和换装过程的碳排放构成.采用改进的带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对模型进行求解,算法能有效保存优秀个体和降低计算的复杂度.最后通过算例验证了模型和算法有效性.     

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考虑到航速变化对航线配船决策所产生的非线性影响,推导了船舶航速与船舶往返航次时间、航次成本及航线配船数之间的数学关系式,把船舶航速作为决策变量引入传统的航线配船模型中,并且把船队的二氧化碳排放量作为优化目标之一,建立船队利润最大与碳排放量最小两个目标最优的双目标航线配船模型.针对模型非线性和混合整数解的特点,采用LINGO11.0优化平台,自编程序,应用分支定界算法,进行仿真算例研究.结果表明,该模型可以同时决策航线配船和船舶航速,其优化结果更符合实际情况,同时更有利于运力的有效利用,船舶燃油消耗的节省和碳排放的减少.     

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。     

长江干线危险品运输应急资源优化调度研究

长江干线危险品运输过程中船舶发生突发事故时,危防应急资源的调度是否合理是提高救援效率的前提,也是完成应急救援的重要环节。以危防应急资源运输量时间成本和经济成本为目标函数,在应急救援时间限制内建立基于最小综合成本的多目标规划模型,并运用Lingo软件对模型进行求解,最后通过算例验证模型的有效性和可行性,解决在时间限制条件下危防应急资源调度的问题,并进行通用性分析,为长江干线的危防应急提供参考。     

高速公路拥堵碳排放计算模型研究

对于高速公路运营阶段,在出行高峰时段由于通行量较大或事故、恶劣天气等意外原因,容易发生交通拥堵,造成不必要的燃油消耗,导致碳排放量增加。文章在理论分析的基础上,对交通拥堵的碳排放效益进行研究,建立了交通拥堵碳排放计算模型,并通过现场调研和分析计算等方法对模型参数进行了确定,为高速公路拥堵时的碳排放计算提供了理论依据。     

考虑碳排放的多式联运货运枢纽选址

为进行多式联运货运枢纽的合理选址,在考虑碳排放的前提下,引入运营收入、建成成本、运输成本、中转成本、碳排放等价成本,以利润最大化为目标建立货运枢纽选址模型。提出基于P-中值模型思想的求解算法,结合具体算例进行求解,分析各因素单独变化时对运输总收入的影响,结果与实际相符。该研究能促进多式联运降低成本、提高效益,并为货运枢纽规划选址提供参考。     

基于航速调整的班轮燃油补给优化

燃油成本在班轮运营总成本中占有很大比重,燃油补给是影响航运公司班轮运营成本和效益的一项重要决策.基于航速调整策略,以班轮运营总成本最小化为目标,建立燃油补给混合整数非线性规划模型,运用分段线性逼近法对燃油消耗函数进行线性化处理,并设计了求解算法步骤.实例分析验证了模型和求解方法的有效性.结果表明,在航运市场需求低迷的情况下,船舶更适宜采取较低的航速,采取灵活的加油港策略或放宽船舶到港时间窗限制,能更为有效地降低燃油成本.     

战略装车点多点选址模型及算法

根据战略装车点选址问题的特殊性,在考虑政策性指导原则的基础上,以客户需求和货源基础为出发点,将代表客户利益的运送成本、决策方建设成本和可变成本及表征可挖潜能力的货源覆盖量货币折算值共同纳入目标体系,构建了战略装车点多点选址混合0-1变量非线性规划模型．基于铁路运输组织,考虑物流节点选址问题一般约束的同时兼顾战略装车点覆盖货源量、车流整列配发及线路通过能力约束对目标优化的影响．通过对模型特性的分析,提出一种启发式算法对模型进行求解．最后,结合数值算例验证模型的有效性和实用性．     

排放控制区下集装箱班轮航线路径规划与航速调度集成决策

针对排放控制区和“限硫令”实施下，控制区内外燃油价格的巨大差异，对船舶进出港射角 选择、航段航速优化，挂港顺序确定的影响，综合考虑船舶进出港射角与控制区内外航距组合的 关联关系，控制区内外航距、航速在燃油价格差异下的悖反关系，船舶耗油费用和耗时费用的平 衡关系，港口间船舶运行费用组合与航线挂港次序的作用关系，以及这些关系相互影响，相互作 用，相互耦合对船舶运营成本的影响，提出集装箱班轮航线路径规划与航速调度集成决策问题。 以航次运营成本最小为目标，运用斜边非限定变异三角函数几何方法和混合整数非线性规划建 模方法，构建该问题的两阶段集成决策模型，并利用遗传算法对结果进行优化。最后，通过案例 对比与趋势分析，验证了模型的实用性和优越性。     

多区域通勤定制公交线路规划模型及求解算法

“定制公交”作为一种基于需求响应的公交服务模式,被认为能够有效吸引城市居民转向公共交通出行.通勤类型作为定制公交服务中的一种重要形式,其线路设计问题具有现实意义.首先,本文在已有理论的基础上,构建了多区域运营模式的通勤定制公交线路规划模型,该模型以最小化乘客出行成本、车辆运营成本为优化目标.其次,为求解模型,设计了一个两阶段启发式算法以获得多目标优化模型的Pareto解.最后,通过几组算例对模型进行了验证.结果表明,本文所提出的方法可根据优化目标提供多种线路方案集,丰富了定制公交的运营模式,为定制公交的线路规划提供了依据.     

内支线配船与船舶调度优化

为平衡航运企业内支线营运成本和客户服务水平,研究内支线不定期船舶的配置和调度问题。考虑枢纽港船舶的限制时间和支线船舶容量等现实约束,兼顾各支线港在计划期内不同时段的货运需求,构建了以内支线营运成本和甩货成本之和最小为目标的内支线配船与调度优化模型。结合问题的特征,设计了和声退火混合算法,对模型进行求解。通过案例分析不仅验证了模型和算法的有效性,还给出了枢纽港船舶的限制时间和单位甩货成本的灵敏度分析。     

考虑容量限制的多公交车型运行计划优化模型

车容量限制是公交运行计划编制的重要约束.以单条公交线为研究对象,综合考虑了不同公交车型的技术经济性能、车容量大小、车辆数限制和客流需求的时变特征等因素,建立同步优化公交车型和时刻表的规划模型,以确定线路的发车时刻表和选择车型的最优组合.建立了以公交企业运营成本和公交乘客出行成本最小为目标,带有0-1决策变量的非线性整数规划模型,针对该模型多目标函数的求解特点,采用枚举法求解每辆车的发车时刻,应用遗传算法求解车型选择的序列.最后以北京市某公交线为案例进行分析,优化后的发车时刻表和车型配置方案具有较好的运营效果.算例结果表明,采用多车型方案较传统的单一车型方案更具经济性,乘客的出行成本可减少13.9%,企业的运营成本可减少3.5%.     

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集装箱调运成本占承运人运营成本的20%以上.对集装箱进行合理调度,有利于提高运输效率、降低运输成本,充分发挥集装箱物流的优势.本文在考虑重箱运输需求不确定性、航运企业因空箱不足及调度不周所导致机会损失的基础上,建立了多式联运下以运输系统总收益最大为目标函数的集装箱重空箱联合调度随机规划模型,并设计动态规划与遗传算法相结合的组合算法对模型进行求解,实现计划期内的最优动态调度.通过仿真实验分析,揭示了弃货成本、租箱成本、不确定性重箱运输需求分布情况对集装箱调运策略的影响机制.     

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为寻求一定运输需求和运营条件下,航线上最优的集装箱班轮运输发船间隔及相关决策量,使资金极为密集的航运业运行更优,以一定营运期内航线上班轮运营利润为目标,以船舶载重能力、各类箱型箱位数和港口装卸效率为约束建立班轮运营经济模型.根据班轮航线各港间各类箱型箱量的关系,详细研究运营系统中船舶资本成本、营运成本,以及包括燃料费、装卸费、靠泊费、港口使用费、船员津贴的航次变动成本的解析式,提出调和平均方法的港口综合装卸效率,以及各航段保留一定燃油量、交货时实现利润的条件下盈利航速的解,兼顾实现班轮各航段船天利润和运营总利润两方面最优.结合隐函数求导和函数极值方法求出模型决策变量的最优解,并以实例说明模型的有效性.