配送中心选址与车辆路径一体优化模型与算法

在配送系统中,配送中心选址问题与在此基础上的车辆路径问题相互影响.为了反映两者之间的相互关系,建立了配送系统优化的双层规划模型.模型上层为配送中心选址问题,下层为车辆路径优化问题.由上层模型给出初始配送中心选址方案;在此基础上由下层模型进行配送车辆路径优化;然后计算上层模型中的供应商到配送中心的运输费用,从而得到上层模型的目标函数;再对上层模型方案进行调整.设计了基于遗传算法与粒子群算法的求解方法.算例分析表明,与两者分别优化相比,双层规划模型可以降低配送系统的总成本,提高配送系统的整体效率.     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。      

基于改进粒子群算法的工程项目综合优化

为解决现有粒子群优化算法进化过程中"早熟"的问题,提出了一种改进的粒子群优化算法HSPSO.算法采用多子群分层策略,以提高收敛速度和优化精度.为求解工程项目的综合优化问题,建立了工期-成本-质量的数学优化模型和多目标优化模型.通过实例对标准粒子群优化算法(SPSO)和差分进化(DE)算法进行了比较,并采用HSPSO算法进行多目标优化.最后,用枚举法验证了模型的合理性和算法的有效性.与已有研究相比,HSPSO算法能在种群规模较小(20个粒子)的情况下,快速找到满意的解(平均迭代次数不超过20次).     

基于粒子群优化算法下的灰色系统船闸货运量预测

采用灰色系统理论,建立了基于GM(1,1)的船闸货运量预测模型.模型参数计算分别采用粒子群优化算法和最小二乘法,两者进行对比发现,预测误差相当,但是粒子群优化算法可以避免繁琐的矩阵运算而优于最小二乘法.应用基于粒子群优化算法的灰色系统模型进行了船闸货运量的预测.     

角接触球轴承的罚函数粒子群算法优化设计

为了提高角接触球轴承的性能,以双列角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷最大为优化目标建立了双列角接触球轴承结构的多目标优化模型.针对普通粒子群算法易于陷入局部最优的缺陷和不能有效解决带约束条件的优化问题,基于标准粒子群算法,在目标函数中加入惩罚项,将带约束条件的优化问题转变成无约束优化问题.最后以3210角接触球轴承为算例,通过提出的罚函数粒子群算法对其进行了优化设计,经优化后,轴承动、静载荷额定值各自提高了66.46％和70.60％.结果表明,采用罚函数粒子群算法能较好的提高角接触球轴承的性能.     

铁路应急服务设施双阶段组合选址模型研究

在对具有区间性质的铁路应急需求点分析的基础上,针对铁路应急服务设施备选点未知且需建数目给定的选址问题,对传统单阶段选址模型进行改进,提出了综合考虑应急服务公平性及响应时效性的双阶段组合选址模型,并结合实例,验证了模型及算法的有效性.针对备选点未知且需建数目给定情况下的铁路应急服务设施双阶段组合选址问题所得的选址方案,应急服务半径降低了21.7%,应急服务水平差异性减少了 35.8%,提高了整个系统的应急服务水平.本文提出的双阶段组合选址模型既适用于局部范围的应急服务设施选址也适用于全国范围的铁路应急服务设施选址,适用于备选点未知且给定建设数目的应急设施选址也适用于存在多个备选方案多目标布局优化的应急设施选址问题.     

考虑速遣费和滞期费的不定期船航速优化研究

航运合约中的速遣费和滞期费对不定期船港口选择有重要影响.针对不定期船舶航速优化和港口选择问题,建立货主存在违约概率情况下不定期船港口选择停靠和航速优化模型,并考虑滞期费和速遣费对船公司利润的影响,使用改进型粒子群算法--两阶段粒子群算法进行求解模型.通过算例分析,将改进型粒子群算法与传统粒子群算法对比,发现改进型粒子群算法无论在收敛速度还是计算结果方面都优于传统粒子群算法.最后通过灵敏度分析发现,船公司利润在一定范围内会随着违约率、滞期费和港口装卸效率的上升而上升.     

敷设聚脲的吸声模型改进粒子群算法优化

为了提高敷薄吸声层的水下小目标的隐身性能,以敷设聚脲的多层结构为基本吸声模型,推导了模型的反射系数计算公式.针对材料优化的应用需求,将粒子群算法的局部算法和全局算法相结合,改进粒子群算法的优化策略,得到了动态混合粒子群算法,提高了收敛能力和搜索精度.利用该算法对多层吸声模型的材料参数进行寻优,结果表明:当吸声材料杨氏模量近似为频率的分段线性函数时,其吸声性能最优.在此基础上,建立了提高模型吸声性能的理论方法,并进行了实例验证,结果表明,该方法可使模型吸声性能在140～500 kHz范围内达到-10dB以上.     

置换流水车间调度粒子群算法与参数设置分析

针对置换流水车间调度问题,在介绍了基于粒子位置次序的粒子群算法二维编码方法之后,采用惯性权重线性递减粒子群算法对置换流水车间调度问题进行了优化.在此基础上,对粒子群算法的相关参数设置问题展开分析,主要针对惯性权重的取值、粒子群种群数量、粒子位置和速度的初始化以及粒子位置和速度的限制范围等几个方面展开实验研究.粒子群算法的参数设置分析将有助于提高求解置换流水车间调度问题的粒子群算法优化效率和优化性能.     

基于边需求的抢修分队选址问题

为解决机动作战背景下抢修分队的合理选址问题,提高战场装备抢修的时效性,基于不确定决策理论中的拉普拉斯准则以及网络上任意一点均有可能发生任务需求的假设,以整个机动交通网的覆盖率最大为目标,构建了一种新的双重覆盖标准选址模型;设计了边需求下的覆盖率计算方法,采用分区域聚类的方法构造初始解,用改进的遗传禁忌算法精确求解,并加入启发式策略,避免搜索过程中产生大量不可行解.结果表明,所提出的算法计算量小,在不增加网络维度的情况下,解决了边需求选址模型的精度问题.     

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。     

考虑随机需求和时间约束LIRP联合协同优化

针对多节点多层次多功能的供应链管理中整体效益亟待提高的问题，结合某连锁超市的单一供应商、多分销中心、多零售店所构成二级分销网络，建立以系统总成本和供货时间为目标的多目标选址-库存-路径问题（location-inventory-routing?problem，LIRP）集成规划模型. 利用线性加权法将其转化为单目标规划模型，提出遗传算法和节约里程法相结合的两阶段启发式算法并求解模型，第1阶段用遗传算法求解选址-库存问题，第2阶段用节约里程算法求解车辆路径规划问题. 并结合某连锁超市实例，对不同总成本权重下的不同决策方案的分销网络进行LIRP集成优化，优化后的系统方案比原文献的总里程减少了3 606.9 km，系统总成本减小了6 526.2 元，缺货成本降低了124.6 元，只有19.7元，验证了模型和算法的有效性.      

震后恢复期物资配送中的多周期选址-联运问题

震后恢复期的物资配送是一项复杂的系统工程,针对震后恢复期两级救援物资 配送系统中的多品种物资、多运输方式、多周期决策等特征,提出了一个以系统总费用最 小为目标的混合整数线性规划模型,用以解决震后恢复期救援物流系统中的选址-联运 问题.针对该模型的特点,设计了一种结合启发式规则的分周期、分阶段解码的混合遗传 算法. 以“5.12”汶川大地震恢复期救援物资保障过程构建算例,对该模型和算法进行了实 例验证. 结果表明,该算法具有较好的性能,可以有效解决震后恢复期物资配送中的多周 期选址-联运问题.     

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.     

我国城市轨道交通故障车停车线布局设置的模型与算法

故障车停车线的布局设置对城市轨道交通线路工程的造价和建成后的运营均有重要影响. 本文从建设和运营两方面对城市轨道交通故障车停车线的布局设置方案的优化进行了研究,介绍了城市轨道交通中故障车停车线设置研究的现状,从城市轨道交通系统运营角度分析了故障车处理及救援的基本流程;参考地铁设计规范及运营要求,建立了以考虑故障救援效果和工程造价二者为优化目标的故障线布局设置多目标0-1规划模型;并结合模型实际背景设计了隐枚举求解方法;运用某条城市轨道交通线路的设计数据对模型和求解算法进行了验证. 结果表明,该方法能够快速、合理地得出故障车停车线的布局设置方案.     

集装箱码头混合交叉作业集成调度模型

针对集装箱码头进出口作业系统中泊位分配、装卸作业、水平搬运等诸多环节之间的关系,分析了现有进出口作业系统对集装箱码头生产效率与运营成本的影响。运用系统工程优化理论,提出混合交叉作业集成调度方法与同步优化技术,以泊位分配、设备配置、集装箱卡车(集卡)行驶路径为决策变量,以集装箱码头最小运营成本为目标函数,建立了三阶段集成调度优化模型,设计了双层遗传求解算法。在双层遗传算法中,上层遗传算法用于搜索集装箱码头设施设备的合理配置组合,下层遗传算法在上层算法的基础上优化集卡行驶路径。计算结果表明:与独立装卸作业过程相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡数量为22veh,减小了66.2%,集卡行驶总距离为10 389.8km,减小了17.4%;与单独调度方式相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡行驶总距离减小了14.5%,码头运营总成本为84 266.2元,降低了4.6%。可见,使用集装箱码头混合交叉作业集成调度模型,能有效提高集装箱码头生产效率,明显降低运营成本。     

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.     

模拟退火算法在配送中心选址中的应用

物流配送中心是现代物流系统的枢纽,而配送中心选址的确定是物流系统分析的核心内容,合理的配送中心选址可以降低企业的运营成本。根据配送中心地址问题的特点和要求,并结合实例验证,有关采用模拟退火算法解决选址模型的尝试,具有一定的有效性。     

海空协同的远海岛礁战储物资供给优化模型与算法

针对远海岛礁战储物资的战时供给问题，利用海空协同运输的优势，以系统总时间最短、 物资保障成本最低为目标，构建两阶段优化模型(2E-MLRP)，并利用解的结构特征改进拥挤度比较算子和精英保留策略，形成有针对性的改进遗传算法。算例分析结果表明：利用本文所建模型及算法求解得到的最优方案符合“性价比”的要求；相对于全海运模型，海空协同的系统总时间降低53.15%，而成本增幅仅为22.27%，且第一批物资送达时间也减少2.95 d。算法对比结果显示： 改进后算法得到的SP指标值与MSP指标值均优于传统遗传算法，可知改进后算法求得的Pareto 解集具有更好的分布性。本文运输方案与其他方案相比，成本大幅降低，运送时长增幅较小，可保证运输装备的高效利用，且单个航线内待补给岛数量合理，可满足战储物资运送的要求，为战时远海岛礁战储物资供给方案的制定提供参考。     

混合模式下的多车型交叉甩挂调度优化

多车型是甩挂运输发展的新趋势,载重大的牵引车拖带不超过吨位限制的多 种挂车称之为交叉甩挂.为分析多车型交叉甩挂的优势和客户点分布规律的影响,本文建 立了轴辐式与网络型相结合的混合模式下的多车型交叉甩挂调度模型,针对该模型的特 点设计了混合模拟退火算法进行求解,并将其与其他3 种牵引车-挂车匹配策略进行对 比,验证了模型和算法的有效性,同时体现了多车型交叉甩挂在成本节约方面较之于其 他3 种甩挂匹配策略的优势.最后运用4 种策略求解改进的Solomon 经典算例,分析了客 户点分布对目标函数的影响,可为甩挂运输车辆调度提供决策支持.