考虑财政补贴的电动公交车队置换优化模型

为解决公交车队置换问题,分析财政补贴政策对公交车队电动化的影响,本文考虑财政补贴、温室气体排放水平等因素,以公交车队生命周期成本最小为优化目标,建立公交车队置换的混合整数规划模型,使用CPLEX软件求解模型,获得最优精确解。以2017年北京市19路公交车队为算例进行计算,得出最优的车辆购置方案、充电桩购置方案、车辆淘汰方案,最优方案的生命周期成本为21289.7万元,温室气体排放量为2488.4 吨二氧化碳当量。针对财政补贴、最终电动公交比例、温室气体排放水平等参数进行敏感性分析。分析结果表明：财政补贴从成本及碳排放角度对公交电动化有正面促进作用,但延缓了公交电动化的进程;短期内混合动力公交成本优势明显,长期来看,电动公交具有可观的减排潜力。     

考虑碳排放政策的港航企业减排策略研究

考虑政府采取碳税或碳排放权交易机制两种碳排放政策，基于供应链视角，构建港口与航运企业减排博弈模型，系统分析港航企业减排策略选择和政府碳排放政策选择问题。结果表明：当航运企业减排成本小于港口协助减排成本时，港航企业选择分散决策减排力度最优；反之，选择集中决策减排力度最优。在集中决策情形下，港航供应链减排力度与航运企业减排成本和港口协助减排成本成反比，和市场容量成正比；在分散决策情形下，港口协助减排成本不会影响港航供应链减排力度。在碳定价较低时，港航企业选择分散决策定价最优，选择集中决策利润最优；在碳定价较高时，则相反。无论政府采取何种碳排放政策，港航企业选择集中决策并且政府对港口减排进行补贴，会使港航供应链整体利润与减排力度同时达到最优。在未来碳定价大幅提升的情况下，政府采取碳排放权交易机制推动港航企业减排效果更好。     

考虑碳排放的两阶段选址-路径问题及其算法

为减少物流车辆的碳排放，基于以排放因子为主要参数的碳排放计算方法，建立以碳排放最小化为目标的两阶段选址-路线问题（2E-LRP）模型，并设计了一种可用于快速求解大规模问题的两阶段混合算法（TSHA）.算法第一阶段将2E-LRP转化成不考虑车辆路径的两阶段设施选址问题，调用Cplex直接求解得到配送中心选址和客户分配方案；在此基础上，算法第二阶段中，物流园区到被选用的配送中心以及配送中心到所分配客户的车辆路径问题被进一步转化成若干个独立的VRP (vehicle routing problem)问题，再运用改进的蚁群算法进行求解；最后，对Prodhon标准算例集中全部6个最大规模的算例进行测试.研究结果表明：与TSHA具有相同算法思想的TSHA-Ⅱ算法能够在求解质量下降2.3%的情况下将计算时长大大缩短至25 s左右；TSHA算法在求解考虑碳排放的2E-LRP算例时表现非常稳定，可以作为一种求解考虑碳排放2E-LRP的有效算法.     

混合交通网络充电站选址模型

电动汽车充电站的合理布局对减少里程焦虑,提高出行舒适度及电动汽车的普及起到了关键作用。本文针对电动汽车充电站建立了基于随机用户均衡的双目标双层规划选址模型。上层模型考虑政府的目标,为系统最优模型,以最小化系统旅行时间和温室气体排放为目标,采用NSGA-II算法求解;下层模型考虑用户的目标,为随机用户均衡模型,考虑带里程约束的多车型混合交通网络分配问题,采用MSA算法求解。最后的算例结果表明电动汽车渗透率、交通组成模式、财政预算水平对充电站最佳选址有较大影响,论证了该模型和算法的有效性以及在实践中的可行性。     

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.     

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上，以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数，建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法，计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%；改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重，求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%；通过分析最优解的特点，将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合，算法的求解 质量提高了4.05%；通过补贴模式对比实验发现，在合理规划周期内，货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下，可有效提升平台利润，提高车辆利用率。     

考虑物流服务水平的物流配送规划多目标模型

为了提高顾客对物流服务的满意度,以最小化物流系统总费用和最大化物流服务水平为优化目标,考虑配送中心现有货物周转能力和产品配送时间对物流服务水平的影响,构建了三级供应链模式下物流配送规划的多目标优化模型.针对多目标优化问题不存在单一最优解的特点,利用预先设定的偏好区域和随机生成的权向量构造了适应度函数,提出了基于偏好的多目标进化算法求解模型.算例结果表明:通过求解多目标优化模型,得到10组非劣解,即10种物流配送方案均处于决策者的主观偏好范围内;各方案的物流系统总费用与服务水平成反比关系.      

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。     

基于城乡一体化的公交线网优化模型研究

在基于若干假设的前提下,用数学寻优法建立城乡公交线网优化模型,其上层规划以最小化公交车运行时耗为目标,下层规划以最小化乘客步行距离为目标,最后采用遗传算法来求解算例。结果表明,合理设置公交站点能优化公交线网。     

考虑生态足迹和可持续的公共交通最优补贴策略

以票价补贴、运营补贴和生态足迹成本为策略,基于可持续发展理念构建了财 政预算约束下公共交通的最优补贴模型.上层模型是在有限的财政预算、运输容量及生态 足迹限制下,获得最优的票价补贴、运营补贴及消化运输活动产生的生态足迹成本,实现 社会效用最大化;下层模型采用Logit 模型和用户均衡分配模型获得公交及小汽车的出 行方式和路网流量,实现出行成本最小化.为了验证模型的实用性,构建了简单路网进行 算例分析.结果显示：增加公共交通乘客的票价补贴,会吸引更多乘客使用公共交通,其效 果优于增加公交企业的运营补贴;考虑生态足迹约束下,实施82%的票价补贴和8%的运 营补贴其效用值最优.     

常态化疫情防控背景下物资运输路径优化

为降低疫情防控对物资运输的影响,首先,在综合考虑不同客户类型、服务时间窗与多车型服务车队等因素的前提下,以最小化由物流供应商运输、防疫和违背时间窗惩罚组成的综合运输成本为目标,建立考虑常态化疫情防控的物资运输路径优化模型。然后,设计结合部分匹配交叉与精英保留策略的遗传算法对模型进行求解。最后,分别应用LINGO软件与遗传算法求解具有不同规模与分布的多组Solomon算例,并通过调整输入参数对模型进行敏感度分析。结果表明：所建模型可以在考虑常态化疫情防控因素的前提下,有效优化物资运输路径;所设计的遗传算法具有良好的求解速度与精度;敏感性分析揭示出防疫成本与网络内部系统配车数存在负相关性,决策者可根据实际需求权衡。     

城市交通车辆模糊路径的柔性选择策略

基于有限理性的思想,通过引入决策者主观偏好的概念,阐述了给定时间约束下车辆模糊路径的柔性选择策略;建立了该问题的模糊机会规划模型,并给出了一种启发式算法.以最小化剩余旅行距离为目标,用随机模拟方法探讨了决策者主观偏好值P＊对最终目标的影响.结果表明,约束时间一定时,在特定的路网中,存在最优的P＊值.     

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。     

考虑用户偏好的共享汽车混合运营模式优化

针对共享汽车运营商的油车和电车混合车队调度问题，本文将自由流动式和站点借还式两种运营模式相结合，提出考虑用户用车类型偏好的共享汽车系统优化模型。模型为油车和电车车队分别设置了自由流动式和站点借还式的运营模式，并进行运营范围决策、站点选址和车辆调度优化；运营商优先满足用户的用车类型偏好选择，对无法满足偏好的用户进行补贴。根据优化模型基本特征，设计基于梯度的启发式求解方法，对大规模非线性混合整数规划模型进行求解；针对案例区域，比较有无补贴的混合车队模式和单一车队模式的优化结果。结果表明：相比无补贴模式，有补贴模式能够鼓励偏好燃油汽车的用户更多地使用电动汽车，需求满足率从73.4%提高到78.2%，运营商利润提高了46.4%；相比单一类型车队，混合车队能够吸引更多用户使用共享汽车，用户需求数提高了40.6%。     

双层规划模型下的机场航线网络优化设计

为解决传统航线网络设计将航空公司视为唯一决策者而忽略其它网络设计参与者对于航线网络设计方案的影响，基于机场视角建立上层模型以最大化机场旅客吞吐量为目标和下层模型以各航空公司航线网络设计总成本最小化为目标的双层规划模型。在上层模型中，要求在机场市场运营补贴限额下提供给下层航空公司若干市场补贴方案，并基于下层航空公司提供的市场运输方案，开展基于TOPSIS综合评价的运输方案选择；在下层模型中，要求若干个非严格多分配枢纽网络型航空公司提供给上层机场各市场运营补贴方案的运输方案。实例计算结果表明，与传统航线网络设计模型相比，双层规划模型得出的方案使机场旅客吞吐量明显提高，且设计出的补贴O-D对运输路线更加符合实际要求。     

考虑排放控制区的绿色多式联运路径和速度优化

针对考虑排放控制区的绿色公海多式联运路径和速度优化问题，本文首先构建不同碳排放政策下多目标混合整数非线性规划模型，并根据问题特性将其转化为等价的线性模型；其次，为有效求解模型，提出融合问题特性的改进自适应遗传算法，根据问题特点设计多层编解码机制和自适应遗传进化策略；最后，以我国某公海多式联运系统为例，验证所提模型和算法的有效性，并针对不同时间窗和低硫燃油价格进行敏感性分析。实验结果表明：与传统遗传算法和商业求解器Lingo相比，改进自适应遗传算法能获得更满意的方案，分别减少了5.2%和3.7%的多式联运总成本；强制碳排放政策下，排放限额的变化一般不会改变经营人的路线选择，只会影响经营人是否进行运输活动；碳税政策下，碳税价格上涨对多式联运总成本影响很小；碳交易政策下，不同排放限额的多式联运方案可能一致；货物准备时间延后和截止时间提前会增加运输成本，船舶在排放控制区内外使用不同航速能够带来明显的经济效益。     

城市道路中排放收费对合乘的影响

为研究城市道路中排放收费对合乘的影响,建立了双层规划模型.下层规划描 述了出行者的出行方式选择及路径选择;上层规划以社会福利最大化为目标.设计了启发 式求解算法并通过一个算例得到了路段最优收费费率、交通需求、社会福利、出行费用和 排放量.算例结果表明,排放收费可提高社会福利,促进更多的出行者选择合乘,而合乘不 会抑制交通需求;合乘成本对合乘的影响有限;排放权重系数越大,社会福利越高,系统 效率也会提高;燃油效率越高对系统不一定越有利,应根据实际的路网结构进行建模分 析,制定最优费率.     

铁路网络列车运行调整的优化模型 及其分支定价算法

研究了铁路网络中列车可变更运行线路下的列车运行调整问题,目标是使得所有 列车偏离终到时间之和最小化.首先引入流平衡约束建立基于列车到发时刻的网络流模型,采 用商业软件GUROBI求解.同时构建了基于列车时空路径的整数规划模型,并给出了分支定 价算法,采用伪费用分支和最佳优先搜索策略加快算法的收敛.最后设计算例进行验证,通过 与GUROBI对比说明本文算法是有效的.当列车数为20 列时,求解时间减少91.6%,得到的最 终可行解距离最优解的间隔为9.72%.验证了本文分支策略较最为分数分支策略更优,列车运 行调整可变更线路相比于只能按原始线路行驶平均可降低目标函数值37.4%.     

考虑速度限制的连续交通网络设计问题

本文提出了一个考虑车速限制的双目标连续交通网络设计问题,旨在通过合理的路段拓展与限速策略提高网络交通运行效率和减少交通系统的环境污染.构建了一个双目标双层规划模型来描述提出的交通网络设计问题.其中,上层问题从交通管理者的角度出发,以系统总阻抗与总投资额之和最小及网络总的车辆尾气排放最小为目标,制定最优的网络设计方案和不同时段最优的限速方案;下层问题基于用户平衡准则,描述不同时段出行者的路径选择行为.设计了基于非支配排序的遗传算法对提出的双层规划模型进行求解,并采用数值算例验证了提出的模型与算法的有效性.     

最优发电企业数量与规模的二层规划模型

建立一个二层规划模型来研究企业数量与企业规模的关系.上层决策者(社会管制者)以社会平均成本最小化和社会平均效益最大化为目标选择发电企业的数量使得社会资源得到良好的配置,而下层决策者(发电企业)选择规模使其利润最大化.根据模型的结果分析了社会管制者对社会平均成本最小化和社会平均利润最大化的不同偏好对结果的影响.