带时间窗的多式联运路径优化模型及算法研究

多式联运是我国现代交通运输体系的重要组成部分,其中运输方式和运输路径的选择直接影响到托运人和承运人的利益。根据多式联运相关的概念与网络构建方法,考虑了运输费用、时间价值成本,引入时间窗约束,以总成本最小为主要目标建立多式联运路径优化模型,并根据时间窗要求建立了惩罚机制。根据模型特点,设计了基于floyd的K短路-GA混合算法,求解得到总成本最少的联运方案。最后将该混合算法和传统遗传算法同时应用于多式联运算例求解,分析对比,验证了混合算法的有效性。     

高铁参与下考虑时间窗的生鲜品多式联运路径选择

针对生鲜品小批量、高时效的运输需求,提出将高铁作为一种运输方式参与到生鲜品多式联运中.考虑中间节点混合时间窗以及目的地收货软时间窗约束,以运输成本、中转成本、时间惩罚成本、蓄冷成本和质量损耗成本构成的总成本最小为目标,构建多式联运路径选择与运输方式组合模型.以"哈尔滨-昆明"区间多式联运为例进行算例分析,采用混合田口遗传算法求解,算例结果表明:考虑节点时间窗时选择"高铁+公路"路径运输组合方式更优;节点时间窗的存在虽然会在一定程度上造成时间价值成本的增加,但具有较强的现实合理性,说明模型能够有效地为生鲜品快速多式联运提供实用性的路径参考.     

多式联运运输方式选择的模型和算法

在对多式联运运输方式选择问题分析的基础上,运用图论技术构建基于多种运输方式的运输网络.综合考虑了运输成本、运输时效性和运输风险,建立了基于综合运输成本最小和运输风险最小的多目标综合优化模型.通过主要目标法,将模型进行转化.设计了基于克隆增扩的人工免疫算法对问题进行求解.最后通过算例验证了模型和算法的有效性.     

多式联运网络中的托盘共用调度方法

为解决多式联运网络中的托盘共用调度决策难题,采用非线性规划、混合整数规划和改进粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）等方法优化了托盘共用系统,研究了在管理者可以选择水路、公路和铁路3种运输模式运输托盘时,管理者应采取的调度方法. 首先分析了多式联运网络中的托盘共用调度流程;其次构建了多式联运网络中的托盘共用调度混合整数非线性规划模型,模型中考虑了转运时间、转运成本、作业批量、托盘毁坏率、时间约束等因素;然后设计了带惯性因子的粒子群算法 （PSO with inertia weigh,IPSO） 和带压缩因子的粒子群算法 （PSO with constriction factor,CPSO）;最后通过实验分析验证了模型和算法的有效性. 研究结果表明:较单一的公路运输,采用多式联运网络中的托盘共用调度模型总成本降低了69.1%;与CPSO相比,IPSO得到的调度总成本降低了1.82%;客户的期望满足时间越宽松时,采用多式联运的方式调度托盘越能节约调度成本;多式联运所耗费的转运时间和转运成本直接影响托盘共用调度决策.      

不确定环境下多式联运路径多目标优化

针对不确定环境下的多式联运网络,考虑转运成本、时间及运输方式班期等影响因素,构建运输总成本最小和运输总时间最小的双目标优化模型.通过蒙特卡洛方法处理网络中的不确定性,设计结合非支配排序的多目标蚁群算法求解Pareto解.为解决基本蚁群算法收敛过慢、过早收敛带来的求解质量低等问题,在状态转移策略中加入方向启发因子,在信息素更新策略引入"最大-最小蚂蚁系统",从而提高解的质量.最后通过算例检验改进蚁群算法的优化效率,并为决策人提供5个充分满足其对不同目标要求的决策路径.     

不确定环境下多式联运路径多目标优化

针对不确定环境下的多式联运网络,考虑转运成本、时间及运输方式班期等影响因素,构建运输总成本最小和运输总时间最小的双目标优化模型.通过蒙特卡洛方法处理网络中的不确定性,设计结合非支配排序的多目标蚁群算法求解Pareto解.为解决基本蚁群算法收敛过慢、过早收敛带来的求解质量低等问题,在状态转移策略中加入方向启发因子,在信息素更新策略引入"最大-最小蚂蚁系统",从而提高解的质量.最后通过算例检验改进蚁群算法的优化效率,并为决策人提供5个充分满足其对不同目标要求的决策路径.     

基于组合算法的易腐货物多式联运路径优化

为解决易腐货物多式联运路径优化问题,考虑时间窗约束,建立一种总成本最低的易腐货物多式联运路径优化模型.因遗传算法全局搜索能力强,禁忌搜索算法依赖初始解与领域结构的特点,设计了遗传-禁忌搜索组合算法,来求解最佳运输方式下的低成本最优路径.为验证多式联运的优势,特举实例将多式联运与单一运输方式进行对比;实例可知,组合算法有...     

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。     

考虑多因素的中欧集装箱货物运输方案研究

中欧贸易日趋频繁,物流需求多样,为设计各类货物的最佳运输方案,站在联运经营人角度,综合考虑运输时间、运输成本、运输安全、气体排放和货物时间价值等因素,以运输总成本最小、时间成本最小和事故成本最小为目标,建立多目标0-1规划模型.设计基于遗传算法和Dijkstra寻优法的混合算法得到Pareto最优解,并对苏州至伦敦的四类货物运输方案进行实例研究.研究表明:该模型可行,算法有效,可为联运经营人提供科学决策的工具.     

冷链物流多式联运路径选择优化研究

为降低冷链食品（CCF）在运输过程中的总成本,提高客户满意度,采用多式联运对冷链食品进行物流配送。先基于多式联运网络、总成本最小化和客户满意度最大化,构建路径选择模型;再采用改进粒子群优化算法（IPSO）对模型进行求解;最后,利用实际案例进行模型验证和敏感性分析。研究结果表明：与公路单式联运相比,多式联运的运输成本降低了13.4%,总成本降低了2.4%,时间满意度提高了3.3%,总满意度提高了0.6%。通过提升铁路运输速度,可有效地降低运输总成本,提高客户满意度。     

考虑铁路折扣的集装箱公路与多式联运博弈定价

针对考虑铁路运输规模折扣的集装箱公路直运与经陆港公铁联运的均衡定价问题,选用包含经济成本、时间成本和碳排放成本的集装箱公路直运与公-铁联运广义费用函数,构建上层以承运人利润最大化,下层以托运人广义费用最小化为目标的双层规划模型,结合算例采用基于灵敏度的启发式算法求解,并对托运人效用敏感权重系数进行敏感度分析,验证模型有效性。研究发现：公路和多式联运的价格博弈会促使双方运价下降;铁路运输规模折扣可以使多式联运通过降低运价提高货运分担率和利润,减少广义运输费用和碳排放;20%的铁路运输折扣可以使多式联运分担率从 29.44%增长至 45.37%,利润增加 14.20%,使所有集装箱运输广义费用下降 2.71%,碳排放减少16.70%;铁路直达海港可以使经陆港多式联运的货物分担率上升13.82%,利润上升33.27%,使所有集装箱运输广义费用下降4.24%,碳排放减少14.16%;托运人运输服务偏好会影响陆港的定价策略。     

考虑碳排放的混合轴辐式多式联运网络枢纽扩增选址-路径问题

针对现有多式联运网络枢纽饱和度高、枢纽到城市直达运输成本高且效率低等不足,提出采用混合轴辐式多式联运网络研究扩增枢纽选址,同时优化运输线路;基于允许枢纽间转运和需求城市间巡回运输的运输网络,考虑低碳因素构建了最小化总运输成本、二级枢纽开放建设成本、枢纽处转运成本和总碳排放成本的数学模型,将问题分解为选址-分配与路径优化2个阶段,并针对两阶段特点分别采用0-1编码和数字编码设计了两阶段遗传算法;针对现有实际案例采用设计的算法进行求解,并将求得的最优运输方案与现实方案进行对比。研究结果表明:采用提出的算法进行10次运行获得的最优解与其平均值的差值百分比仅为4.7%,且平均求解时间仅为90.6 s;优化后网络扩增了2个枢纽,弃用了1个不合理枢纽,网络转运能力提高了11.3%,枢纽的平均饱和度降低了15.7%,不同枢纽的饱和度比原网络更均衡,不仅缓解了饱和枢纽的压力,还提高了空闲枢纽的周转率,从而提高了转运效率;优化后运输方案对应的总成本、运输成本、中转成本和碳排放成本分别降低了68.41%、68.14%、56.55%和86.76%,且碳排放减少最为突出。由此可见,提出的模型和算法对扩张轴辐式网络选址和混合轴辐式多式联运网络运输方案的组合优化具有较好的性能。      

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在集装箱多式联运系统中,内陆运输方式和路径的选择,对集装箱门到门运输过程的运输效果产生很大的影响.为更合理地组织多式联运,本文在充分考虑集装箱内陆运输路径因素的同时,研究集装箱多式联运在运输方式转换过程中节点作业随机特征对运输方式和路径选择的影响.以总成本最小为目标,建立带有时间约束的混合整数规划模型,通过图形变换,将问题转化为节点作业带有随机特征和运输时间约束的最短路模型.通过实例验证并对结果进行分析,求得的路径在成本和时间方面较合理,具有可操作性,可以成为多式联运路径选择的决策参考.     

基于衔接组合的集装箱多式联运服务分段采购优化

为解决集装箱多式联运服务分段采购中的运输费用和运输时间优化难题,从多 式联运经营人的视角出发,提出了集装箱多式联运总费用最小化和总运输时间最小化的 双层优化目标.基于运输路径选择和时、空、量的衔接组合,结合托运人运单、集装箱多式 联运组织形式、集装箱交接地点、运输路段及方式、运输时间、运费率等要素约束,建立了 集装箱多式联运服务分段采购优化模型.运用自然约束语言设计搜索算法程序并求解.数 值实验分析结果表明,该模型及搜索算法不仅易于实施求解,而且应用效果良好,达到了 集装箱多式联运一体化无缝运输的目的.     

混合不确定条件下绿色多式联运路径优化

主要研究了当运输时间、中转时间、客户需求和中转集拼货运量四重混合不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题，运用随机优化理论，以运输成本、碳排放成本和时间惩罚成本为目标，建立混合不确定条件下绿色多式联运路径优化模型.通过对各子目标函数权重进行赋值，得出考虑不同成本因素的多式联运路径优化方案.探讨时间、需求和网络服务能力对多式联运路径优化结果的灵敏度分析，发现各成本随时间变动而变化的规律和边际运输成本最小时的服务时间；当货运量形成规模效应后可降低边际运输成本；不同网络服务规模的运输路径优化结果，以及满足客户不确定需求的最小网络配置.     

混合不确定条件下绿色多式联运路径优化

主要研究了当运输时间、中转时间、客户需求和中转集拼货运量四重混合不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题,运用随机优化理论,以运输成本、碳排放成本和时间惩罚成本为目标,建立混合不确定条件下绿色多式联运路径优化模型.通过对各子目标函数权重进行赋值,得出考虑不同成本因素的多式联运路径优化方案.探讨时间、需求和网络服务能力对多式联运路径优化结果的灵敏度分析,发现各成本随时间变动而变化的规律和边际运输成本最小时的服务时间;当货运量形成规模效应后可降低边际运输成本;不同网络服务规模的运输路径优化结果,以及满足客户不确定需求的最小网络配置.     

铁路集装箱旅客化运输系统开行方案研究

针对铁路集装箱旅客化运输系统开行方案编制问题,采用基于备选集的优化方法,同时结合货物运输组织特点,规定了箱流物理径路和运输方案的唯一性.在考虑箱流守恒、箱流换乘、箱流运到期限,以及列车开行频率等约束的基础上,以运输企业成本最小化为目标,建立了整数线性规划模型,并设计模拟退火求解算法.最后,构建运输网络进行案例分析,验证了模型和算法的有效性.研究结果表明,与现有货物运输系统相比,新型集装箱系统充分发挥了网络运输的优势,在列车开行频率、货物送达速度和运到期限方面表现更加优异,但同时牺牲了部分列车“上座率”.     

区域交通运输业碳排放效率影响因素研究

交通运输业已成为我国二氧化碳排放的重要部门,在发展交通运输业的同时 应努力降低其碳排放量.本文定义了交通运输碳排放效率,建立了交通运输碳排放效率 影响因素解模型,其影响因素分为技术进步和结构调整两类.以吉林省为案例进行实证 分析,研究结果表明,技术进步因素是影响交通运输碳排放效率增长的主要原因,结构 调整因素抑制了交通运输碳排放效率的增加.各种运输方式中,公路运输促进了总碳排 放效率的增加,铁路运输促进了总碳排放效率的降低,其他运输方式对总碳排放效率的 影响相对较小.     

考虑碳排放的快捷货运方式选择模型

以“低碳运输”为背景,综合考虑单位碳排放总量的约束,以及单位运费的不确定性,对快捷货运方式的选择展开研究.首先,以快捷货运总成本最小为优化目标,以时间和单位货物碳排放总量为约束条件,通过引入三角模糊数,建立快捷货运方式协同优化模型.然后利用Matlab的Yalmip工具箱进行模型求解,并以兰州到北京为背景设计算例.最后,通过调整单位碳排放总量及时间约束,对比分析该约束对快捷货运方式选择及总成本的影响.研究结果表明,在满足运到时限的前提下,合理的选择运输方式对于碳排放的控制具有重要意义.     

“一带一路”的多式联运服务体系研究 ——“交通7+1论坛”第四十四次会议纪实

“十三五”期间是加快推进综合交通运输行业转型升级,推进现代物流业“降本 增效”,统筹多种运输方式协同融合发展,全面提升综合运输服务能力水平的关键时期. “一带一路”国家战略为多式联运发展带来新的机遇,物流大通道加快建设、铁路货改不 断深化、各类扶持政策密集出台.如何积极服务并融入于中央“一带一路”战略,实现综合 运输通道和枢纽节点的集约化运输组织,提升多式联运服务水平,成为行业内外普遍关 注的课题.本次论坛重点围绕多式联运体系进行研究,在“一带一路”基础设施互联互通的 基础上,开展中欧班列国际运输与多式联运集疏运体系的有效衔接,促进各种运输方式 和不同运输组织形式间高效转换,分享西部节点物流园多式联运发展的最新成果与资 讯,商讨解决多式联运领域的重点难题,提升多式联运服务水平.