A fuzzy-stochastic optimization model for the intermodal fleet management problem of an international transportation company

ABSTRACT

In this paper, a fuzzy-stochastic optimization model is developed for an intermodal fleet management system of a large international transportation company. The proposed model integrates various strategic, tactical and operational level decisions simultaneously. Since real-life fleet planning problems may involve different types of uncertainty jointly such as randomness and fuzziness, a hybrid chance-constrained programming and fuzzy interactive resolution-based approach is employed. Therefore, stochastic import/export freight demand and fuzzy transit times, truck/trailer availabilities, the transport capacity of Ro-Ro vessels, bounds on block train services, etc. can also be taken into account concurrently. In addition to minimize overall transportation costs, optimization of total transit times and CO₂ emission values are also incorporated in order to provide sustainable fleet plans by maximizing customer satisfaction and environmental considerations. Computational results show that effective and efficient fleet plans can be produced by making use of the proposed optimization model.     

复合功率分流系统发动机起动H∞鲁棒优化控制

为改善复合功率分流混合动力系统纯电动至混合动力模式切换过程的车辆驾驶平顺性,同时确保在模型不确定和外部干扰条件下切换控制的鲁棒性,本文中提出了一种发动机起动H∞鲁棒控制策略。首先,建立复合功率分流混合动力系统动力学模型,并对纯电动至混合动力模式切换过程进行分析。其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线。然后,考虑到输入轴阻尼参数摄动、驾驶员输入、道路负载、输出端转速的不确定性变化和发动机转速量测噪声的干扰,设计了发动机起动H∞鲁棒控制器。最后,通过离线仿真和台架试验对所提出的控制策略进行验证。结果表明,该策略能有效将冲击度降低至11.52 m/s^3以内,同时对模型不确定性和外部干扰有较强的抑制能力。     

灾后道路抢修和物资配送的整合优化算法

为了在有限的时间内同时获得最佳抢修效益和物资配送方案,提高救灾工作效率,针对灾后道路抢修与救灾物资配送问题,利用时空网络流动技巧,构建了两者相应的时空网络,在考虑两者的相关性后,建立了多目标的灾后道路抢修工程与紧急物资配送混合整数多重网络规划模型,提出了分解启发式求解方法。算例计算结果表明,用CPLEX数学规划软件直接求解,在求解到106.9 h时,才可求得最优解,而分解启发式方法只需31.8 min即可求得最优解,其求解效率大幅提高,求解时间对于实际的救灾工作是可以接受的。     

考虑回路因素的电动汽车最短路问题研究

电动汽车保有量迅速增长,但仍存在里程焦虑、充电设施缺乏等问题,导致驾驶员有时必须绕路才能给电动汽车充电. 基于电动汽车在长途出行过程中绕路充电产生的回路现象,对电动汽车最短路径问题进行深入探索. 对路网进行重构,考虑驾驶员在不同充电速度和排队情况下的充电站选择行为,构造寻求电动汽车最短路径的混合整数规划模型,使用成熟的商业规划软件求解. 为提高大型路网下的模型求解速度,基于动态规划的思想提出一种改进的标签设置算法,高效求解路网中存在回路时的电动汽车最短路径问题. 通过算例验证所提模型和算法的合理性及高效性.     

面向提升旅客出行效率的高速铁路列车停站方案优化

优化长距离高速铁路列车的停站方案,应平衡好提高大站间快车比例与增加中小站列车服务频率之间的关系. 基于减少列车中小站停站次数,增加相邻大站间站站停列车等策略,以旅客的列车停站时间损失和换乘等待时间损失总和最少为目标,建立列车停站方案优化的混合整数规划模型,并设计遗传算法求解. 对京广高铁现状列车停站方案进行优化,优化后的方案与实际方案相比：大站间快车数增加94.4%,增强了高铁竞争力;相邻大站间站站停列车和中小站列车频率至少为1 列/(3 h),提升了旅客换乘出行的便捷性;旅客时间损失减少40.08%,总体出行效率得到较大地提升.     

考虑换船作业的长江干线集装箱船舶调度

考虑换船作业情况,建立以总运输成本最小为目标的非线性规划模型,提出包括船舶选择、挂靠港选择和运输任务指派三方面内容的不定期集装箱船舶调度优化方法;针对模型特点,考虑基因融合及基因修复,设计改进遗传算法对问题进行求解,应用案例获得集装箱船舶调度优化方案;采用多算例方法将考虑换船作业与不考虑换船作业的调度方案进行对比分析. 结果表明,考虑换船作业可以降低运输总成本,减少船公司的投入运力,有效提高投入运力的综合利用率,增强船公司的竞争力,为船公司制定船舶调度方案提供决策参考.     

并联混合动力汽车功率分配最优控制及其动态规划性能指标的研究

研究了并联混合动力汽车功率分配的最优控制方法,应用动态规划方法求解功率分配的最优解,并着重分析了其性能指标。该指标融入了电池(电机)功率和整车需求功率,同时建立了燃油消耗和荷电状态变化量之间的物理关系。仿真结果表明,动态规划方法可以大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性,并且功率损失型性能指标的效果更加显著。     

BIM可视化编程技术在桥梁上的应用——Dynamo初探

近年来,BIM技术在国内有了长足的发展,BIM技术与桥梁工程相结合的应用层出不穷,但Dynamo受限于应用门槛问题,很多桥梁设计师对其了解还不深入.对Dynamo采用的计算式设计和可视化编程语言进行了简单的介绍,并通过对连续梁桥的应用加以说明,并对其应用前景进行了一定的展望.     

第三方物流的逆向物流网络随机规划模型及其算法

以不确定环境下的第三方物流的逆向物流网络设计为背景,提出一个再制造逆向物流网络随机规划模型,不确定性条件包括回收产品的数量、质量以及客户的需求量;针对客户需求的变动,考虑正向物流网络上的配送中心供货以平衡客户的需求,通过将期望值方法和机会约束规划方法相结合,设计了该模型的求解方法,并且通过算例中的数值仿真和对置信水平波动的分析,验证了模型的有效性和稳定性.     

基于路网容量的城市中心商业区停车设施供给研究

本文利用双层规划模型从城市动态变通和静态交通的相互约束关系出发,以城市道路网动态交通容量及服务水平为约束条件,预测城市中心商业区可以容纳的最大停车泊位数量,在双层模型中,上层模型以城市中心商业区的停车泊位数量最大为目标,约束条件是城市道路网路段上动态变通流量不超过相应的容量;下层模型是普通的用户平衡分配问题,用来优化用户出行的路线选择行为。文章的最后,应用该双层模型具体研究了大连市的中心商业区的停车泊位数量。