綜合運輸體系下快捷貨物運輸網絡資源配置優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國社會經濟的發(fā)展以及產業(yè)結構的進一步升級，以高附加值產品、行包、郵件為主的快捷貨物運輸需求總量持續(xù)快速增長，同時對服務水平的要求也不斷提高。近年來，各種運輸方式網絡的不斷完善為構建一個高效的快捷貨物運輸系統(tǒng)奠定了堅實基礎。在綜合運輸體系下，根據各種運輸方式的技術經濟特點，為快捷貨物運輸合理地配置資源，有利于充分發(fā)揮各運輸方式的優(yōu)勢、降低快捷貨物運輸系統(tǒng)的總費用，并最終緩解供需之間的矛盾。
　　 本文研究內容主要包括以下幾個

2、部分：
　　 (1)研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸資源配置問題的內涵，包括快捷貨物運輸供給和需求的特點；國內外快捷貨物運輸業(yè)現狀以及我國快捷貨物運輸業(yè)存在的問題；快捷貨物運輸系統(tǒng)的構成；快捷貨物運輸資源的定義；快捷貨物運輸資源配置的含義、原則和影響因素等。
　　 (2)研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸網絡資源利用評價問題?？紤]了貨物在樞紐停留時間與運輸服務頻率之間的關系，根據不同運輸組織模式下貨物在貨運場站內的中轉作業(yè)

3、過程，構建了基于貨運場站節(jié)點拆分且包含多種運輸方式的快捷貨物運輸服務網絡。在網絡構建的基礎上，基于廣義費用構造了考慮運輸服務水平的快捷貨物運輸網絡資源利用評價模型，并對聯弧費用函數形式對模型的影響進行了分類討論，給出了分段線性費用函數和非線性費用函數條件下快捷貨物運輸服務網絡的構建方式以及優(yōu)化模型的形式。給出了基于七短路和Lingo10.0的求解算法，并改進了經典的Double-sweep算法以提高效率。通過若干算例對模型和算法進行了驗

4、證，結果表明，文中給出的算法能夠獲得模型的全局最優(yōu)解，并可以應用于大規(guī)模問題。
　　 (3)在研究內容(2)的基礎上，研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸網絡資源配置優(yōu)化問題。通過引入備選快捷貨物運輸服務集合，簡化模型形式，以最小化運營總費用(包括運輸費用和中轉作業(yè)費用)以及運輸網絡資源配置費用為目標，構建了快捷貨物運輸網絡資源配置優(yōu)化模型。通過節(jié)點分層與服務區(qū)域劃分，優(yōu)化構建備選運輸服務集合，從而有效縮減求解空間。給出了四種求解策

5、略，分別是變鄰域搜索算法、基于變鄰域搜索的模擬退火算法、基于閉合環(huán)路的鄰域搜索算法、基于k短路和Lingo10.0的算法。通過若干算例對上述模型和算法進行測試，結果表明，四種求解策略各有其適用條件，應根據問題規(guī)模和性質選擇合適的方法。
　　 在以上研究的基礎上，對快捷貨物運輸網絡資源配置優(yōu)化模型進行了拓展，構建了綜合運輸體系下快捷貨物運輸樞紐選址與運輸網絡資源配置綜合優(yōu)化模型，從而把運輸樞紐選址優(yōu)化問題與運輸服務網絡設計優(yōu)化問題

6、結合在一起，并根據模型的性質，給出了一種分階段的啟發(fā)式求解策略。
　　 (4)在研究內容(3)的基礎上，研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸網絡資源配置與運載工具資源配置動態(tài)綜合優(yōu)化問題。通過在快捷貨物運輸資源配置過程中引入時間因素，構造了包含運載工具利用方案的離散動態(tài)運輸服務網絡，以最小化運營總費用(包括運輸費用和中轉作業(yè)費用)、運輸網絡資源配置費用以及運載工具資源配置費用為目標構建了動態(tài)綜合優(yōu)化模型。給出了一種啟發(fā)式的求解策略，

7、將綜合優(yōu)化模型分解為配置網絡資源和配置運載工具資源的兩個子模型，二者之間通過相互反饋，最終達到協同優(yōu)化的目標。通過服務網絡重構的方式，將運輸網絡資源與運載工具資源配置的動態(tài)綜合優(yōu)化模型轉化為一類聯弧能力也作為決策變量、包含整數變量和連續(xù)變量、帶時間窗和聯弧能力限制的網絡設計問題，然后采用基于七短路和優(yōu)化軟件Lingo10.0的算法對之進行求解。文中還給出若干算例對上述算法進行了驗證，結果表明，雖然在快捷貨物運輸網絡資源配置過程中引入時間

8、因素將大大增加網絡規(guī)模，但本文給出的方法能夠在有效時間內得到滿意結果，可以滿足解決實際問題的需要。
　　 (5)在研究內容(3)的基礎上，研究了隨機環(huán)境下快捷貨物運輸網絡資源配置優(yōu)化問題。考慮快捷貨物運輸需求的隨機性，以最小化運營總費用的期望值為目標，構建了帶補償的快捷貨物運輸網絡資源配置兩階段隨機規(guī)劃模型。針對隨機參數分布函數的不同，給出了基于拉格朗日松弛的分解式啟發(fā)式算法、基于七短路和優(yōu)化軟件Lingo10.0的算法、基于樣