綜合運輸體系下快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進一步升級，以高附加值產(chǎn)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(wù)水平的要求也不斷提高。近年來，各種運輸方式網(wǎng)絡(luò)的不斷完善為構(gòu)建一個高效的快捷貨物運輸系統(tǒng)奠定了堅實基礎(chǔ)。在綜合運輸體系下，根據(jù)各種運輸方式的技術(shù)經(jīng)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(nèi)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(nèi)涵，包括快捷貨物運輸供給和需求的特點；國內(nèi)外快捷貨物運輸業(yè)現(xiàn)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(gòu)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(wǎng)絡(luò)資源利用評價問題?？紤]了貨物在樞紐停留時間與運輸服務(wù)頻率之間的關(guān)系，根據(jù)不同運輸組織模式下貨物在貨運場站內(nèi)的中轉(zhuǎn)作業(yè)

3、過程，構(gòu)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(wù)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，基于廣義費用構(gòu)造了考慮運輸服務(wù)水平的快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源利用評價模型，并對聯(lián)弧費用函數(shù)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(shù)和非線性費用函數(shù)條件下快捷貨物運輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)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(jīng)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(jié)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(yīng)用于大規(guī)模問題。
　　 (3)在研究內(nèi)容(2)的基礎(chǔ)上，研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置優(yōu)化問題。通過引入備選快捷貨物運輸服務(wù)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(zhuǎn)作業(yè)費用)以及運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置費用為目標，構(gòu)建了快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置優(yōu)化模型。通過節(jié)點分層與服務(wù)區(qū)域劃分，優(yōu)化構(gòu)建備選運輸服務(wù)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(jié)果表明，四種求解策略各有其適用條件，應(yīng)根據(jù)問題規(guī)模和性質(zhì)選擇合適的方法。
　　 在以上研究的基礎(chǔ)上，對快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置優(yōu)化模型進行了拓展，構(gòu)建了綜合運輸體系下快捷貨物運輸樞紐選址與運輸網(wǎng)絡(luò)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(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)化問題

6、結(jié)合在一起，并根據(jù)模型的性質(zhì)，給出了一種分階段的啟發(fā)式求解策略。
　　 (4)在研究內(nèi)容(3)的基礎(chǔ)上，研究了綜合運輸體系下快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)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(gòu)造了包含運載工具利用方案的離散動態(tài)運輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以最小化運營總費用(包括運輸費用和中轉(zhuǎn)作業(yè)費用)、運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置費用以及運載工具資源配置費用為目標構(gòu)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(wǎng)絡(luò)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(xié)同優(yōu)化的目標。通過服務(wù)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的方式，將運輸網(wǎng)絡(luò)資源與運載工具資源配置的動態(tài)綜合優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為一類聯(lián)弧能力也作為決策變量、包含整數(shù)變量和連續(xù)變量、帶時間窗和聯(lián)弧能力限制的網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jié)果表明，雖然在快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置過程中引入時間

8、因素將大大增加網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，但本文給出的方法能夠在有效時間內(nèi)得到滿意結(jié)果，可以滿足解決實際問題的需要。
　　 (5)在研究內(nèi)容(3)的基礎(chǔ)上，研究了隨機環(huán)境下快捷貨物運輸網(wǎng)絡(luò)資源配置優(yōu)化問題?？紤]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(gòu)建了帶補償?shù)目旖葚浳镞\輸網(wǎng)絡(luò)資源配置兩階段隨機規(guī)劃模型。針對隨機參數(shù)分布函數(shù)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