考虑不确定货流及其影响的轴辐式网络随机规划模型

轴辐式网络通过节点之间的相互协作产生运输规模效应,从而降低物流成本.轴辐式网络节点之间货流的不确定性,使得对节点能力的确定具有风险,并影响节点对网络的贡献的分析.首先,考虑货流不确定性的特点,运用随机规划方法确定辐节点的吞吐能力,为了确定轴辐式网络的结构和枢纽节点的吞吐能力,在辐节点吞吐能力的基础上建立轴辐式网络设计的混合整数随机规划模型.然后,从节点流量规模、节点资源利用率、支线与干线对流平衡等角度对节点划分等级,建立多属性效用函数评估节点对网络贡献,并提出节点贡献率评价指标.最后,基于节点贡献率,分析了网络运营中存在的问题,探讨了网络调整策略,并通过算例验证了调整策略对提高网络资源利用率的有效性.     

非线性规模经济效应下枢纽选址的遗传算法

在轴辐式网络中枢纽间干线运输成本相对于运量而言具有非线性的规模经济效应,在轴辐式网络单分配模型的基础上,改变传统研究中将规模经济效应处理为折扣系数常量的方法,建立基于可变规模经济效应的非线性模型,应用遗传算法进行求解。通过算例,对基本模型和考虑规模经济效应的非线性模型进行求解,得出枢纽点的选择及非枢纽点的分配方案,进而对两方案进行比较。研究结果得出:非线性规模经济效应对枢纽点选择和分配会产生影响,并能减少成本。此外,遗传算法是基于群体的一种仿生算法,能有效解决大规模的轴辐式网络枢纽选址问题。     

基于枢纽集散和干线对流平衡的二级轴辐式零担物流网络设计

针对零担物流网络设计中容易出现网络资源非均衡利用问题,分析了零担物流轴辐式网络中枢纽集散和干线对流平衡的重要性,建立基于枢纽集散和干线对流平衡的二级轴辐式物流网络混合整数规划模型.通过算例表明,考虑枢纽集散和干线对流平衡时,随着平衡程度的不断提高,枢纽集散和干线对流平衡综合度均可达到将近90%,表明综合考虑枢纽集散和干线对流的零担物流网络能够实现网络资源的均衡利用.     

考虑枢纽能力选择与均衡利用的轴辐式网络设计

文章针对轴辐式网络中带能力选择的枢纽点选址与均衡利用问题,考虑枢纽处理货物流的最大中转能力,不同等级枢纽容量具有不同建设成本,将枢纽点的建设费用转换为与容量等级相关的函数进行计算,并且引入枢纽利用率的限制区间以均衡枢纽运作负荷。以最小化总成本为目标,分别采用线性与体现规模效应的非线性建设成本函数,建立基于传统枢纽选址的混合整数规划模型。算例研究表明,枢纽点能力等级的选择和均衡性策略对轴辐式物流网络的运作存在系统性影响。     

大规模零担物流轴辐式网络决策优化

经济的发展和公路运输的畅通,使零担物流得到迅猛发展.本文针对大规模零担物流网络优化问题,构建了基于双层规划的大规模零担物流轴辐式网络模型,并基于进化博弈和多目标优化思想,设计分层遗传算法来求解模型,最后以算例进行模型及算法验证,得出大规模零担物流网络的枢纽选址、流量分配等决策.灵敏度分析表明节点间流量、单位运输成本等参数会对零担物流网络产生不同程度的影响,增量优化表明当货流量变化时,对建设成本权重较小的情景,决策者宜优先采取改变枢纽点数量来满足需求,而权重系数较大时则应当考虑改变原有枢纽点能级来应对变化.     

考虑网络韧性的三级轴辐式物流网络模型及算法研究

为了实现城市物流运作的集约化，并尽可能降低因突发事件导致的物流供需中断，以物流节点定位和通道布局为落脚点，研究了三级轴辐式物流网络的多目标规划。考虑轴辐式网络的结构约束、多级节点间的连通关系限制，以多级轴辐点选址、轴辐点间的连通关系及强度为决策变量，以网络建设成本最小和网络韧性度最大为目标函数，构建三级轴辐式物流网络模型。结合模型的特点设计了具有双层结构的遗传算法，其中外层为三段编码结构的小生境Pareto遗传算法，用于求解多目标规划，内层为0-1编码的遗传算法，用于求解网络韧性度。以某区域14个节点城市作为案例，验证模型及算法的有效性，并将优化结果与两类传统的单目标物流网络进行了比较。研究结果表明：双层遗传算法能够有效求解三级轴辐式物流网络规划模型；选取案例计算得到的Pareto最优解参与比较分析，优化结果与传统三级轴辐式物流网络相比，网络韧性度提高了6倍，但网络建设成本也随之增加；与单纯以韧性度最大化为优化目标的物流网络相比，网络建设成本降低了7倍，网络韧性度也随之降低。可见提出的双目标三级轴辐式物流网络模型实现了网络建设成本和网络韧性度间的均衡，对于追求具备一定抗毁性能的轴辐式物流网络规划人员，具有参考和应用价值。     

轴辐式网络快递货运问题的混合遗传算法求解

目前具有区域集散地群的轴辐式网络快速货运是快递运输的主要形式.此类网络的物流优化问题是快递公司获得最佳效益所面临的关键问题.本文分析了轴辐式网络快递货运的特点,提出了单一轴点轴辐式网络快递货运问题的混合遗传算法求解办法.该算法采用混合编码方式,并将货运站车辆调度算法嵌入到遗传算法中形成混合遗传算法.实验结果表明,本文算法给出的轴辐式网络快递货运集散地群划分方案和货运站车辆调度方案合理可行,能达到节省运营成本的目的,从而使企业获得较好的经济效益.     

多目标约束下的联盟混合轴辐式运输网络优化

以混合轴辐式运输网络为目标网络结构,对中小物流企业联盟运输网络进行优化,将联盟组建过程中不能损害成员企业利益的个体运营成本约束、协同完成物流业务的时间约束作为主要约束条件,构建了以单位运输成本、单位货物处理成本、运输车型为变量的目标约束混合轴辐式运输网络优化模型,旨在实现多重约束下的联盟网络总成本最小,最后借助模拟退火(simulated annealing,SA)算法对模型进行了求解。研究结果表明:该模型对网络的枢纽选址、成员企业间运输线路选择和运输量分配进行了有效的优化,使优化后联盟的运营成本与直达式网络相比降低了6.8%,与纯轴辐式网络相比降低了4.71%,与普通混合轴辐式网络相比增加了1.86%,并且能够在符合成员利益情况下满足协同运输的时效性要求,具有对企业间原有运输网络改造幅度较小的特点。     

考虑碳交易的多车型运输车辆配送路径优化

为降低成本,减少温室气体排放,提出碳交易环境下固定车辆数的多车型车辆配送路径优化问题.考虑碳交易市场机制对运输企业收益成本的影响,建立具有固定车辆数多车型车辆低碳路径混合整数规划模型.针对问题性质,设计禁忌搜索算法进行仿真实验,同时对碳交易限额及交易价格等参数进行敏感性分析.分析表明,碳交易环境下合理安排运输车辆和配送路径,企业可以从碳交易中获得经济收益降低成本并减少碳排放.实验结果表明禁忌搜索算法在该问题求解上的有效性.     

公铁联运轴辐式网络货运枢纽布局优化模型

为提高综合货运交通枢纽布局的科学性和合理性,基于公铁联运轴辐式网络产生不同的“流量-运费”折扣系数和不同类型枢纽的时间延迟因子,提出考虑能力限制的公铁联运轴辐式网络货运枢纽布局优化模型,运用禁忌搜索算法进行求解.最后将模型和算法应用于京津冀和晋陕构成的煤炭运输网络实例中,进行分析求解.结果表明,该模型和算法在解决公铁联运轴辐式网络货运枢纽布局问题具有较高的可行性和有效性,为枢纽规划部门提供决策参考.     

轴辐式中国国内煤炭运输网络构建

提出轴辐式中国国内煤炭运输网络结构,构造一个同时考虑经济因素和环境因素的双目标轴辐式煤炭运输网络优化模型.应用精英策略非支配排序的遗传算法(NSGA-II),设定10个算例,并对比多目标粒子群优化算法(MOPSO)和多目标和声搜索算法(MOHS)对模型进行求解.结果表明,轴辐式煤炭运输网络优化模型有效,相比于MOPSO、MOHS算法,NSGA-II算法能够在更短的时间内生成较高质量的最优解,并且所得最优解二氧化碳的总排放量更少.     

轴辐式和多港挂靠班轮网络中的集装箱优化管理

随着国际贸易的发展,集装箱管理成本对船公司经营成本的影响在不断扩大.根据轴辐式网络和多港挂靠网络的特点,构建不同网络模式下的集装箱管理成本最优的混合整数规划模型,并用亚洲——北美班轮航线上的模拟数据进行了验证和求解.通过不同贸易差的案例对比,发现贸易差越大,轴辐式网络中的集装箱资金成本优势明显,而多港挂靠网络中的集装箱调运成本和租箱成本优势显著.得出了多港挂靠网络更加适合该航线的结论.     

基于脆弱性的班轮运输网络设计

为了提高班轮运输网络设计的可靠性,将网络脆弱性引入到轴辐式网络设计中,借助干扰情景及其相应的干扰成本,计算轴辐式网络受潜在干扰的影响,建立整数二次规划模型,以期确定脆弱性最小的轴辅式网络枢纽港选择方案。通过算例证明,当干扰发生时,基于脆弱性的班轮运输网络设计模型能够确定出可行的航线网络,使得网络脆弱性最小,即模型可行。     

考虑运输成本与时间竞争的轴辐式网络设计问题

针对轴辐式物流网络运营中的新运营商与市场中占主导地位的物流联盟企业之间的竞争.首先,从减少OD流运输成本与运输时间角度探讨了新运营商网络设计与中小规模运营商网络调整策略,以提高网络运营商的顾客市场份额占有量.其次,分析运输成本、运输时间与顾客市场份额效用函数之间的关系,提出了相应的分段、线性与非线性顾客效用函数,并建立了基于不同顾客效用函数的网络设计与网络调整混合整数规划模型.同时,为了处理计算实验的复杂性,将非线性目标函数转化为二阶锥规划约束求解.最后,通过实验分析了不同决策偏好权重、顾客效用函数、运输时间与成本对网络设计与网络调整的影响.     

基于轴辐网络模型的中欧集装箱航线优化

国际经济发展刺激跨洋集装箱运输需求不断增长,航运企业在航线中配置几个枢纽港,枢纽港通过较小的船舶转运到相连集货港,集装箱运输网络呈现轴辐网络形态.该研究选择中国和西北欧36个集装箱港口作为研究对象,建立集装箱海运轴辐网络模型,假设航运网络为纯轴辐网络形态,研究非容量限制下单配置枢纽中位问题,通过计算网络运输总成本,优化航线网络中枢纽港个数和位置,优化航运网络结构.该研究建立了非对称成比例模型,对欧盟的港口集装箱统计数据进行分解,得到不同方向航线港口间的运输矩阵.模拟结果表明,轴辐网络相对传统直线网络可节省53％～95％运输成本;枢纽港个数设置为6个,网络运输总成本达到最小,但东西向和双向航线中,最优枢纽港个数随着折扣系数的不同有差别;香港、高雄和上海是中国区域最优枢纽港;在北欧,最优枢纽港包括泽布吕赫港,汉堡港和勒阿弗尔港.     

考虑规模效应的一带一路海运枢纽网络比较研究

为优化海上丝绸之路的海运枢纽网络,推行"一带一路(BR)"的倡议,在传统轴辐式海运网络的基础上分别建立线型、环型枢纽网络结构,并引入规模效应折扣,用遗传算法求解不同海运网络的枢纽选址问题.最后,根据结果对3种不同的网络结构即轴辐式网络和线型、环型枢纽网络的适用性和总成本进行比较分析.结果表明:在"一带一路"倡议提出的背景下,改变单分配轴辐式网络结构,构造线型、环型枢纽网络,能够充分发挥政策引导的规模效应,从而降低总运输成本.进一步证明"一带一路"倡议对于沿线地区发展海运贸易具有积极作用.     

考虑货物时效性的空运货流分配研究

从航空货运公司的角度出发,以轴辐式运输网络为基础确定枢纽个数和位置,接着以运营成本最低为目标函数,在传统的货流分配模型中添加飞机容量、运输时间等多种约束条件,平衡考虑运输成本和运输时间,建立了综合运力配置、货流分配和运输时间限制问题的混合整数规划模型.以中国国际货运航空公司为算例,利用Gurobi优化器对模型进行了求解.结果表明在联合优化基础上,综合考虑货物的运输成本和运输时间,得到的运输成本降低了27.4%.     

低碳情景下的复合轴辐式快递网络规划

以快递网络规划问题为研究对象，分析了中国情境下多层级多服务水平复合轴辐式快递网络的特点，探讨了网络低碳化运营的内涵与情景，在此基础上构建了碳税和碳交易2种情形下的复合轴辐式快递网络规划决策模型，进而基于国内快递标杆企业的网络规划实践的实际数据、采用Lingo软件进行了相应的模型求解，分析了成本最小化目标与低碳化目标之间的关联与影响机理。研究结果表明，追求低碳化和节能减排并不会对传统的追求成本最小化目标的网络结构产生额外影响。     

随机需求应急物流多时段运输优化研究

为有效开展灾后救援工作以保障受灾点的物资供应,考虑应急救援的阶段性和需求场景的不确定性,研究多时段、多出救点、多受灾点、多物资、多车型的出救点选址及物资运输问题,构建以系统建设成本与运输成本总和最小化为目标的随机规划模型,并设计了求解该模型的分层遗传算法,确定多时段出救点选址、救灾物资流向流量等决策。考虑模型中参数的影响设计三种实验,对实验结果进行分析讨论。最后运用算例验证模型及算法可行性,得到灾后一周内每个时段出救点选择和物资分配方案,分析参数对结果的影响。     

考虑模糊需求的多式联运路径优化

多式联运可有效降低物流成本,提高物流效率.本文构建了基于运量不确定的多式联运网络规划,以节点作业时间窗和运输时限客户满意度为约束,建立了以总费用最低为目标的多式联运路径优化模型,从运输路径和运输方式两个维度选择广义最短路径.应用Lingo 12.0实现模型的求解,实验结果表明了多式联运相较单一运输方式在运输时间与费用上的优越性,并应用灵敏度分析法,对比了仅考虑运输时限约束时客户满意度的变化,展示了运量的不确定性及运输弧与节点能力对路径规划产生的影响,揭示了客户满意度、网络能力、运输路径与费用等因素的相互关系,验证了所建模型的合理性.