废弃物收运网络周期性选址-路径问题多目标优化模型及算法

废弃物处理设施是典型的"Semi-desirable"设施, 其选址相关的决策需要考虑成本、负效应等多个相互冲突的目标. 废弃物中转站的选址和路径优化是一类周期性选址-路径问题(PLRP), 目前缺乏对这类问题的多目标优化的研究. 以多目标城市废弃物收运网络周期性选址-路径问题为研究对象, 提出基于扩散距离的负效应测度方法; 建立考虑负效应和成本的双目标混合整数规划模型; 设计DRECWA-LS算法, 结合启发式优化策略, 求解收运计划对应的周期性选址-路径问题, 并采用扩展邻域搜索策略的多目标进化算法实现对可行收运计划的深度搜索, 同步求解收运计划、中转站选址-分配及车辆路径三个问题. 算例结果显示: 算法能成功求解较大规模问题, 具有较高的求解质量和运算效率.     

拥塞型中转站选址设计和容量决策问题

提出了拥塞型中转站选址和设计优化模型,设施设计包括设施容量和流量分配。已知各个O-D对产生的需求量分布函数,将中转站模拟成M/M/1的排队系统,建立了以设施选址成本、交通成本、拥塞成本和容量成本之和最小的非线性混合整数规划。根据容量为连续变量和离散变量两种不同的情况,提出了两种拉格朗日松弛算法求解。最后,通过大规模算例验证了算法的有效性,并比较了两种情况下的成本。     

综合多准则决策的保障设施选址-分派方法

首先总结了现有设施选址决策方法,分析了现有方法的局限性,进而提出了综合多准则决策的保障设施选址-分派方法.在研究描述被保障单位的保障反应时效性要求的函数的基础上,基于最大覆盖选址模型和"部分覆盖"思想建立了使保障部门和被保障单位满意度最大的选址-分派优化模型,给出了基于拉格朗日松弛的模型求解算法并进行了算法实验验证,实验结果表明该算法有效.     

基于均衡原理的定位-运输路线安排问题模型及求解算法

提出了物流配送均衡原理,构造了基于物流配送均衡原理的定位-运输路线安排问题的双层规划模型.运用Frank-Wolfe算法求解物流配送均衡模型,采用改进的禁忌算法优化选址问题和车辆路径问题,并通过双层规划模型将选址和车辆路径问题进行有机结合.应用提出的模型和算法求解了多个算例,并选取了其中一个算例试验结果进行分析.分析表明,基于均衡原理的双层规划模型和算法能够有效的求得定位-运输问题的优化解,是解决定位-运输问题的有效方法.     

一个竞争选址问题的新模型及其求解算法

提出了一个竞争环境下使获得的市场份额最大化的选址模型,该模型通过引入竞争设施聚集引起的需求增长率和距离折扣率来刻画设施的聚集效应.同时给出了求解该模型的分支定界算法和贪婪算法,并通过一个数值例子说明和检验以上算法.最后,分析了需求增长率和距离折扣率对选址决策的影响.     

基于污染物侵入模拟的供水管网水质监测点优化选址方法

提出了突发或者蓄意污染情况下供水管网水质监测点优化选址的最大覆盖选址模型.结合一管网算例,利用EPANET2软件模拟扩展周期非稳态水力水质条件下管网节点污染物浓度变化情况,由此得到各个节点被注入污染物后,监测点监测到污染物浓度时不同用户节点对外供出的污染水体体积.同时提出基本粒子群优化算法与遗传算法交叉、变异算子相结合的整数编码的混合粒子群优化算法来求解该选址模型,并编制了相应的C 程序.提出的优化模型与求解算法对管网水质监测点的优化选址具有一定的参考作用.     

遗传算法（GA）和禁忌搜索算法（TS）在配送中心选址和路线问题中的应用

分析了配送中心的配送模式,并由此建立了配送中心LRP(Location and Routing Problem)模型,即选址和路线的组合模型.并且针对该模型引入了遗传算法和禁忌搜索算法,通过合理选择算法中各算子及参数设置,设计了求解该模型的算法程序,最后通过具有一定规模的实例计算,证明了该算法在求解LRP中的实用可行性和科学有效性.     

基于双层规划模型的制造业选址布局优化方法研究

经济全球化趋势和全球多式联运网络的形成推动了资源的自由流通和优化配置,改变了制造产业的空间分布形态.本文针对经济全球化背景下制造产业的选址优化问题,提出选址优化与分布-分配相结合的双层规划模型.在模型中运输网络被拆分成原材料运输网络和产品运输网络,上层模型用于确定产业的选址方案和原材料及产品流量的OD矩阵,下层模型用于计算OD流量在运输网络中的交通流特征.为求解模型,设计遗传算法和Frank-Wolfe算法相结合的启发式求解算法,并以中国钢铁制造产业的选址为例验证模型的可行性.结果表明该方法具有实用性,可以有效帮助决策者实施制造产业的选址决策.     

不确定与损毁情景下可靠性设施选址鲁棒优化模型与算法研究

设施选址是长期战略性决策问题,选址决策面临各种不确定因素,设计一个可靠的选址网络具有重要的战略意义.本文同时考虑需求的不确定性及设施可能损毁的情景,扩展无容量限制的固定费用可靠性选址模型,建立不确定与损毁情景下服务能力有限的可靠性设施选址鲁棒优化模型.基于Bertsimas和Sim鲁棒优化方法提出一个新的混合整数规划模型,通过引入辅助变量和对偶变换实现非线性鲁棒优化模型转化为鲁棒对应模型,提出蝙蝠算法(BA)对模型予以求解,并通过算例仿真验证模型和算法的可行性,为设施选址决策提供模型和方法设计.     

两个双目标竞争选址问题模型

研究了多目标竞争选址问题,建立了市场份额最大、费用最小和利润最大、利润率也最大的两类双目标竞争选址模型.探讨了模型的性质与相互关系,并利用多目标优化技术将这两类双目标模型转化为同一类型的单目标参数整数规划问题求解,给出有效解集的精确求解方法和近似求解方法,并通过数值例子说明求解方法.     

基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化问题

针对逆向物流车辆路径优化问题研究在产品回收定价调整和车辆路径优化调度结合方面存在的不足，以智能回收箱为研究对象，考虑多频次回收和车辆共享调度策略，提出基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化方案。首先，构建了智能回收箱回收量与回收定价的线性函数；然后，构建了包含共享车辆运输成本、维护成本、违反时间窗惩罚成本和环境外部性收益之和最小化的逆向物流回收运营成本模型，并建立了回收中心产品的最大化收益模型；其次，根据模型特点设计了考虑智能回收箱地理位置、回收频次和回收时间窗的时空聚类算法，进而提出一种改进的混合算法，该混合算法结合了遗传算法全局搜索能力强与粒子群算法收敛速度快的特点进行了算法间的优势互补，同时采用了精英保留策略，增强了混合算法的搜索性能，并通过与HGA算法、GA-TS算法和HACO算法进行比较分析，验证了模型和算法的有效性；最后，结合重庆市某智能回收物流网络的实际数据进行优化研究，分析了不同产品定价下的回收频次和车辆共享调度情况。结果表明，本文所提的模型和算法能够进行产品回收定价策略的有效选择、产品回收车辆的资源共享以及合理的车辆路径优化调度，并可在回收中心获得最大化收益的同时有效降低逆向物流的运输成本，进而为逆向物流企业进行产品回收定价和车辆回收路径优化调度提供方法支持和决策参考。     

带时间窗的开放式满载车辆路径问题建模及其求解算法

为满足某些企业的满载运输需求, 针对运输任务对车辆具有独占性的特点, 分析得到总运输费用的大小取决于车辆的空车运行费用, 在此基础上, 将带时间窗的开放式满载车辆路径问题转化为带时间窗的多车场开放式车辆路径问题, 建立了相应的数学模型, 并设计了改进的自适应遗传算法进行开环路径求解, 并把算法应用于某木材厂的周运输计划的制定, 算法在很短时间内求得了运输方案, 比木材厂原运输方案减少了车辆数, 并节省了运输费用. 实验证明, 算法是可行和有效的.     

大陆北方/台湾班轮航线方案优化研究

在阐述了两岸贸易发展及直航必然性的基础上 ,提出了大陆北方 /台湾班轮航线直航制的航线方案 ,分析预测了航线货流量 ,比较了中转制和直航制两种航线方案下班轮的航次时间 ,通过单位运输成本指标的分析计算 ,论证了直航制的优越性 ,确定出了直航制航线方案下航运公司的配船数 ,结合运量、班期等条件要求 ,构建了班轮挂靠的线性规划模型 ,并依此作出最优的挂靠港序方案.     

基于城市道路限行的多能源多车型车辆路径优化

针对日益严峻的城市汽车尾气污染问题和日趋严格的城市限行措施,本文首次将城市分区域、分车型等限行因素引入到车辆路径问题,并以碳排放、运输等费用总成本最小为目标,构建了基于城市道路限行的多能源多车型混合车辆路径优化模型.针对模型的NP难特性,本文提出了一种变邻域搜索算法(VNS-TR)求解该模型.最后,通过算例和基准测试集验证了模型及算法的有效性.     

带时间窗和调货特性的多品类取送货优化算法

为了满足快时尚品连锁门店多品类的销售需求,综合考虑载重限制、多货品、门店相互调货和服务时间窗等因素,研究了同时取送货车辆路径问题。为了有效降低库存管理和运输成本,通常鼓励门店间的货品相互调配,且需要控制用车数。为此,以最小化车辆数为第一优化目标,最小化转运成本（运输成本和仓库处理成本）为第二优化目标,构建了混合整数规划模型,并设计了两阶段启发式求解算法。算法采用最短路径插入规则生成初始解,并配合8个邻域操作算子进行迭代搜索。采用该算法求解标准算例,对比文献中结果表明,其具有较好的寻优能力。基于某女鞋连锁门店的实际运营数据设计了72个算例,计算分析表明,该算法的求解能力与效率均优于整数规划模型。     

运筹学在燃气输配系统中的应用

以哈尔滨市天然气公司为对象，对天然气的生产与集输系统进行了研究，分析了天然气生产成本随产量变化的函数结构形式。     

基于低碳视角的两阶段开放式选址路径问题——燃油车与电动车对比

针对传统两阶段开放式选址-路径问题（2E-OLRP），考虑速度和负载对能量消耗和CO₂排放的影响，基于燃油车和电动车的行驶与排放特性，分别建立了燃油车和电动车的两阶段开放式选址路径问题模型，并提出一种改进的模拟退火算法对两种模型进行求解.为验证本文模型与算法的有效性和实用性，进行了3种对比分析：两种模型与传统2E-OLRP模型的对比；两种模型的算法求解结果与精确解的对比；两种模型经济成本与排放成本的对比.结果表明：两种模型与传统2E-OLRP模型相比，均具有明显优势；所提出的算法能快速有效的求解此类模型；就运输活动而言，与燃油车相比，电动车能节约3.44%的总成本、减少74.03%的CO₂排放量.以上研究结果可为物流企业在运输配送中的节能减排提供决策支持.     

存在车辆租赁及共享且有时间窗的多配送中心开环VRP

针对企业自身运力有限以及旗下多个配送中心在各决策周期运力不均衡的情况,提出了一类具有多个配送中心、需要进行车辆租赁和车辆共享、有时间窗限制、开环的VRP, 建立了相应的混合整数规划模型.通过引入一个虚拟配送中心,将多配送中心VRP 转化为单配送中心VRP, 并设计了一种结合扫描算法和C-W节约算法、对车辆路径和车辆调度统筹优化的混合遗传算法.最后,以重庆天友乳业物流分公司的业务数据对该模型的可行性和有效性进行了验证, 结果表明本文所提方法与该企业现有的配送方案相比,在配送总里程、配送总成本和车辆在途时间等方面均有明显改进.此外,进行了模型参数的灵敏度分析和算法的收敛性分析, 结果表明该算法具有较好的性能.     

Charging Station Planning for Plug-In Electric Vehicles

A novel model for the charging station planning problem of plug-in electric vehicles is proposed in this paper considering the users’ daily travel. With the objective of minimizing the total cost, including the charging stations’ cost (including installing cost and management cost) and the users’ cost (including station access cost and charging cost), the proposed model simultaneously handles the problems where to locate the charging stations and how many chargers to be established in each charging station. Considering that different users may have different perception of station access cost and charging cost, two cases (i.e., homogeneous users and heterogeneous users) are typically investigated. The impacts of different discount rates, operating period of the charging stations, number of electric vehicles and number of charging stations on the location of the charging station are also studied. The simulation results not only show that it is very important to locate the charging stations according to the traveling behavior of users, but also verify the validity of the proposed model.