模糊需求下的单货源多设施Weber问题

在设施选址中,客户的需求往往是不确定的,用模糊变量来描述不确定需求更能真实地模拟出决策过程。在模糊可信性理论的基础上,建立了基于模糊需求的单货源多设施Weber问题优化模型,并结合改进的重心法(ALA)与两阶段优化算法,设计了一种新的混合启发式算法。该算法建立了客户的优先级,通过不断更新设施容量和设施位置来实现对客户分配,为了防止陷入局部最优,首先利用改进的重心法来优化初始选址位置(实质上是局部优化),然后用PSO算法进行全局优化。对小规模的问题,分别采用精确算法和本文提出的启发式算法求解,发现算法是有效的,并且具有良好的性能。将该模型和启发式算法应用到大牛地气田污水处理厂选址中,当客户为58,设施个数为6,种群大小为40时,该算法在375代左右收敛,年污水配送费用从360万元减少到312万元。该模型和算法对于进一步补充和完善设施选址模型具有重要意义,在现实中对于不确定需求决策具有一定的应用价值。     

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.     

最优信号控制条件下城市交通离散网络设计问题的备用能力模型

将备用能力的概念与城市交通离散网络设计问题结合在一起,一方面通过对路口的信号进行最佳设置使交通网络可以容纳最大的交通需求量;另一方面,通过在交通网络中添加新的路段来提高整个交通网络的通行能力.给出了最优信号控制条件下城市交通离散网络设计问题备用能力的优化模型及其启发式求解算法.最后,通过一个简单的算例,说明该算法是可行并且有效的.     

考虑随机需求和库存决策的多商品物流网络设计的优化模型与算法

提出一种将库存控制决策和设施选址模型相结合的优化方法,用来解决一类多商品物流网络优化设计问题, 网络内的用户需求是随机的且服从正态分布,优化设计的目的是在满足一定服务水平的前提下,最小化物流网络内包括建设费用、储存费用 和运输费用在内的总成本费用,建立了一个能同时描述设施选址决策和库存决策的多商品物流网络设计问题的非线性混合整数优化模型,并使用组合模拟退火算法对其进行求解分析,最后的算例计算结果验证了模型和算法的有效性.     

带有目标顾客定位的排队选址问题

针对多种顾客类型情况,提出了可以对目标客户进行选择的排队选址模型.不同类型顾客的需求率和单位利润不同,通过选址和目标客户定位,选择服务区域和服务对象.将选址和目标顾客选择作为决策变量,建立了0-1整数规划模型,目标函数是使利润最大化.研究表明,选择适当的服务对象可有效提高设施利润.由于顾客选择和选址问题都是NP困难问题,提出了相应的启发式算法.     

基于状态集分解的一类车间计划、调度算法

针对集成生产计划,调度中的一类强NP-hard问题,提出了基于状态集分解的分层混合优化算法.通过状态集分解将计划、调度一体化模型转化为一系列的最小网络流模型,上层搜索通过建立可行性必要条件和启发式规则,迅速排除劣解或不可行解,缩小搜索范围.底层搜索主要依靠网络流算法及对偶再优化算法,辅以启发式策略,做小范围的局部精确寻优.数据仿真说明了算法的有效性.     

一类带服务半径的服务站截流选址2分配问题

主要研究一类带服务半径的服务站截流选址-分配问题(FCLM).首先提出了考虑服务半径d的FCLM模型,并给出了相应的启发式算法.然而对于很多服务站接受服务的客户分为产生于网络结点的固定需求量和产生于网络路径的过路需求量两大类.因此,随后提出了考虑固定需求量的服务半径D和过路需求量的服务半径d的混合FCLM问题的0-1整数规划模型,给出了启发式算法.     

传感器网络中与节点位置无关的覆盖算法

在不能获取节点精确位置信息的条件下,现有的基于分组的节点调度算法不能保证各个组内的传感器节点均匀分布在目标区域,导致传感器网络难以获得较好的覆盖性能.提出了两种调度算法:与节点位置无关的集中式覆盖算法和分布式覆盖算法,在定位设施缺失的条件下,使得各个组内的传感器节点较为均匀地分布在目标区域.算法分析和仿真实验证明了算法的有效性.     

供应链系统中零售商横向转载的随机规划模型及算法

为了研究随机需求下供应链系统中多零售商的横向转载问题, 提出了一种基于随机规划方法的多零售商横向转载模型, 并设计了一种启发式算法用于模型求解.考察由一个外部供应商和多个零售商组成的供应链系统, 供应商和零售商均采用order-up-to方法控制库存, 零售商面临随机性需求且相互之间存在横向转载.在横向转载经典假设条件下, 构建了以供应链总成本为目标的混合0-1规划模型.考虑到该模型中存在随机变量, 将模型转化为随机期望值规划模型进行求解, 结合随机拟梯度算法及遗传算法设计了一类启发式算法来求解模型, 给出了详细的求解过程.利用数值算例的仿真结果验证了模型及算法的有效性, 还就需求相关程度的影响及转载假设条件的影响进行了详细分析.研究结果表明:模型及算法对存在横向转载的供应链系统确定最优库存水平是相当有效的.     

废弃物网络系统容量扩张模型及算法

随着城市固体废弃物产生量的增长,原有的废弃物网络系统将不能满足需求,需要新建处理站以扩张网络系统处理能力.建立了多阶段网络容量扩张的双目标规划模型,其中一个目标是最小化总的建设费用,另一个目标是最小化处理站所产生的负效用.设计了基于随机贪心算法的不可行解修补策略和邻域启发式算法,提出了一种混合多目标进化算法来求解模型. 实例说明了模型的有效性.通过和加权法比较证明了混合多目标进化算法有很好的搜索能力.     

面向SDN的生存性虚拟网络映射算法

针对软件定义网络环境下生存性虚拟网络映射问题,提出了基于网络资源关键度的虚拟网络可靠性映射算法。该算法首先通过提出底层网络资源和拓扑重要度度量方式,构建资源关键度排序集合,同时备份控制网络,考虑到控制器位置部署,设置链路时延权重进行最短物理路径的选取,映射时依据位置约束进行虚网映射,在此基础上针对不同物理网络故障类型采用备份切换和可行迁移方式进行恢复,确保虚拟网络服务连续不间断。仿真结果表明,与以往算法相比,该算法在请求接受率、故障恢复率、底层网络整体负载均衡度以及平均控制延迟4个指标上具有更好的网络性能。     

α-鲁棒的危险品道路运输应急设施选址问题

针对危险品道路运输, 优化应急设施选址能对危险品事故做出快速响应, 降低事故损失, 提升政府应急管理水平. 应急设施的响应半径经常发生波动, 针对这种不确定性, 首先利用经典的场景方法, 提出一个目标分层的α-鲁棒的弧段覆盖模型, 该模型第一目标是最小化需要建立的设施数目, 第二目标是最大化期望的加权覆盖率, 且各个场景下的加权覆盖率都大于等于最大覆盖率的100(1-α)%; 然后利用贪婪算法进行求解, 最后通过一个实例说明, 该模型为应急设施的选址优化提供了一种有效的解决方法.     

关键基础设施防护主从对策模型及其求解算法

针对基础服务设施系统的优化防护策略制定问题，将系统抽象成由服务设施、 需求点及连接弧构成的一般性网络. 应用对策论中的主从对策理论思想，描述系统防护计划制定者与攻击者在决策时相互制约的关系，并考虑设施容量限制这一现实因素对问题的影响，提出带容限的“防护-中断-再分配”三层主从对策模型. 通过设计“大需求量优先-就近服务”的启发式分配策略化简模型，使其转换为双层混合整数线性规划，进而采用一种二叉树搜索算法对模型进行求解. 实验表明，该启发式策略在绝大多数情况下均能以很小误差逼近最优分配. 由模型给出的优化防护策略可大幅减低系统遭受破坏后的运行成本，当防护资源投入达一定量时，能有效避免系统陷入非正常运行状态. 通过对模型及模型解的分析，可有助于真实大型复杂基础设施服务系统关键部位的识别及防护策略制定.     

一类带容量限制的服务站选址问题

分析一类在交通网络中设立服务站的最优选址问题。在给定的网络G(V，A)中有r对O-D用户流，我们在总的建站费用最小的目标下考虑下面三个因素：①每对用户流都能得到服务；②每对用户流所走的总路程不超过某一给定的距离；③每个服务站的服务能力是有限制的。在分析这类问题的特征后，我们形成了一个线性混合整数规划模型，并给出求解实例。     

重力p-median模型在设施选址中的应用及检验

区位分配模型是设施选址研究中的重要方法,其中p-median模型是应用最广泛的一种.但传统p-median模型中每一需求点仅选择最近的那一个设施的假设具有一定局限性.重力p-median模型对此进行了重要改进,假设需求者根据距离和设施吸引力确定选择各个设施的概率.但目前学界关于重力p-media:n模型在实际应用中的有效性仍未达成一致.本文将重力p-median模型应用到北京市延庆县医疗设施布局的实际案例中,并与p-median模型进行比较,以检验重力p-median模型的有效性和适用范围.结果表明,重力p-median模型作出的改进具有实际意义,当设施候选点吸引力存在差异时,重力p-median模型会得到与传统p-median模型显著不同的优化结果;两个模型适用于不同的设施选择行为,在实际应用中需把握清楚所研究设施的特点才能做出合理的选择.     

基于三态模型的企业车间能力可获性

研究规定服务标准下车间流程的能力可获性服务模型,根据流程在服务调度时,车间服务点处于三种状态,采用三态系统来计算网点特定服务质量事件的概率。建立多队列服务调度模型,按照M/M/m/m/FCFS服务模式计算网点服务可获性概率。按照流程事件发生的条件概率,求得在小于T时间内该调度模式下流程能力服务可获性公式,讨论流程服务能力可获性改进途径。     

VTS雷达及岸基溢油雷达组合选址优化

针对实际建址时存在障碍物遮挡和雷达传递衰减的船舶交通管理系统（Vessel Traffic Service，VTS）雷达及岸基溢油雷达组合选址问题，基于空间几何方法，在三维空间中提出了障碍物遮挡判断方法，并引入衰减函数进行雷达衰减测度，以建站成本最小和水域面积覆盖率最大为目标建立多目标选址模型。根据问题设计了自适应混沌多目标粒子群算法，在满足位置约束时生成初始解，提高算法求解速度；引入混沌机制和飞蛾火焰算法的螺旋搜索机制对粒子速度及位置更新策略进行改进，增强算法的局部和全局搜索能力。通过算例验证了本文所提出的判断方法及模型的有效性。研究成果不仅深化和拓展了VTS雷达选址及溢油问题的相关研究，也为海事主管机构在进行VTS雷达站及溢油雷达选址时提供理论依据。     

基于多维学习的服务扩散模型构建与实证

基于主体认知渠道和多维消费者网络结构的线下线上异构性,构建多阶段时间序列学习（MSTSL）模型和多维网络学习（MNL）模型,探索多维网络融合的服务扩散规律;基于真实的扩散数据,改进消费者网络的服务扩散模型,并克服社会网络分析的仿真方法缺陷. 以图书服务数据样本进行实证研究发现,本文提出服务扩散模型能够较好地拟合现实数据;服务扩散中消费者的多维学习效应可以发挥重要作用;揭示消费者群体服务采纳服务产品的不同学习影响机制,研究结果有益于深入描述服务产品扩散的内在规律及制定恰当的服务策略.     

Model and algorithm of flow interception problem with multi-type of flows

To study simultaneous location of different kinds of facilities, a new model of flow interception problem with multi-type of flows is proposed, with the consideration of multi-purpose flows and the influence of facilities on each other. To be more practical, the objective is to maximize the benefits from flow-by customers instead of maximizing flows in the past. Since this problem is NP-hard and there is no optimal solution for large network, greedy and improved greedy heuristic algorithms are proposed. A computational example is presented to show that the optimal location decisions are proved to be strongly dependent on the influence coefficients and average profits by one customer and different types of facilities are almost co-located. Finally the results of sensitivity analysis are reported.