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.     

村镇农产品多类型预冷设施选址-路径优化模型及算法

针对我国村镇农产品无法预冷或预冷效果不佳的问题,本文结合我国村镇农产品生产及预冷特点,提出综合应用固定设施和移动设施两种预冷模式的协调预冷机制,构建了以预冷模式、固定预冷设施容量与选址、相关车辆的车型与数量及路径等因素为变量,以系统成本最低为目标的多类型预冷设施选址-路径优化模型.根据模型的特点,设计了改进遗传算法,该算法设计了能表达所有决策信息的染色体,并制定与之相应的初始化、交叉和变异规则,从而实现了选址和路径的集成优化.最后,通过算例验证了模型和算法的有效性,并分析了生产结构、农户分布等因素对多类型预冷服务网络布局设计及其车辆路径规划的影响.本文研究成果对于我国村镇多类型预冷服务网络布局优化具有重要的理论意义和实用价值.     

考虑同时取送货需求带模糊容量限制的在线设施动态选址问题

共享环境下配送设施作为在线资源,其空闲容量受线下负荷影响而呈现动态可得性与波动模糊性.同时,在线资源的引入也使得城市配送中的设施选址问题由单周期决策模型转变为多周期动态决策.为此,本文构建了考虑同时取送货需求带模糊容量约束的在线设施动态选址模型,改进了五角模糊数隶属度函数用以表示模糊容量约束.在此基础上,将禁忌搜索与自适应大规模邻域搜索算法相结合,提出了邻域生成算子和新解接受准则改进方案.最后,算例结果表明该改进方案能有效提升算法全局搜索能力,降低企业在线设施动态选址成本.     

考虑同时取送货需求带模糊容量限制的在线设施动态选址问题

共享环境下配送设施作为在线资源，其空闲容量受线下负荷影响而呈现动态可得性与波动模糊性.同时，在线资源的引入也使得城市配送中的设施选址问题由单周期决策模型转变为多周期动态决策.为此，本文构建了考虑同时取送货需求带模糊容量约束的在线设施动态选址模型，改进了五角模糊数隶属度函数用以表示模糊容量约束.在此基础上，将禁忌搜索与自适应大规模邻域搜索算法相结合，提出了邻域生成算子和新解接受准则改进方案.最后，算例结果表明该改进方案能有效提升算法全局搜索能力，降低企业在线设施动态选址成本.     

应急设施最大时间满意度选址-分配优化模型与算法

应急设施选址-分配决策是应急管理中的重要内容,它直接影响预防和处置突发灾害事件的能力。综合考虑时间性、经济性及服务能力有限等决策因素的多重约束限制,从需求区域的视角和应急设施应急服务质量的视角构建基于容量及安全库存约束的应急设施最大时间满意度选址-分配优化模型。结合模型的特点,设计一种嵌入混沌搜索机制的蝙蝠算法求解模型。最后通过算例验证了模型与算法的有效性,为应急设施选址提供理论依据和方法设计。     

分布估计灰狼算法求解低碳选址路径问题

针对碳定价背景下的低碳选址路径问题(Low-Carbon Location Routing Problem, LCLRP),首先构建了一种考虑油耗和碳排放成本，并以最小化设施选址成本、车辆启用成本以及运输成本为目标的选址-路径模型；其次，根据模型的特征，设计了一种分布估计灰狼算法(Grey Wolf Optimizer with Estimation of Distribution Algorithms, GWOEDA)对其进行求解。算法利用概率模型引导灰狼，并利用多父代交叉和两种邻域搜索算子增强了算法的全局搜索与局部搜索性能。算例分析结果表明：加入概率模型学习能力的灰狼算法在选址路径问题上有更好的寻优能力，并且在碳定价背景下，所构建的模型可以有效降低总成本和碳排放量。     

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.     

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。     

考虑凸形障碍的应急设施选址与资源分配决策研究

应急设施是应急救援的依托载体,其科学合理的选址事关应急救援的紧迫性和应急资源分配的及时性,障碍约束下的应急设施选址与应急资源分配决策研究具有重要的战略意义.从需求区域的视角和应急设施应急服务质量的视角构建基于障碍约束、容量及安全库存约束的应急设施选址与资源分配优化模型,引入安全库存机制,综合考虑时间性、经济性及地理阻断等多重约束限制,剖析选址和应急物资分配的决策过程,进行应急设施的选址决策和应急物资分配预案的制定.设计灰狼优化算法(GWO)与可视凸点绕障路径耦合算法求解模型,结果表明:所设计算法能有效实现绕障路径的优化,且在需求区域的不同时间满意度偏好下,获得最优的选址-分配方案,研究成果将为应急设施选址与资源分配提供模型和方法设计.     

废弃物回收物流中的选址-路径问题

从系统研究的角度出发,同时研究固体废弃物回收中转站的选址和废弃物运输路线的安排,建立了选址路径规划问题的模型———PLRP IF模型,并采用两阶段Tabu搜索启发式算法对该模型进行求解,得到合适的中转站位置和数目,并给出了较优的车辆调度.最后,通过算例验证了模型和求解算法的有效性.     

能力限制条件下内河集装箱枢纽港选址问题研究:以长江为例

相比于海洋运输,内河运输中集装箱船舶较小,船舶装载能力受到一定的限制.本文研究能力限制条件下内河集装箱枢纽港选址问题,建立一个混合整数非线性规划模型.不同于传统的枢纽选址问题的研究大多是基于枢纽之间的运输折扣因子的假设,本文采用基于流量的非线性费用函数来表示规模经济.从而使得所研究的问题是一个凹函数优化问题.为简化本文的问题,将目标函数分段线性化.基于线性化后的模型,根据能力限制的条件,提出一个启发式求解算法,以及一个加速技巧.最后,通过以长江为例,进行算例分析,来说明模型和算法的效果.     

面向拥堵问题的枢纽航线网络优化模型

为解决枢纽机场客流拥堵问题,提高机场运行效率,减少运营成本,提出了一种面向拥堵问题的枢纽航线网络优化模型。该模型基于非严格枢纽航线网络结构,以不同运输方式的费用和流量为约束条件,以枢纽航线网络成本最低为目标,设计了能够减少求解运算的复杂变量表示方法,以及减少陷入局部最优解概率的模拟退火粒子群优化(simulated annealing particle swarm optimization, SAPSO)算法。实验结果表明,相较于严格的枢纽航线网络,所提优化模型能够显著地缓解枢纽机场的拥堵,均衡枢纽机场间客流量,减少网络成本;同时,所提算法具有较快的收敛速度和良好的稳定性。     

Optimization of Hub-and-Spoke Two-stage Logistics Network in Regional Port Cluster

To optimize two-stage logistics transportation network in regional port cluster, combining hub-and-spoke transportation system among regional port with consolidation and dispersing transportation systems between ports and their own hinterlands, a nonlinear optimization model for two-stage logistics system in regional port cluster is introduced to simultaneously determine the following factors: the hinterlands serviced by individual ports and transportation capacity operated between each port and its hinterland, cargo transportation volume and corresponding transportation capacity allocated via a hub port from an original port to a destination port, cargo transportation volume and corresponding transportation capacity allocated directly from an original port to a destination port. Finally, a numerical example is given to demonstrate the application of the proposed model. It can be shown that the solution to the proposed non-linear model can be obtained by transforming it into linear programming models.     

轴-辐式网络下基于多枢纽竞合的航线优化与港口定价决策

"海上丝绸之路"对我国大型航运企业运营网络的航线优化和枢纽港口的定价决策提出了新的挑战.本文构建了轴-辐式网络下航运企业基于港口容量限制的多条航线优化模型和具有横向竞合关系的多个枢纽港口定价决策模型,并经效用函数、Logit函数和Kuhn-Tucker约束等价变换为一个非线性混合整数规划问题.利用GAMS软件进行的实例分析结果表明,高港口定价有利于枢纽港口但并非航运企业所期望的,反之亦然;完全合作可惠及航运企业和枢纽港口的整体利益,而远交近攻能为潜在的战略枢纽港口提供可观的经济收益;航运企业因途径港口存在容量限制只能采用分摊运输,而基于港口价格、干线距离、港口竞合等方面针对性地选择"枢纽港口组合"对成本控制会更有效.     

无尺度网络中的拥塞及其控制

实际网络经常承受超负荷的流量，由于网络节点自身容量或者处理速度的限制，往往导致严重的拥塞产生，使得网络具有较大的时延并且性能下降．已有研究表明，实际的通信网络具有无尺度特征．本文研究了无尺度网络模型中的拥塞现象及其控制方法，结果表明网络节点的性质和网络的无尺度特性均对拥塞现象的产生和控制有显著影响．因此，仅需要对一些最关键的节点加以控制作用，就可以得到类似控制所有节点所产生的控制效果，从而节约花费．     

枢纽经济视域下的物流枢纽服务和综合交通运输一体化发展的仿真优化

基于枢纽经济发展背景,以江苏省为例,揭示了物流枢纽服务与综合交通运输的综合发展水平、协同发展状态及一体化发展必然趋势,构建了物流枢纽服务与综合交通运输一体化发展的系统动力学模型,从运输结构、投资系数、投资效果系数、设备增长率与就业人数增长率等角度展开了仿真优化分析,根据分析结果提出了促进物流枢纽服务与综合交通运输一体化...     

随机运输能力条件下区域港口群运输网络优化

为了对区域港口群运输网络进行优化,降低运输总成本,在考虑航线运输能力为随机条件下,运输航线成本函数为运输量的凹函数时,由有限个区域始发港、一个区域枢纽港和多个目的港所组成的运输网络优化问题.①得出航线成本是航次运输批量的准凸函数,并对航次运输批量和航线成本进行优化;②在考虑航线成本最优条件下,对区域始发港到某个特定目的港之间的运输路线进行决策;③对区域始发港到所有目的港的整个运输网络的运输路线进行优化,提出区域港口群运输网络的整体最小成本和最优运输航线;④通过算例验证所提出的模型的实用性.     

两种经营模式下通勤廊道停车换乘选址及停车费用优化

停车换乘作为交通需求管理措施的一个重要手段,可以有效缓解城市中心区的交通拥堵以及城市停车问题.合理的停车换乘没施选址和停车费用都将大大提高停车换乘设施的作用和完善整个城市交通系统的功效.本文以通勤廊道的停车换乘系统为对象,分别考虑政府经营和企业经营两种模式,提出了双层规划模型来描述停车换乘条件下停车换乘选址及停车费用优化问题.基于灵敏度分析的方法,提出了分支定界算法求解提出的双层规划模型.采用数值算例验证了提出的模型和算法的有效性.该研究可以为从成本与收益的角度对停车换乘设施的建设方案的评价提供决策支持,对停车换乘系统的发展和规划具有理论指导意义.     

基于枢纽魅力度的城市公交枢纽布局优化方法

本文提出一个两阶段的城市公交枢纽布局优化方法, 该方法首先从备选点易达度、公交线路聚集程度和公交线路的分布范围评价其魅力度, 进而确定备选枢纽点集. 基于备选枢纽点集, 综合考虑乘客和运营者双方利益, 提出一个以枢纽辐射域最大、枢纽间相似度最小和土地成本最少的多目标枢纽布局优化模型, 并设计多目标遗传算法进行求解. 最后, 以大连市主城区的公交系统为例, 对本文提出的模型和算法进行检验. 通过实例分析发现, 本文提出的备选枢纽筛选模型得到的备选点几乎涵盖了大连市主城区的主要集散点, 表明以魅力度评价备选枢纽点的方法是可行的, 可以有效地为枢纽布局优化提供较合适的搜索空间. 同时, 从枢纽布局优化结果看, 本文提出的多目标优化模型可以兼顾枢纽的数量、位置和土地成本, 优化结果也符合大连市的实际情况.     

基于活动的瓶颈模型:公交枢纽晚高峰居民通勤研究

如何快速消除公交枢纽瓶颈的制约,是居民通勤的老大难问题.本文结合瓶颈模型与基于活动的方法来研究公交枢纽晚高峰居民通勤行为,以解决通勤者在其活动和出行之间的时间分配问题.以瓶颈模型为基础,考虑公交内部拥挤,将出行行为与活动相关联.通过引入公交内部拥挤成本,根据不同的效用函数选择出发时间,建立了动态出行均衡模型.并由此得出均衡条件下的相关性质,来解释晚高峰通勤者在瓶颈入口前排队的交通现象.研究发现,与传统瓶颈模型相比,基于活动瓶颈模型乘客动态更加丰富,出发时间选择更为复杂.算例结果表明,通勤者对公交车内部拥挤的敏感度越高,越会尽量地避开高峰出行.为了使净效用更大,通勤者会选择在工作地滞留较长时间,晚高峰时段推迟.