本文關(guān)鍵詞：多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建模方法研究

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【摘要】：我國(guó)處在多種交通方式快速發(fā)展時(shí)期,綜合性交通網(wǎng)絡(luò)正在得到快速發(fā)展和完善,貨物運(yùn)輸?shù)倪x擇范圍正在擴(kuò)大。綜合交通運(yùn)輸體系是未來(lái)我國(guó)交通發(fā)展的重點(diǎn)方向,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生活水平提高的重要基礎(chǔ),更是物流活動(dòng)的主要功能要素。如何依托綜合性交通網(wǎng)絡(luò)建立起結(jié)構(gòu)布局合理、管理科學(xué)且運(yùn)轉(zhuǎn)高效的多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng),為物流行業(yè)的良性健康發(fā)展提供有效保障,將是交通研究者和管理者的努力方向。 我國(guó)物流業(yè)在總體規(guī)�？焖僭鲩L(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施迅速擴(kuò)大的同時(shí),暴露出資源配置與運(yùn)用不科學(xué)、運(yùn)行過程設(shè)計(jì)不精細(xì)導(dǎo)致的多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行效益較低、綜合成本較高等亟待解決的問題,運(yùn)行管理機(jī)制及建設(shè)理論與方法難以滿足物流行業(yè)快速發(fā)展的需求。基于綜合運(yùn)輸體系下的現(xiàn)代物流需以協(xié)調(diào)決策作為管理目標(biāo),在各種有關(guān)利益主體和運(yùn)輸方式約束下進(jìn)行運(yùn)營(yíng)和決策。基于此,本文以多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,從多式聯(lián)運(yùn)“網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”建模方法研究入手,在剖析軸輻式運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)解決多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施配置和運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)的集成化問題,從“網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”戰(zhàn)略規(guī)劃層面和“運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)”戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃層面提出強(qiáng)化多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)統(tǒng)籌性、協(xié)調(diào)性,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的優(yōu)化理論與方法。論文的主要研究工作包括如下四個(gè)方面的內(nèi)容： (1)多式聯(lián)運(yùn)樞紐與網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化從“網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”的建模方法入手,研究建立多式聯(lián)運(yùn)多目標(biāo)樞紐及網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化模型。定義包含多個(gè)利益主體的多式聯(lián)運(yùn)物理網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)表述方法,并針對(duì)多個(gè)利益主體和多集裝箱貨物品類的特點(diǎn),提出了多式聯(lián)運(yùn)模式下混合用戶均衡模型,模型中用以反映用戶路徑選擇的負(fù)效用函數(shù)包括了運(yùn)價(jià)和網(wǎng)絡(luò)擁擠因素,并同時(shí)考慮了多種運(yùn)輸方式之間的中轉(zhuǎn)時(shí)間、費(fèi)用以及擁擠的影響。鑒于多式聯(lián)運(yùn)樞紐與網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化問題的NP-hard特點(diǎn),設(shè)計(jì)了嵌入對(duì)角化算法的交叉熵求解算法,并采用算例網(wǎng)絡(luò)對(duì)模型和算法進(jìn)行了驗(yàn)證。分析表明,以增加成本為代價(jià)的綜合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的降低在一定條件下并不明顯；此外,多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)管理者對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)越加重視,長(zhǎng)距離貨運(yùn)量將越集中分布于鐵路運(yùn)輸。 (2)多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)流量路徑優(yōu)化從“網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”的建模方法入手,結(jié)合多商品流模型,構(gòu)建多式聯(lián)運(yùn)路徑選擇多目標(biāo)非線性優(yōu)化模型。模型充分考慮了運(yùn)輸區(qū)段能力約束和樞紐中轉(zhuǎn)服務(wù)能力約束,并通過引入O-1決策變量,使其能夠直觀地從優(yōu)化結(jié)果中反映出貨流的最佳走行路徑信息。通過對(duì)非線性約束條件進(jìn)行等價(jià)變換,該模型可被轉(zhuǎn)化為整數(shù)規(guī)劃模型,并設(shè)計(jì)交叉熵算法進(jìn)行求解。 (3)干線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)與多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化綜合決策建立資源約束條件下軸輻式多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及干線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)的混合整數(shù)規(guī)劃模型,分析網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施配置與干線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)間的協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)系,對(duì)軸輻式多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的樞紐等級(jí)配置、干線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)、貨物托運(yùn)人和收貨人對(duì)于中轉(zhuǎn)樞紐的選擇、貨物托運(yùn)人和收貨人對(duì)干線運(yùn)輸服務(wù)的選擇以及線路區(qū)段改造方案等決策進(jìn)行綜合優(yōu)化。分析表明,公鐵聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)樞紐節(jié)點(diǎn)的能力制約著多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)的服務(wù)能力,瓶頸區(qū)段的識(shí)別并改進(jìn)以及合理的干線快慢運(yùn)輸服務(wù)組合能夠大幅度降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本。 (4)支線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)與多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化綜合決策以一體化物流管理為目標(biāo),建立網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與支線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)二者綜合優(yōu)化的Ⅱ階段決策模型。模型第Ⅰ階段表達(dá)為樞紐布局、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及貨流分配的0-1整數(shù)規(guī)劃問題,第Ⅱ階段則在第Ⅰ階段輸出結(jié)果的基礎(chǔ)上求解帶時(shí)間窗約束的支線運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計(jì)問題；針對(duì)模型的Ⅱ階段結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以兩個(gè)階段相互影響相互反饋為求解思路,設(shè)計(jì)交叉熵為主體的啟發(fā)式算法。分析表明,模型及其求解算法的操作過程合理有效,模型的實(shí)用性得到了驗(yàn)證。最后,論文將該Ⅱ階段決策模型適當(dāng)擴(kuò)展,應(yīng)用于“單軸”軸輻式大規(guī)模算例網(wǎng)絡(luò),為運(yùn)力配置決策提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：多式聯(lián)運(yùn) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 軸輻式網(wǎng)絡(luò) 干線運(yùn)輸服務(wù) 支線運(yùn)輸服務(wù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：F512.4;F259.2
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 序12-18
• 1 引言18-28
• 1.1 研究背景及意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-24
• 1.2.1 戰(zhàn)略規(guī)劃層面20-22
• 1.2.2 戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃層面22-24
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容與框架結(jié)構(gòu)24-26
• 1.4 小結(jié)26-28
• 2 多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)分析28-40
• 2.1 多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)概述28-31
• 2.1.1 多式聯(lián)運(yùn)定義28
• 2.1.2 多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)體系28-30
• 2.1.3 多式聯(lián)運(yùn)組織形式30-31
• 2.2 多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)涵31-34
• 2.2.1 多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸服務(wù)的含義31
• 2.2.2 多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的含義31-32
• 2.2.3 多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的含義32
• 2.2.4 多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo)32-34
• 2.3 軸輻式網(wǎng)絡(luò)分析34-38
• 2.3.1 概念及特征34-35
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)分類35-37
• 2.3.3 運(yùn)行機(jī)理分析37
• 2.3.4 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性分析37-38
• 2.4 小結(jié)38-40
• 3 多式聯(lián)運(yùn)樞紐與網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化40-62
• 3.1 問題提出40-41
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)描述41-44
• 3.2.1 物理網(wǎng)絡(luò)41-42
• 3.2.2 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)42-44
• 3.3 模型構(gòu)建44-50
• 3.3.1 變量定義44-45
• 3.3.2 運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估45-46
• 3.3.3 多式聯(lián)運(yùn)混合用戶均衡分析46-49
• 3.3.4 多目標(biāo)規(guī)劃模型49-50
• 3.4 求解算法50-53
• 3.5 算例分析53-59
• 3.6 小結(jié)59-62
• 4 多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)路徑優(yōu)化62-72
• 4.1 問題提出62-63
• 4.2 多目標(biāo)非線性優(yōu)化模型63-65
• 4.2.1 參數(shù)與變量定義63-64
• 4.2.2 模型構(gòu)建64-65
• 4.3 模型等價(jià)變化65-66
• 4.4 求解算法66-67
• 4.5 算例分析67-71
• 4.6 小結(jié)71-72
• 5 考慮干線運(yùn)輸服務(wù)的軸輻式多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化72-86
• 5.1 問題描述及前提假設(shè)72-73
• 5.2 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)抽象73-74
• 5.3 混合整數(shù)規(guī)劃模型74-77
• 5.4 求解算法77-78
• 5.5 算例分析78-84
• 5.6 小結(jié)84-86
• 6 考慮支線運(yùn)輸服務(wù)的軸輻式多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化86-110
• 6.1 車輛運(yùn)輸徑路問題86-89
• 6.1.1 問題定義86-87
• 6.1.2 車輛運(yùn)輸路徑問題的若干變形87-89
• 6.2 LNRP問題定義89-90
• 6.3 Ⅱ階段決策模型90-94
• 6.4 求解算法94-97
• 6.5 算例分析97-103
• 6.6 擴(kuò)展與分析103-109
• 6.7 小結(jié)109-110
• 7 結(jié)論與展望110-116
• 7.1 研究總結(jié)110-114
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)114-115
• 7.3 研究工作展望115-116
• 參考文獻(xiàn)116-126
• 索引126-128
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果128-134
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集134

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