上海论文网提供毕业论文和发表论文,专业服务20年。

遗传算法在多式联运路径物流优化的应用

  • 论文价格:免费
  • 用途: ---
  • 作者:上海论文网
  • 点击次数:176
  • 论文字数:0
  • 论文编号:el201805102210508662
  • 日期:2018-05-10
  • 来源:上海论文网
本文是一篇物流管理论文,物流管理的内容包括三个方面的内容:即对物流活动诸要素的管理,包括运输、储存等环节的管理;对物流系统诸要素的管理,即对其中人、财、物、设备、方法和信息等六大要素的管理;对物流活动中具体职能的管理,主要包括物流计划、质量、技术、经济等职能的管理等。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇物流管理论文,供大家参考。
 
1 绪论
 
1.1 多式联运的提出与定义
1.1.1 多式联运的提出
现代社会,主流的运输方式一共有表 1.1 所示的五种,这五种方式在物流成本的高低、运输速度的快慢、运输量的大小、投入建设的基本费用,在不同环境与天气中的稳定性各有各的优势和劣势[3],表 1.1 给出了 5 种运输方式之间的比较。多式联运在我国是指通过转运衔接两种以上的运输方式,从而将货物从出发点送到目的地的过程。多式联运对多种运输方式的集成,是将相互独立的不同运输方式通过一些科学的算法统筹计划,从而减少整个运输过程的时间与费用,减少中途转运时因为没有计划,产生的等待时间,使用户尽可能的得到最好的运输路线,合理的运输成本与运输时间。多式联运同时也是一种以实现货物运输效益达到最优为目标的组织方式。各个分段的分段承运人和作为多式联运运营商的总承运人合作完成货物的运输与中转的过程。它将运输全过程看做一个整体,通过连合各种不同的运输方式,形成连续的、最优的、综合一体化运输体系。目前主要的多式联运形式有四种,它们分别为 “公铁联运”、“海空联运”、“海陆联运”“陆桥联运”[4]、。(1)公铁联运,是我国国内最常用的多式联运方式,是公路运输与铁路运输这两种运输方式的组合。这种多式联运方以大容量长距离的铁路运输为主,再配合公路运输实现点到点的运输服务。(2)海空联运,基于在管道以外的运输方式中海运成本最低,空运速度最快,为了降低运输成本,减少运输时间海空联运产生了。它们中以公路作为衔接,将货物从港口运输到机场,因此也可以成为“海陆空联运”。(3)海陆联运,是国际货物运输的主要形式,以海路运输为主体,内陆环节作为扩展延伸。一般先通过铁路或者公路将货物运到海运港口,再通过一段较长的海路运输将货物送到另一港口,最终再通过铁路或公路将货物送到目的地。陆路环节中,离目的地距离较近的直接用公路运输,距离远的,使用铁路运输。(4)陆桥联运,也可以说是海陆联运的一种。在海运过程中遇到陆地而无法通行,而选择其他路线会增加大量的运输距离,成本,时间,风险,就把陆地作为桥,通过铁路将货物送到另一边的港口,再继续用海路运输。这种联运方式可以通过开凿运河替代,例如苏伊士运河与巴拿马运河。
..........
 
1.2 国内外多式联运发展现状
欧洲从 1951 年起至今一直重视多式联运的发展。欧洲联合国经济委员会(UNECE)的多式联运和物流工作小组长期开设论坛,促进组合运输和多式联运领域的技术、法律、政策和经验交流,为 56 个成员国在泛欧层面上就多式联运的发展提供政策建议,并为各方协商和相关规定的实施提供法律依据。论坛会议每年在日内瓦举行两次,参与方包括 56 个成员国的政府官员、欧洲委员会人员、非政府组织以及相关产业和学术机构。欧洲的多式联运以公铁联运为主,近年来发展十分迅速,已从 2008 年的金融危机当中恢复了过来。根据国际公铁联运联盟组织(UIRR)统计,2011 年欧洲多式联运的货运总量已达到了 2.07 亿吨,相较于 2005 年的货运量增加 32.8%,超过了金融危机发生前的货运量水平,并且表现出良好的上升态势。目前,欧洲以铁路为主的多式联运分为伴随式联运(Accompanied Combined Transport)和非伴随式联运(Unaccompanied Combined Transport)两种。非伴随式多式联运是欧洲最主要的多式联运方式在 2011 年货运量为 1811.69 万 TEU,占了总量的 94.7%。从欧洲各个贸易路线的货运量来看,非伴随式联运中德国的货运量最大,相关路线最为繁忙。伴随式多式联运是在多式联运过程中,载货车辆全程跟随在货物旁,铁路运输时车辆半挂在火车上运输,铁路运输完后继续用原车辆在公路运输[54]。美国也十分重视多式联运的发展。为了促进多式联运,一是推动了运输代理制,让专业运输代理作为多式联运经营人,企业只需找多式联运经营人就能完成一次托运,而经验丰富的运输代理能很好的规划多式联运运输方式和路线。二是发展集装箱联合运输技术,这是在公铁联运铁路段时将集装箱与载货车辆分别装在火车的不同车厢一起运输,使运输更灵活,这也是伴随式联运。第三是立法保障多式联运,包括《协议费率法》,《汽车承运人规章制度和现代化法案》,《斯泰格斯铁路法》等。但是尽管美国多式联运发展很快,但仍然有些因素可能威胁它的发展。主要包含三点:一是原油价格的下跌,当油价下跌到公路运输与铁路每公里费用差不多时,更加灵活的单一公路运输将会取代公铁联运;二是美元汇率相对其他货币较高,这在出口时会提高多式联运的总费用;三是部分多式联运港口的货运吞吐量不足,导致出现堵塞现象,从而破坏多式联运总体的时间规划。
..........
 
2 多式联运网络分析
 
多式联运网络是一个有机的综合体,它不仅包含了一定空间范围内由多种运输方式的交通枢纽、运输道路、物流设备等设施所共同组成的基础设施,并且包含了在多式联运网络中多式联运经营人对多式联运中各个分段承运人的进行组织管理的体系。
 
2.1 多式联运运营服务网络的特点
多式联运网络体系也称为多式联运运营服务网络,是一个由多式联运经营人负责统筹计划,管理安排不同区段所有运输方式的装卸、运输、仓储等各个中间环节的一体化经营模式[4]。而多式联运运营服务网络的特点如下所示:(1)由多式联运经营人规划出一个良好的多式联运网络体系作为“顶层设计”。但是不同国家的自然环境、经济条件、基础交通设施等差别很大。因此不能生搬硬套一个多式联运模式,把它应用在全世界。所以,要真正的将多种运输方式在多式联运中有机结合起来,需要多式联运经营人对多式联运网络有自己的发展理念;然后要有具体的措施来贯彻这一理念,对多式联运网络体系的结构和框架进行“顶层设计”,自身必须要有明确的战略目标和可行有效的战略规划,通过这个指导与约束自己向着目标前进,以此完成多式联运网络结构的优化和多式联运系统的一体化。(2)多式联运经营人必须具有良好的沟通能力与较强的组织能力。目前主要通过增加和发展交通基础设施来解决交通问题,整个多式联运网络对基础设施建设比较重视、而忽略了运输的服务和组织。目前对多式联运网络体系还没有系统化的研究与规划战略,每种运输方式都有自己特立的战略发展规划方向。如果多式联运经营人无法与组织有效的沟通,那么多式联运的一体化运输服务就不能更好的推广和发展。(3)多式联运网络的运输枢纽具有十分重要的协调功能。多式联运的运输枢纽是多式联运系统实施过程中完成无缝衔接的最基本的保障。在整个多式联运网络中,运输枢纽承担着收货发货,临时存放货物,装卸货物,转换运输方式等大量任务。为保证货物在多式联运网络顺畅的流通,必须对运输的枢纽做好规划。(4)主要运输方式的运载能力决定了整个多式联运网络体系的运载能力。多式联运主要通过公路运输、铁路运输、水路运输、航空运输四种方式进行运输。由他们组成的多式联运网络体系的运载能力并不是他们运载能力简单的相加,而是他们中最主要的那个的运载能力。对多式联运主要运输方式的研究能让多式联运经营人更好的把握多式联运网络的运载能力,以此尽可能利用多式联运网络的运载能力,使整个网络既不会过分的拥堵,也不会太过空闲,而浪费资源。
.........
 
2.2 轴辐式多式联运网络
多式联运运营服务网络是由多个转运中心(枢纽节点),与其相应的需求节点作为附属构成的。所有的需求节点都必须依赖于枢纽节点。枢纽节点之间相互连接所组成的子网络称为干线运输网络,枢纽节点与其附属的需求节点相连接构成的子网络称为支线运输网络[4]。图 2.1 轴辐式网络干线运输网络主要是用来实现低成本高运输量长距离的运输,一般为铁路运输与水路运输,而支线运输网络主要是用来满足该枢纽附属的需求节点的货物需求,一般使用公路运输。根据网络的结构,进一步的将货物运输流通部分分为 3 个模块。从需求节点到枢纽节点的货物聚集过程、从一个枢纽节点到另一个枢纽节点的干线运输、从枢纽节点到需求节点完成货物的配送。在轴辐式网络的运输过程中,不管货物是从相同的出发点到不同的目的地还是从不同的需求点到目的地,都必须先到枢纽节点,并进行运输方式的转换,为枢纽的货源提供补充。经过对需求节点货物的集中,可以产生规模效益,有效的较低运输成本,也更利于管理者监视和调控网络货流。轴辐式网络的主要运输工作都是由干线运输网络来承担。枢纽节点与需求节点的运输组成了支线运输。支线运输的覆盖面广,数量多,在轴辐式运输网络作为基础。轴辐式运输网络的优点是能大量的汇集周边节点的货流,从而产生规模效益,减少物流的成本。#p#分页标题#e#
.........
 
3 多式联运多目标模型构建..... 12
3.1 多式联运网络...... 12
3.2 多式联运网络设计..... 13
3.3 多式联运路径优化模型.... 14
3.4 带时间窗的多式联运优化模型...... 14
3.5 面向固定运输班次的多式联运路径优化.... 16
4 多式联运模型算法设计....... 18
4.1 算法选择....... 18
4.2 遗传算法简介...... 18
4.3 遗传算法的步骤......... 18
4.3.1 初期准备.......... 19
4.3.2 迭代计算.......... 19
4.4 Pareto 适应度.... 20
4.5 带时间窗的多式联运优化模型的遗传算法流程...... 21
5 多式联运模型算例分析....... 24
5.1 初始参数....... 24
5.2 迭代计算....... 26
5.3 实验对比....... 29
 
5 多式联运模型算例分析
 
5.1 初始参数
以我国国内 32 个主要城市作为算例进行分析。运输方式公路为 1,铁路为 2,水路为 3。其中水路选取长江流域主要城市与沿海主要城市。假定有一次运输作业需要将 200 箱雨鞋从南宁运输到宁波,每箱有 40 双雨鞋,每只雨鞋500g,总重量为 4 吨。运输的时间限定在 50 小时以内,单位时间超时的违约金为 100。由于货物量不是特别大,水路运输选择班轮,铁路选择整车。根据本次作业的实际情况,按地图排除不可能经过城市,最终保留 17 个城市,分别是上海,重庆,南京,杭州,合肥,福州,南昌,济南,郑州,武汉,长沙,广州,南宁,贵阳,昆明,青岛,宁波。假定延期到达的罚款为 300 元/天,种群大小设为 20,选择概率 0.8,交叉概率 0.8,变异概率 0.8,最大迭代次数 100 次,开始进行建立遗传算法。使用第五章第五节 step2 的编码方式建立遗传算法的初始种群。随机生成个体时要依据备选集控制不产生非可行解。然后将种群中所有的个体解码为目标函数中的形式,再用公式(3.15),(3.16),(3.17)计算种群中每个个体的目标值。为了方便解释 Pareto 适应度先,将三个目标两两配对分做两个二维矩阵,分别为运输时间与碳排放,运输时间与约束成本的关系。
.........
 
总结
 
随着我国经济的蓬勃发展,物流规模总规模的增长,国际化程度的升高,传统的常规运输方式已经不能完全满足社会的需求了,人们对多式联运的应用更加关注起来。多式联运具有高效、灵活、成本低、环保等特点,可降低运输成本,提高运输资源利用率以及企业竞争力。因此本文围绕多式联运进行了研究。文章第一章先讲了多式联运的提出与其意义,接着着手研究多式联运的国内外的发展状况。通过对多式联运相关文献的研究,将研究方向分为对运行管理的研究与网络货流规划的研究。其中网络货流规划包含了路径的优化与运输方式的组合。第二章研究基于代理的多式联运网络,轴辐式多式联运网络,求最短路径的多式联运网络,并提出多式联运网络优化的目标。第三章先是分析了多式联运的成本构成,再以成本为目标,建立多式联运优化模型。模型考虑时间因素,建立时间窗,对提前与延期到达目标节点都做惩罚。然后考虑每个节点运输方式的限制,加入备选集作为约束条件。再加入运输班次的概念。最后为可持续发展,加入了碳排放作为目标。最终建立一个多目标模型。第四章与第五章先是介绍了遗传算法,再引入 Pareto 最优,设计出一个基于 Pareto 最优的遗传算法步骤。将数据放入 matlab 算法模型中进行迭代,由于使用了备选集简化了模型,很快就获得了一组 Pareto 最优集。使用户可以按照自己的偏好选择运输方案。
..........
参考文献(略)
1,点击按钮复制下方QQ号!!
2,打开QQ >> 添加好友/群
3,粘贴QQ,完成添加!!