基于节点拆分指派问题的多式联运路径优化问题研究

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1、基于节点拆分指派问题的多式联运路径优化问题研究摘要：在多式联运路径优化问题中，城市节点、运输方式、转运方式的选择尤为重要。把不同运输方式、转运方式通过节点的拆分融入到网络图中，以运输总成本最低、运输总时间最短作为路径优化的整体目标，建立了多式联运路径优化问题模型。通过权重系数的引入，将多目标规划问题转换为单目标规划问题，并将优化模型转化为指派问题模型。最后，以算例证明了路径优化模型的可行性和有效性。中国8/vie　　关键词：多式联运；节点拆分；指派问题　　中图分类号：U116.2文献标识码：A　　Abstract：Intheproblemofpathoptimiz

2、ationaboutthemultimodaltransportation，thechoiceofcitynode，modeoftransportationandmodeoftransitisveryimportant.Toputthedifferentmodesoftransport，transitmodeintegrateintotheapthroughthenodesplit，thefinalobjectiveisthetotaltransportationcostandthetotaltimetotheminimum.Transformthemulti-o

3、bjectiveplanningproblemintoasingle-objectiveplanningproblembyintroducingthetheoptimizationmodelintoanassignmentproblemmodel.Finally，thefeasibilityandeffectivenessofthemodelisprovedbyexamples.　　Keyultimodaltransportation；nodesplitting；assignmentproblem　　0引言　　随着现代物流业与交通运输业的飞速发展，多式联运打破运输

4、方式间的界限，在现代经济的发展中起到尤为重要的作用，已经成为降低物流成本的有效措施，成为提高市场竞争力的有效手段。国民经济和社会发展“十三五”规划的发布，表明国家对物流、对多式联运的重视程度也已经有了显著提高。　　国内外众多学者在多式联运方面做出了广泛而深刻的研究。王清斌研究了带有时间约束的、以总运输成本最小为目标的混合整数规划模型[1]；HuZH设计了免疫近似算法来解决应急调度的路径优化[2]；JANSEN研究了模拟基于港口的集装箱运营规划[3]；GrabenerT研究了基于时间窗的城市交通多目标路径优化模型，并利用改进的Martins算法求解[4]；佟璐认为多

5、式联运路径的选择受到多方面相关因素的影响，并将问题转化成为广义最短路径优化问题[5]；雷定猷等将长大货物作为研究目标，将多目标多式联运问题简化，并采用遗传算法求解[6]；周骞等用遗传算法求解了以配送成本最低和时间成本最小为目标的配送网络优化模型[7]。　　1问题描述　　在多式联运网络中，存在一个起始节点和一个终止节点以及若干中间节点，任意两个节点之间可能存在若干种运输方式，由一种运输方式转变为另一种运输方式需要一定的转运时间和转运成本。总成本包含运输成本和转运成本，总时间包含运输时间和转运时间。要解决的问题是：从起始节点到终止节点之间寻找一条运输路径使得总成本最低

6、，同时总时间最短。　　2模型假设和符号说明　　2.1模型假设　　（1）运输过程中的运量不可分割，在某一节点处发生运输方式的变化时，该节点和下一可达节点之间只能选择一种运输方式。　　（2）在节点处发生运输方式的变化时，只考虑转运时间和转运成本；在两节点之�g只考虑运输时间和运输成本。　　（3）运输方式的改变只能发生在节点处。　　（4）每个运输节点都具备运输方式转变的所有条件，即在任一节点处发生运输方式的转变都是可行的。　　2.2符号说明　　A表示所有节点集合，i∈A；A表示初始节点；A表示终止节点；B表示节点i可到达的节点集合，j∈B；D表示运输方式的集合，k，l∈

7、D；c表示节点i，j之间选择第k种运输方式的运输成本；t表示节点i，j之间选择第k种运输方式的运输时间；c表示在节点i，运输方式由k转换到l所需费用；t表示在节点i，运输方式由k转换到l所需时间；x　　式（1）、式（2）为目标函数，其中式（1）使总成本最低，式（2）使总时间最短；式（3）至式（9）为约束条件，其中式（3）至式（5）保证模型的解能获得一条从起始节点到终止节点的路径，式（6）使若路径经过节点i，则i，j两个节点之间只能选择一种运输方式，式（7）保证运输的连续性，式（8）、式（9）使决策变量只能取0或1。　　4模型求解　　4.1模型简化　　由于多目标模型

8、的多个目标