城市轨道交通物资总库选址模型研究

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1、城市轨道交通物资总库选址模型研宄［提要］国内现有物资总库选址多采用一条线路至少设置一个物资总库，虽然这种方法可以极大地缩短设施点处理突发事件的时间，但却容易造成重复建设。本文以时间与成本因素为主要考虑对象的物资总库选址问题，提出以集合覆盖选址模型为基础的单物资总库服务多线路的研究方法，建立物资总库选址模型。以沈阳市现有物资总库布局情况为例，运用遗传算法通过MATLAB进行运算求解，优化该城市现有物资总库数量，从而有效降低建设及运营成本，希望本文所研宄内容对相关研宄者起到一定借鉴意义。关键词：物资总库；城市轨道交通；集合覆盖选址；遗传算法中图分类号：F27文献标识码：

2、A原标题：基于LSCP的城市轨道交通物资总库选址模型研究收录日期：2015年丨1月30日一、引言近年来，城市轨道交通的发展在为人们出行提供便利的同时，也面临着各种突发情况，需要对损坏区域进行及时维修，而要达到维修的及时性，不止维修人员要按时赶赴现场，材料工具更需要及时送到，从设施点到需求点的时间长短将直接影响到维修的效率和事故损失程度，因此时间是决定维修效率高低和损失大小的关键因素，必须对物资总库进行合理布局以缩短设备工具的供应时间。传统的布局方式将时间因素过度敏感化，认为服务设施点数量越多，距离需求点越近，维修的能力就越强，事故造成的损失也就越小，这样做虽然可以有

3、效减少设备的供应时间，但是由于地铁运行状况的特殊性，其事故发生的概率相对较小，而服务设施点的建立和日常管理与维护都需要大量资金，如果建立的服务设施点数量太多就会导致上述成本成倍增长，设施利用率显著降低等。本文物资总库选址与一般物流配送中心等服务设施选址需要考虑的因素不同。传统物流配送中心多考虑成本因素对其选址的影响程度，而本文物资总库的选址更注重将时间因素与成本因素相结合考虑。因此，本文采用集合覆盖模型对现有物资总库进行选址。通过应用集合覆盖选址模型既可以有效减少物资总库建设数量，节约建设成本与运营成本，又可以通过大批量采购或者配送，降低采购和配送成本，提高运输设备

4、的装载率，极大地缓解城市交通压力。二、相关研宄关于选址问题，国外学者研宄相对较早，Coober(1963)第一次提出了设施选址问题，并将极值方程与启发式算法应用于选址问题中。在此之后，不断总结出的选址模型有重心法、集覆盖法、P-中值模型等。Vladmir讨论了基于P-中值的排队论覆盖选址问题。Toregas等人最早讨论了应急服务设施选址的集合覆盖模型，即对于事先给定的服务覆盖半径，如何确定服务设施点的数量及位置，使得所有的需求点距离其最近的设施点不超过覆盖半径。Toregas和Revelle又分别提出了精确求解LSCP的行和列简化算法。Brotcorne等研究了求解

5、需求点离散、潜在设施点连续的大规模覆盖选址问题的快速启发式算法。Karasakal(2015)在其发表的文章中提出了基于多目标问题的部分覆盖下设施选址问题，并应用改进的SPEA2对其模型进行求解。Iris发表了一篇将遗传算法应用到物流供应链设计问题中的论文，具有良好的参考价值。国内相关学者在选址问题的研宄方面也有突出贡献。沈默等运用了重心法对物流配送中心进行选址研究，分析了重心法选址的优点与缺点，并且将重心法选址模型运用到苏宁配送中心选址方案选择中。苗兴东等结合物理学中相关知识，提出了重心法能利用一个二维封闭图形求解重心，以此来解决物流设施的选址问题并通过一个算例对

6、其进行了具体实践。张彩庆等提出了基于P-中值模型的电网检修分公司选址模型，构建了基于P-中值模型的电网检修分公司静态选址方案和改进的P-中值模型的动态选址方案，为检修公司分部的选址问题提供了一种有效的研究方法和选择依据。王世伟提出了在最坏失效状态下的P-中值选址问题，并列举了几个求解中值问题的常用算法。Li等人在考虑实际工程要求的基础上，研究了用经典集覆盖模型进行地铁设备应急抢修点选址问题。当存在成本或资源约束而不能满足所有的需求点时，则要尽可能覆盖可达到的需求点。肖俊华(2012)发表的论文在考虑总体成本最低的情况下，通过对应急储备库选址的深入研宄，提出了集合覆盖

7、模型的构建方法。在应用遗传算法对选址问题进行求解方面，谭前进(2007)等发表的文章论述了以遗传算法为基础的物流配送系统方案设计，阐述了遗传算法在车辆调度中的应用。通过模拟实验，该智能化配送系统适合于任何中小型物流公司调度车辆。张琨(2011)对武汉城市轨道交通网进行了全面的调查和研究，基于成本因素的考虑提出了多线共用物资总库的模式，并对物资总库布局建立了相应的总体规划模型，通过遗传算法与MATLAB软件实现了武汉市物资总库的选址研宄。本文在参考上述思想方法与理论的基础上，对模型的选取进行了深入研宄。考虑到物资总库优化选址属于服务设施点数量、位置选择均未知的多物