物流网络设计问题.doc

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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除物流网络设计问题3.1基本形式的批发/零售物流网络设计双层规划模型批发/零售物流网络中运输路线的连接问题。此时的物流网络为公司内部的物流网络，网络中的连接线路为各个批发/零售点之间的已经建立的抽象的物流配送的连接线路。现在的任务是为了降低整个公司物流运输的总费用，在备选的几个批发/零售点之间挑选若干个点建立连接。针对该问题，基本形式的批发/零售物流网络设计问题的上层设计目标就是在现有投资约束允许的情况下使整个物流网络的运输费用达到最小。基本形式模型的下层模型一般采用UE平衡配流模型（Sheffi,1985）。可以采用双层规划模型（P3.1）

2、对批发/零售物流网络设计问题进行如下的描述：（P3.1）（U3.1）（3-1）s.t.（3-2）或1（3-3）其中是的隐函数，它可以通过求解下层问题获得：（L3.3）（3-4）s.t.，，（3-5），，，（3-6），（3-7），（3-8）本节使用的相关符号定义如下：：表示路段集合，其中表示已经存在的路段，此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除表示备选的计划新建的路段，为任意一条路段；：路段上的总的流量，为路段流量的向量表示；：从到的路径集合；：起始节点，；：终到节点，；：起点到终点总的交通需求量，为交通需求量的向量表示；：起点到终点在路径上的流量，为网络中路

3、径流量的向量表示；：标志路段的是否修建的0-1变量。当时表示不修建路段，当时表示修建路段。为该决策变量的向量表示；：路段行驶的时间（或费用）函数，设该函数为连续可微的单调上升函数（对变量），，为阻抗函数的向量表示；：计划修建路段的修建费用；：任意足够大的正数；：为投资预算。批发/零售物流网络设计问题实际上是一个非线性混合整数规划问题（含有离散和连续决策变量），在该模型中假定O-D需求量固定，并且货车车队的路径选择行为符合用户平衡分配原则。上层的网络规划者在满足投资预算约束及其它约束的条件下使网络在添加若干路段方案后公司的总运输费用最小。在规划问题（P3.1）中，上层问题（U3.1）

4、有投资约束（3-2）、路线连接添加方案决策0-1约束（3-3）。所以（U3.1）的目标函数代表了物流网络规划者对网络进行投资，增加新的路段，目的是使整个物流网络的系统总运输费用最小。在构造的下层问题模型（L3.1）中，假定货车车队的路径选择行为符合UE准则。约束（3-5）和（3-6）是流量的守衡及非负约束。约束（3-7）描述了路段与路径之间的关系。约束（3-8）禁止在不修建的备选路段上分配流量；如果=0，则为零，而如果=1时，不受限制。3.2模型的求解算法而在物流网络设计问题中，假设有条计划确定的路段，则总共有种路段添加方案。如果通过穷举所有的路段添加方案来寻找最优路段添加方案将导

5、致巨大的计算量，因此它被众多研究学者认为是极其难求解的问题之一（Gao和Sun,2004）。此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除求解这类模型的常用方法有Bender分解法、分枝定界法和其他启发式算法。在早期的综述文献中，Magnanti和Wong（1984）概述了网络设计问题的一般建模方法，总结了以往的求解算法，并认为针对一些特殊的离散网络设计问题Lagrange松驰法或对偶上升法能非常有效地定界。Chen和Alfa（1991）用基于logit的随机增量配流方法研究了离散网络设计问题，而刘灿齐（2001）采用了“隐枚举法”来求解离散网络设计双层规划模型。F

6、riesz等,（1992、1993），Cree和Maher（1998），蔡金和高自友（2002），蔡金（2003）采用非数值优化算法研究了离散网络设计双层规划模型的求解算法并取得较好的使用效果，但由于此类算法求解双层规划模型时的具体参数（如编码长度等优化参数）难以确定，所以收敛性一般难以保证，况且在实践应用中可解释性也不理想，所以这方面的研究还属于探索阶段。综上所述，到目前为止一般采用比较多的相对成熟的算法还是基于分枝定界方法。显然为了将分枝定界方法较好地应用在较大规模的实际物流网络中，我们需要处理好该求解算法内在的非线性复杂性以及上下层的合理定界等问题。本章中所使用到的求解算法主

7、要采用基于分枝定界方法的求解算法。在批发/零售物流网络设计问题中，假设有条计划确定的路段，则总共有种路段添加方案，因此如果通过穷举所有的路段添加方案来寻找最优路段添加方案将导致巨大的计算量。因此从离散网络设计问题的特点出发，为适应求解较大规模物流网络的要求，可以采用分枝定界方法对原问题（P3.1）进行求解。分枝定界方法比较适合求解混合整数规划问题，该算法不需要尝试决策变量的每一种排列组合情况，而仅通过计算组合方式中的一小部分分枝就可以得到整体的最优解。在物流网络优化问