以低碳為目標(biāo)的集裝箱接駁運(yùn)輸問題的建模與優(yōu)化.pdf

1、聯(lián)合國政府間氣候變化委員會的一份報(bào)告指出:過去50年里全球平均氣溫的升高主要是排入大氣的溫室氣體造成的，而全球變暖又將引發(fā)海平面升高、極端天氣頻發(fā)等惡劣自然現(xiàn)象，從而進(jìn)一步影響人類的生產(chǎn)、生活甚至威脅人類的生存。物流運(yùn)輸業(yè)是二氧化碳等溫室氣體的重要來源之一，而道路貨運(yùn)的碳排放量在物流運(yùn)輸中占有重要的比例。目前，集裝箱是貨運(yùn)的主要形式，所以集裝箱道路運(yùn)輸是道路貨運(yùn)的重要組成部分。因此研究以低碳為目標(biāo)的集裝箱道路運(yùn)輸問題，可帶來可觀的環(huán)境效

2、益。
　　集裝箱接駁運(yùn)輸是指在長距離的遠(yuǎn)洋或鐵路運(yùn)輸開始之前或結(jié)束之后的距離相對較短的通常由卡車實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。這種運(yùn)輸方式能夠提供門到門的運(yùn)輸服務(wù)。雖然其運(yùn)輸?shù)木嚯x較短，但單位距離單位集裝箱的運(yùn)輸成本卻很高。此外這種運(yùn)輸方式容易造成道路擁堵，貨物延遲交付和損壞等。因此，研究提高集裝箱接駁運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸效率非常重要。
　　本文對一個(gè)集裝箱接駁運(yùn)輸問題進(jìn)行了研究。不但考慮了運(yùn)輸任務(wù)的雙時(shí)間窗（取貨地和送貨地）屬性和空集裝箱的調(diào)度，

3、還考慮了接駁運(yùn)輸對環(huán)境的影響。以接駁運(yùn)輸過程中車輛總的碳排放量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以車輛總的行駛時(shí)間或運(yùn)行成本為優(yōu)化目標(biāo)，并且對其進(jìn)行了分析。本論文主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　(1)對車輛行駛速度固定的集裝箱接駁運(yùn)輸問題進(jìn)行了研究?；诖_定的活動在頂點(diǎn)上的圖（DAOV圖），建立了以低碳為目標(biāo)的集裝箱接駁運(yùn)輸問題的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。測試了基于商業(yè)優(yōu)化軟件LINGO求解該模型的速度與精度，與傳統(tǒng)的以總工作時(shí)間為目標(biāo)的模型進(jìn)行了對比

4、，分析了時(shí)間窗寬度、進(jìn)出口箱所占比例以及空箱所占比例對結(jié)果的影響。結(jié)果表明:這種方法能夠在很短的時(shí)間內(nèi)求得實(shí)際規(guī)模問題的高精度解，且可以有效降低碳排放量。
　　(2)對車輛行駛速度未知的集裝箱接駁運(yùn)輸問題進(jìn)行了研究。對DAOV圖進(jìn)行了擴(kuò)展，基于該圖以車輛行駛速度為決策變量，建立了一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。針對該模型設(shè)計(jì)了基于速度離散化的求解算法，并將該模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:這種基于速度離散化的算法能夠在很

5、短的時(shí)間內(nèi)給出實(shí)際規(guī)模問題的近似最優(yōu)解，對于能夠通過其它方法給出理論最優(yōu)解的中小規(guī)模算例，這種近似最優(yōu)解與理論最優(yōu)解的差距很?。ㄒ话阈∮?.1％）。與給定車輛行駛速度情形的對比進(jìn)一步驗(yàn)證了這種模型和算法的有效性。
　　(3)對車輛行駛速度未知的集裝箱接駁運(yùn)輸問題進(jìn)行了研究。基于DAOV圖進(jìn)行了擴(kuò)展，以車輛的行駛時(shí)間為決策變量，建立了一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。針對該模型設(shè)計(jì)了基于時(shí)間窗離散化的求解算法，并將模型轉(zhuǎn)化為純整數(shù)(0-1