軸輻式輸運網(wǎng)絡(luò)中的選址優(yōu)化問題研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化不斷發(fā)展，以樞紐為核心的軸輻式輸運網(wǎng)絡(luò)是整合輸運資源、提高資源利用率、降低輸運成本的有效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，已成為現(xiàn)代輸運網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流趨勢。具有合并轉(zhuǎn)發(fā)功能的樞紐和具有運輸流量優(yōu)勢的軸線作為軸輻式輸運網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，對整個網(wǎng)絡(luò)的運營有著重大影響，因此，合理的樞紐及軸線選址極其重要。樞紐選址問題和軸線選址問題是軸輻式輸運網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中研究選址優(yōu)化的兩大熱點，其中，建立符合實際的選址模型和設(shè)計高效快速的優(yōu)化算法是關(guān)鍵研究。本文對樞

2、紐選址問題中的多分配p-樞紐中位選址和軸線選址問題中的變折扣軸線選址進行了深入研究，主要工作包括:
　　(1)多分配p-樞紐中位問題的算法優(yōu)化
　　傳統(tǒng)用于求解多分配p-樞紐中位問題的算法在尋找最優(yōu)樞紐集的過程中，需要計算每個OD(Origin-Destination)流經(jīng)過集合中任意樞紐對(Hub-pair)的中轉(zhuǎn)成本，存在大量重復(fù)計算現(xiàn)象。為此，我們提出一種存儲及索引的方法，即先通過預(yù)處理將每個OD流經(jīng)過所有潛在樞紐對的

3、中轉(zhuǎn)成本存儲起來，再在需要時直接進行索引查找。對于索引，我們設(shè)計了一個哈希函數(shù)，它將每個潛在樞紐對映射到唯一的整型數(shù)值，建立哈希索引，從而實現(xiàn)快速查找。結(jié)合該存儲及索引的方法，我們實現(xiàn)了優(yōu)化的枚舉算法和優(yōu)化的禁忌搜索算法。在CAB(CivilAeronauticsBoard)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上的計算實驗表明，對于不同的數(shù)據(jù)規(guī)模，優(yōu)化算法均能夠得到最優(yōu)解，且比傳統(tǒng)算法節(jié)約10％～25％的求解時間;當(dāng)需要選定的樞紐個數(shù)p值越大時，優(yōu)化算法節(jié)約的時

4、間越多。
　　(2)變折扣軸線選址問題的建模及求解
　　不同于樞紐選址問題需要確定網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)的樞紐節(jié)點，軸線選址問題主要確定網(wǎng)絡(luò)中具有流量優(yōu)勢的路段——軸線，對其進行運輸費用折扣來實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的運輸成本優(yōu)化?，F(xiàn)有研究大都采用固定折扣的軸線，因而不能有效地針對實際網(wǎng)絡(luò)中軸線上流量差別較大的情形。為此，我們提出一個變折扣軸線選址問題(HALPUD:HubArcLocationProblemwithUnfixedDiscounts