[發明專利]基于雙層規劃的中歐班列國內集運系統優化方法

在審

• 申請號: 202010179829.8
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111523834A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 湯銀英;李旭強;陳思
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06Q10/08
• 分類號: G06Q10/08;G06N3/12
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發明公開了一種基于雙層規劃的中歐班列國內集運系統優化方法，該方法包括通過中歐班列國內集運系統現狀梳理，采用主成分分析法，確定中轉站選址備選集，并分別構建上層模型和下層模型，采用自適應遺傳算法進行迭代求解，然后根據求解結果對中歐班列國內集運系統進行優化。本發明從兼顧考慮集運系統規劃者、運輸公司或者貨主利益的角度出發，分別構建用于確定班列中轉站位置及數量的上層模型和確定班列集運方案的下層模型，并采用遺傳算法進行迭代求解，能夠實現在合理投資建設集裝箱中轉站的同時和確定合理集運方案，能夠實現提高運輸效率，滿足貨主運輸需求的同時降低集疏運系統總物流成本。

技術領域

本發明屬于中歐班列貨流分配技術領域，具體涉及一種基于雙層規劃的中歐班列國內集運系統優化方法。

背景技術

近年來，在中歐班列深入發展建設的不斷推動下，國內港口集裝箱集疏運系統在不斷發展，但在這個過程中也暴露出些許問題：不斷增長的港口集裝箱吞吐量與整個運輸體系之間的不匹配；現有中歐班列樞紐、貨站布局不盡合理，運輸效率與成本難以控制，國內集裝箱場站間協調發展水平有待進一步提升。

發明內容

針對現有班列開行多為點對點直達開行，多數城市中歐班列的開行難以實現常態化運營，缺少強有力的班列集運系統等問題，本發明提供了一種基于雙層規劃的中歐班列國內集運系統優化方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于雙層規劃的中歐班列國內集運系統優化方法，包括以下步驟：

S1、分析中歐班列國內集運系統的影響指標，運用主成分分析法確定中轉站選址備選集；

S2、根據集運系統建設成本及能力，構建用于確定班列中轉站位置及數量的上層模型；

S3、根據集運貨主的運輸成本，構建用于確定班列集運方案的下層模型；

S4、根據步驟S2和S3組合的雙層規劃模型，采用遺傳算法進行反饋迭代求解；

S5、根據步驟S4的求解結果對中歐班列國內集運系統進行優化。

進一步地，所述步驟S1對中歐班列國內集運系統進行分析處理具體為：基于貨運量、腹地經濟、交通便捷度、城市地位影響指標，運用主成分分析法，初步確定中轉站選址備選集。

進一步地，所述步驟S2根據集運系統建設成本及能力，構建用于確定班列中轉站位置及數量的上層模型具體為：以集運系統建設成本及能力最優為優化目標，構建用于確定班列中轉站位置及數量的上層模型。

進一步地，所述上層模型具體表示為：

s.t.

F_j∈{0、1},j＝1,2...b

其中，a表示貨運起點，b表示中轉站，Z_j表示第j地建設集裝箱班列中轉站的固定成本費用，Z_j(a_j)表示j地建設集裝箱班列中轉站的變動成本費用，d 表示貨主運輸需求，a_j表示在j地建設的集裝箱中轉站的操作能力，F_j為0-1 變量。

進一步地，所述步驟S3根據集運貨主的運輸成本，構建用于確定班列集運方案的下層模型具體為：以集運貨主的運輸成本最小為優化目標，構建用于確定班列集運方案的下層模型。

進一步地，所述下層模型具體表示為：

s.t.: