[發(fā)明專利]多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110284644.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113033885A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳伍生;肖必弘;譚倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/08;G06Q30/02;G06F17/11
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

1.一種多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化方法包括：

考慮環(huán)境影響的多式聯(lián)運(yùn)規(guī)劃模型建立；

多式聯(lián)運(yùn)中不確定參數(shù)的處理。

2.如權(quán)利要求1所述的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述考慮環(huán)境影響的多式聯(lián)運(yùn)規(guī)劃模型建立包括：

(1)節(jié)點(diǎn)可同時(shí)滿足公鐵水三種運(yùn)輸方式的中轉(zhuǎn)需求；運(yùn)量無(wú)法分割，不能通過(guò)兩條線路運(yùn)輸，且相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間，只能夠選擇一種方式進(jìn)行運(yùn)輸；貨物只在節(jié)點(diǎn)處發(fā)生運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換，并且只存在不同運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換，相同的運(yùn)輸方式不進(jìn)行轉(zhuǎn)換；三種運(yùn)輸方式均不受運(yùn)輸能力和出發(fā)時(shí)刻的限制；忽視倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸等運(yùn)輸之外的步驟產(chǎn)生的碳排放量；

(2)參數(shù)說(shuō)明：N：中間節(jié)點(diǎn)集合，其中o為起點(diǎn)，d為終點(diǎn)，h,i,j為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，o,h,i,j,d∈N；M：運(yùn)輸方式集合，m∈M,m＝1,2,3,其中1代表公路運(yùn)輸，2代表鐵路運(yùn)輸，3代表水路運(yùn)輸；從節(jié)點(diǎn)i由運(yùn)輸方式m運(yùn)輸?shù)焦?jié)點(diǎn)j所需時(shí)間，單位：時(shí)；從節(jié)點(diǎn)i由運(yùn)輸方式m運(yùn)輸?shù)焦?jié)點(diǎn)j所經(jīng)過(guò)距離，單位：公里；c^m：使用運(yùn)輸方式m運(yùn)輸?shù)膯挝怀杀荆瑔挝唬涸?(噸*公里)；r_i^mn：在節(jié)點(diǎn)i由運(yùn)輸方式m轉(zhuǎn)換至運(yùn)輸方式n的單位轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，單位：元/噸；在節(jié)點(diǎn)i由運(yùn)輸方式m轉(zhuǎn)換至運(yùn)輸方式n的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，單位：時(shí)；在節(jié)點(diǎn)i運(yùn)輸方式m轉(zhuǎn)換至運(yùn)輸方式n的轉(zhuǎn)運(yùn)等待時(shí)間，單位：時(shí)；e^m：使用運(yùn)輸方式m運(yùn)輸?shù)奶寂欧庞?jì)算公式，單位：千克；ze^mn：由運(yùn)輸方式m轉(zhuǎn)換至運(yùn)輸方式n的碳排放量，單位：千克；L^m：使用運(yùn)輸方式m運(yùn)輸過(guò)程所產(chǎn)生的等效連續(xù)A聲級(jí)，單位：dB(A)；使用運(yùn)輸方式m運(yùn)輸?shù)呢洆p率；q：多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸貨物量，單位：噸；選取運(yùn)輸路徑和運(yùn)輸方式的0-1決策變量，表示從節(jié)點(diǎn)i采用運(yùn)輸方式m運(yùn)輸至節(jié)點(diǎn)j，則相反；發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)的0-1決策變量，表示在節(jié)點(diǎn)i由運(yùn)輸方式m轉(zhuǎn)換至運(yùn)輸方式j(luò)，則相反；

(3)模型建立。

3.如權(quán)利要求2所述的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述模型建立包括：

(1)目標(biāo)函數(shù)一：多式聯(lián)運(yùn)總成本，多式聯(lián)運(yùn)全過(guò)程中產(chǎn)生的成本包括節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)輸產(chǎn)生的成本和在節(jié)點(diǎn)中發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)所產(chǎn)生的成本：

其中，第一項(xiàng)為節(jié)點(diǎn)之間發(fā)生運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)輸費(fèi)用，第二項(xiàng)為在節(jié)點(diǎn)發(fā)生運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用；

(2)目標(biāo)函數(shù)二：總運(yùn)輸時(shí)間最小，在多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸過(guò)程中所花費(fèi)的時(shí)間包括節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)輸所需運(yùn)輸時(shí)間，節(jié)點(diǎn)內(nèi)運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換所需的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間以及等待轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)開(kāi)始的等待時(shí)間：

其中，第一項(xiàng)為節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸時(shí)間，第二項(xiàng)為節(jié)點(diǎn)內(nèi)發(fā)生運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，第三項(xiàng)為節(jié)點(diǎn)內(nèi)發(fā)生運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換時(shí)的等待時(shí)間；

(3)目標(biāo)函數(shù)三：多式聯(lián)運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生碳排放量最小，多式聯(lián)運(yùn)過(guò)程中，不同運(yùn)輸方式運(yùn)輸過(guò)程中以及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生碳排放污染，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)可得，公路鐵路水路運(yùn)輸每噸*千米分別消耗的柴油量為0.0148，0.0025，0.0056千克，柴油碳排放因子為0.0741kg/MJ，燃油熱值為43MJ/kg，得三種運(yùn)輸方式的碳排放計(jì)算公式為：

e¹＝0.0472kg/(t*km) (3)

e²＝0.0080kg/(t*km) (4)

e³＝0.0178kg/(t*km) (5)

則以總碳排放量最小的目標(biāo)函數(shù)如下：

其中，第一項(xiàng)為不同運(yùn)輸方式運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)生的碳排放總量，第二項(xiàng)為節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生的碳排放總量；

(4)目標(biāo)函數(shù)四：多式聯(lián)運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生噪聲污染最小：運(yùn)輸過(guò)程中不同運(yùn)輸方式都會(huì)產(chǎn)生不同程度的噪聲污染，不同運(yùn)輸工具在不同的速度以及參考距離下產(chǎn)生的等效連續(xù)A聲級(jí)均不相同，采用不同運(yùn)輸方式產(chǎn)生的等效連續(xù)A聲級(jí)與時(shí)間的乘積度量噪聲污染，目標(biāo)為噪聲污染最小：

(5)目標(biāo)函數(shù)五：總貨損最小，貨物運(yùn)輸過(guò)程中，貨損貨差的原因是：一是裝卸搬運(yùn)不當(dāng)導(dǎo)致貨物擠壓、刺穿；二是運(yùn)輸過(guò)程中由于顛簸、撞擊等造成損壞，則：

(6)多目標(biāo)函數(shù)處理，通過(guò)模糊隸屬度函數(shù)將不同含義的目標(biāo)統(tǒng)一成無(wú)量綱的隸屬度單目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，從而將多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有權(quán)重和統(tǒng)一量綱的單目標(biāo)問(wèn)題；

將具有不同含義及量綱的目標(biāo)函數(shù)值映射至[0,1]區(qū)間，將五個(gè)不同量綱的目標(biāo)函數(shù)值轉(zhuǎn)換為具有統(tǒng)一量綱的函數(shù)值，轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行求解；

計(jì)算方法如下：

式(9)-(13)中，ω_1-5為通過(guò)式(1)-(8)所計(jì)算出來(lái)的目標(biāo)函數(shù)值，ω_{i min}為目標(biāo)函數(shù)i的最小函數(shù)值，ω_imax為目標(biāo)函數(shù)i的最大函數(shù)值，其中i∈{1，2，3，4，5}；

對(duì)所計(jì)算出來(lái)的歸一化目標(biāo)函數(shù)值分別賦與權(quán)重求和轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)函數(shù)；建立的確定環(huán)境下的數(shù)學(xué)模型為：

Min f＝λ₁f₁+λ₂f₂+λ₃f₃+λ₄f₄+λ₅f₅ (14)

其中，式(14)為總目標(biāo)函數(shù)，λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅分別為五個(gè)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重式(15)至(17)表示運(yùn)輸從起點(diǎn)出發(fā)最終抵達(dá)終點(diǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸連續(xù)性；式(18)為避免閉回路的約束，u_i為引入中間參數(shù)，代表路徑中節(jié)點(diǎn)i的序號(hào)；式(19)表示節(jié)點(diǎn)前后運(yùn)輸方式不同則在節(jié)點(diǎn)內(nèi)產(chǎn)生了運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換；式(20)表示在節(jié)點(diǎn)之間最多發(fā)生一次運(yùn)輸；式(21)在節(jié)中最多發(fā)生一次運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換；式(22)表示運(yùn)輸只能發(fā)生在不同節(jié)點(diǎn)之間；式(23)表示產(chǎn)生轉(zhuǎn)運(yùn)需更換運(yùn)輸方式，式(24)為決策變量約束。