[發明專利]多式聯運路徑優化方法、系統、存儲介質、計算機設備

在審

• 申請號: 202110284644.8
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113033885A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 柳伍生;肖必弘;譚倩
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/08;G06Q30/02;G06F17/11
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明屬于貨物運輸技術領域，公開了一種多式聯運路徑優化方法、系統、存儲介質、計算機設備，提出了分別以成本、時間、碳排放量、噪聲污染以及貨損量為目標的目標函數，并通過對目標函數進行歸一化處理建立多目標綠色多式聯運路徑規劃模型；針對含有時間不確定參數的目標函數，采用模糊數學相關理論建立多目標模糊機會條件約束模型并將其轉換為等價形式，并運用魯棒優化思想，將含有貨損率不確定參數的目標函數模型轉換為基于情景集的魯棒優化模型，得到最終多式聯運方案。本發明在考慮不確定性因素影響的同時，減少了貨物運輸的成本及時間，并減少了對環境的污染，從而提高了運輸服務水平、競爭能力以及社會效益。

技術領域

本發明屬于貨物運輸技術領域，尤其涉及一種多式聯運路徑優化方法、系統、存儲介質、計算機設備。

背景技術

目前，隨著全球經濟的發展，貨物遠距離的運輸需求不斷增加，單一運輸方式已不能很好地滿足市場需求，這促使了多式聯運的發展。多式聯運采用兩種或兩種以上的運輸方式將貨物從起始地運達至目的地，能夠充分利用運輸資源并綜合不同運輸方式的優勢完成提供更優質的運輸服務。多式聯運網絡具有復雜性，時間和貨損等因素均存在著不確定性，所以在對運輸方式和路徑進行規劃時，需要在考慮不確定性因素影響的同時，減少貨物運輸的成本及時間，并減少對環境的污染，從而提高運輸服務水平、競爭能力以及社會效益。市場運輸需求增加的同時，企業對運輸在時效、安全方面的要求也逐漸多樣化，所以對不確定性多式聯運網絡的研究具有著重要意義。

近年來國內外學者針對綠色多式聯運路徑優化問題及其在不確定環境下的問題進行了深入的研究。Majbah Uddin等提出了兩個隨機模型來考慮載貨汽車行駛時間的不確定性，建立了一個二元整數線性規劃模型，以確定每個貨運承運人的最優運行時間表，同時使其運行成本最小。Lu Chenb等在多式聯運的研究中，認為混合時間窗口是多式運輸航線優化的重要因素之一，并以總成本和碳排放量為目標，建立了混合時間窗約束下的多目標最優路徑多式運輸模型。Emrah D.等研究了運輸時間不確定的綠色多式聯運網絡設計問題，建立了可以根據成本、時間和碳排放的目標生成穩健的運輸計劃隨機優化模型。SongLiu等考慮多式運輸和時間表的不確定性，采用區間數據表示網絡權值的不確定性，然后采用魯棒優化方法對區間數據進行處理。建立了考慮時間表限制的魯棒最短路徑優化模型，并設計了遺傳算法求解該問題。Jiehui Jiang等針對減少碳排放和不確定需求的區域多式聯運物流網絡設計問題進行研究，加入多利益相關者決策行為建立雙層規劃模型，并根據不確定需求環境下物流企業的風險規避水平，提出了一種改進的可調魯棒優化框架來解決箱式不確定性。Fazayeli等在時間窗約束下，考慮隨機需求量，建立最小成本優化模型，運用遺傳算法進行求解。Abderrahman A.等針對多式聯運貨物的運輸成本和網絡終端節點容量的不確定性，提出了魯棒優化模型，考慮到了網絡中需求的不確定性。Resat等建立了以運輸成本和運輸時間為目標的多目標函數多式聯運路徑規劃模型，并將該模型應用于Marmara地區的多式運輸網絡進行驗證。Mohamed El moufid等通過調整庫存理論模型，假設單位運輸成本、商品價值、庫存成本以及終端空閑時間等附加條件被修正，進行情景分析從物流總成本角度選擇最有效的運輸路線，充分考慮和預測物流總成本構成和主要因素的變異性，選擇最優的運輸路徑。Fotuhi F.等研究了網絡拓撲結構不確定的多式聯運路徑優化問題。Dezhi Zhang等研究了具有隨機需求的城市區域綠色多式聯運物流網絡問題，以總社會福利最大化為目標，并考慮物流用戶的選擇行為，建立了兩個非線性雙層規劃模型，并使用粒子群優化算法來求解該模型。建立了與時間相關的多目標最優路徑優化模型，并從決策者的角度出發，給出了多種適應決策偏好建議。Mohamed A等通過整合各種新型合作模式的資源，提出了基于集裝箱港口參與的集裝箱空箱運輸優化方法，以集裝箱空箱運輸總成本最小化為目標，建立了多式聯運集裝箱空箱運輸整數規劃模型，并運用敏感度分析對各項不確定因素進行分析，證明模型有效性。Cetin等將重點放在收貨人的硬時間窗口限制上，規定貨物應該在固定時間內交付給收貨人，并以此作為優化多式運輸路徑的約束，建立了帶有硬時間窗的多式聯運路徑規劃模型。Lei Dingyou等建立了大宗貨物最短運輸時間、運輸距離和運輸成本的目標函數，在研究中充分考慮了線路邊界、橋梁荷載等約束條件，最終建立了大宗貨物的多式聯運路徑優化模型。陸鍵等針對運輸路徑上交通事故概率未知的情況進行研究，提出考慮運輸成本和風險的危險品運輸網絡選線模型,通過計算對事故發生的后果進行量化，在考慮運輸方對多條路徑進行組合選擇的情況下，以風險最小為目標建立基于零和博弈理論的符合選線模型。代存杰等針對多種類型危險品的多路徑組合優化問題進行研究，提出根據運輸路徑物理特征的路徑間物理相異度和空間相異度的計算方法，并進行了最小相異度的約束，建立了考慮運輸成本、時間和累計風險的多目標優化模型。龍瓊等面向交通網絡的不確定性特點,提出了一種考慮個性化需求的路徑選擇方法，在不確定型多屬性決策框架下構建了路徑綜合評價指標體系，充分考慮了個性化需求的復雜性和模糊性，引入了模糊分析方法進行指標權重的個性化確定，從而能夠針對路網信息的不確定性得到最優路徑。李孟良等將災后應急物資作為多式聯運的運輸對象，在滿足物質需求，道路交通需求，以及優先需求的前提下，使得運輸方案達到緊急救援總成本最低，最短的運輸時間和最小的損失，并運用魯棒優化思想來建立一個應急物資多式聯運規劃模型。謝靜等在模糊需求環境下建立多式聯運多目標優化模型，運用逐步法求解模型，并進行了有無碳成本的結果對比分析。于雪嶠等建立運量模糊情形下的運輸總費用最小化多式聯運優化模型，加入客戶滿意度和時間窗約束，對比分析了多式聯運相較于單一運輸方式的成本和效率。王慧等考慮多式聯運運輸量為模糊變量，以最小化運輸成本為目標，對運輸路徑及相應的運輸方式進行選擇，采用改進粒子群算法求解模型。張得志等針對節點間運輸時間的單一不確定性、中轉節點是否進行轉運的可能性及客戶服務時間窗約束等情況，在最大化客戶滿意度的情況下構建聯運協同優化模型，充分考慮多式聯運過程中貨物運輸量和節點間運輸的多種不確定性。