中欧班列开行方案及集结中心协同优化研究

作     者：李天昊 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：魏玉光

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：中欧班列 开行方案 遗传算法 模拟退火 集结中心 协同优化 

摘      要：随着中欧班列开行节点数量、班列数量的迅速增加,现有中欧班列运输组织模式已经不能够适应中欧班列的快速发展,因此,亟待设计一套经济、便捷的中欧班列运输组织方式。现有有关中欧班列运输组织的研究大多是从定性的角度进行中欧班列运输组织策略的探讨,关于中欧班列运输组织策略的定量研究较少。在相关研究中,主要存在5点不足:一是考虑运输组织模式、班列形式单一。二是节点功能定位模糊。三是集结中心选择不够严谨。四是求解案例规模较小。五是对货流、箱流、列流的关系模糊不清。基于中欧班列开行的问题、现有研究的不足,本文研究步骤如下:一是对中欧班列的货流及箱流OD特性进行分析,梳理出4种班列形式:直达班列、阶梯直达班列、中转基础班列、中转直达班列,设计出4种中欧班列运输组织模式:“全直达模式、“全集结模式、“直达+集结模式、“直达+阶梯直达+集结模式,同时对4种模式下货流、箱流、列流的转化关系进行分析。二是采用基于可变压缩权重的改进k-means半监督聚类算法对中欧网络节点进行聚类,基于所设计的直达班列、阶梯直达班列、中转基础班列、中转直达班列4种班列形式,对聚类后的节点进行节点差异化功能设计。三是将中欧班列开行方案及集结中心进行统筹考虑,建立中欧班列开行方案及集结中心选址的协同优化模型,所建立的优化模型为大规模混合整数规划模型,设计改进的遗传-模拟退火混合算法进行求解。四是选取实际中欧运输网络中42个节点进行案例分析。计算结果表明:在所模拟生成的OD数据下,基于箱均运行成本、箱均运输时间、箱均物流成本3个评价指标,“直达+阶梯直达+集结模式优于“直达+集结模式优于“全直达模式优于“全集结模式。