基于两阶段方法的可持续多式联运网络路径优化

作     者：石珊珊 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：匡海波

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：多式联运 两阶段方法 模糊C聚类 多目标路径优化 遗传算法 

摘      要：随着环境问题日益凸显,可持续发展已经成为全球经济发展的重要议题。交通运输由于其庞大碳排量,以及其环境问题获得关注日益增加。为解决交通运输领域环境问题,多目标路径优化方法越来越多被提及去解决可持续多式联运优化问题。多目标优化方法一般考虑运输成本以及运输时间优化,为解决多式联运可持续路径优化问题,本文相对于传统多目标优化方法增加了碳排放这一优化目标。为解决多目标优化收敛性以及降低多式联运路径优化复杂性,本文提出两阶段方法:第一阶段建立模糊C聚类(FCM)模型,通过模糊C聚类函数工具包算法运行求解,基于聚类分析结果确定多式联运网络节点;第二阶段基于确定的多式联运网络节点,建立多式联运多目标路径优化模型,通过遗传算法进行求解并确定多式联运最优路径。本文首先对可持续多式联运网络进行界定并对可持续网络构成体系进行分析,基于可持续多式联运网络理解基础,凝练多式联运网络特征,为可持续多式联运网络选址-路径优化问题提出提供有效理论支撑。其次,基于多式联运运输路径选择要素分析,针对多式联运网络节点以及路径优化问题研究,提出本文研究的可持续多式联运选址-路径规划问题。第三,基于可持续多式联运网络选址-路径规划问题,提出两阶段方法解决该问题,通过多式联运网络选址-路径规划问题分析并提出相关假设,构建多式联运节点选址模型以及多目标路径优化模型,通过两阶段算法进行求解,确定可持续多式联运最优路径规划。最后,为验证所提两阶段方法有效性,将该方法应用与环渤海运输网络,分别研究不同优化目标情况下(单目标以及多目标)多式联运运输路径选择,为环渤海多式联运参与者提供有效多式联运运输路径规划方案。结果表明,与单目标路径优化问题相比,所提方法在解决可持续多目标路径优化问题上具有其先进性,同时该方法能够应用于大规模场景运输网络优化问题;基于多式联运参与者不同市场需求偏好,为环渤海地区多式联运参与者提供最佳运输路线及运输模式选择参考;研究结果也为其它地区多式联运网络优化提供理论支撑并为提高国内可持续运输路径规划提供有效方案。