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基于混合蚁群算法的异质车队低碳VRP研究

计算机工程与应用 2020年第14期56卷 240-249页

作者：张明伟李波屈晓龙郭盈天津大学仁爱学院管理系天津301636 天津大学管理与经济学部天津300072

针对货运车辆在配送调度过程中产生大量碳排放的问题,建立模型将多种影响碳排放量的因素协同优化。模型中考虑了不同载重量的异质车队,两个节点之间有多条道路的柔性路径,以及车辆重量随卸货而减少的动态负载等因素,以碳排放量、行驶时... 详细信息

针对货运车辆在配送调度过程中产生大量碳排放的问题,建立模型将多种影响碳排放量的因素协同优化。模型中考虑了不同载重量的异质车队,两个节点之间有多条道路的柔性路径,以及车辆重量随卸货而减少的动态负载等因素,以碳排放量、行驶时间和行驶路程为优化目标,并加入了节点需求时间窗、根据速度变化划分路段、交接和卸货时间的约束。提出了一种混合蚁群算法,利用蚁群算法信息素强度更新方式保持群体记忆性,利用粒子群算法的快速收敛特性增加计算效率。通过随机数值算例的仿真优化与对比分析,验证了算法和模型的有效性。

关键词：车辆路径问题低碳异质车队柔性路径混合蚁群算法

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异质车辆队列系统参数化协同预测巡航控制

浙江工业大学学报 2020年第6期48卷 591-597页

作者：何德峰顾煜佳罗捷浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

针对网联条件下异质车辆队列的协同巡航控制问题,提出一种参数化协同预测控制算法。首先,根据纵向车辆队列的运动学关系建立系统状态空间模型,通过反馈线性化将其转化为线性模型;其次,考虑车辆在行驶过程中的安全性、舒适性和燃油经济... 详细信息

针对网联条件下异质车辆队列的协同巡航控制问题,提出一种参数化协同预测控制算法。首先,根据纵向车辆队列的运动学关系建立系统状态空间模型,通过反馈线性化将其转化为线性模型;其次,考虑车辆在行驶过程中的安全性、舒适性和燃油经济性等性能指标,结合系统约束条件来定义有限时域最优控制问题,为降低在线求解最优控制问题的计算量,引入阶梯式控制策略,将预测时域内的控制输入变化量参数化,设计预测巡航控制器并分析闭环系统的稳定性、抗干扰性和跟踪性能;最后,通过仿真验证设计算法的有效性。

关键词：异质车队协同自适应巡航控制模型预测控制约束控制计算量

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分割配送的生鲜产品库存-路径优化研究

包装工程 2020年第19期41卷 140-147页

作者：肖青郑凯君大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

目的基于供应商管理库存策略,优化协调第三方物流(3rd Party Logistics,3PL)参与的二级供应链系统中库存补充与补货配送的关系,在满足配送需求的同时降低系统的库存和运输成本。方法综合考虑3PL物流模式下的库存-路径系统中生鲜产品的... 详细信息

目的基于供应商管理库存策略,优化协调第三方物流(3rd Party Logistics,3PL)参与的二级供应链系统中库存补充与补货配送的关系,在满足配送需求的同时降低系统的库存和运输成本。方法综合考虑3PL物流模式下的库存-路径系统中生鲜产品的运输距离、质量时间窗以及需求分割配送策略在时间上的调整等因素,以异质车队车辆行驶燃油成本、车辆调用固定成本、配送超时腐坏成本以及各零售商的库存成本为目标函数,建立多品种生鲜产品库存-路径优化模型。结果通过改进的遗传算法计算并进行配送量调整优化,得到最终的生鲜配送方案,其系统总成本比配送量调整前减少了9.98%。结论通过在时间上对配送量进行拆分调整可以有效地节约供应链系统总成本。

关键词：需求分割配送异质车队库存-路径模型

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基于模糊MPC的智能车队纵向跟随控制研究

基于模糊MPC的智能车队纵向跟随控制研究

作者：张通江苏大学

学位级别：硕士

作为车辆协同控制系统中的关键技术,智能车队纵向跟随控制基于无线通信和先进的控制策略实现同车道多个车辆保持最小安全间距编队行驶,对于提高道路容量和节能减排具有重要意义。模型预测控制（MPC）因具有多模型约束处理的优势,被广泛... 详细信息

作为车辆协同控制系统中的关键技术,智能车队纵向跟随控制基于无线通信和先进的控制策略实现同车道多个车辆保持最小安全间距编队行驶,对于提高道路容量和节能减排具有重要意义。模型预测控制（MPC）因具有多模型约束处理的优势,被广泛应用于车队控制研究中。然而,其算法在满足不同工况下智能车队对不同性能的控制要求方面,仍有改进空间。并且现有的纵向跟随控制多集中于均质车队,对于异质车队尚且缺乏深入的研究。为此,本文根据MPC算法原理为智能车队纵向跟随控制系统设计了一种改进的MPC算法——模糊MPC算法,并开展了动力学性能参数不同的异质车队纵向跟随控制研究,最后通过仿真实验验证了模糊MPC算法的可靠性。具体研究内容如下:（1）建立智能车队纵向跟随控制系统模型。通过分析单车纵向动力学模型,结合固定车头时距的间距控制策略构建出车队纵向控制系统运动学模型,并根据车辆性能和系统要求确定系统的约束参数和控制目标。（2）构建分层控制的系统架构,设计智能车队纵向跟随控制器。在MPC算法的基础上引入模糊算法设计上层模糊MPC控制器,并对模糊MPC算法的稳定性进行了分析。结合PID算法和车辆纵向逆动力学模型设计下层控制器,负责接收上层控制器的输出并转换为加速或制动控制。（3）应用Carsim/Simulink软件搭建联合仿真平台,完成模糊MPC控制器的仿真实验验证。在Simulink中搭建智能车队模拟系统,在Carsim模型库中选取车辆模型,对模糊MPC控制器的控制效果进行数值模拟仿真,并与PID算法、MPC算法的控制效果对比。实验结果表明:模糊MPC算法在连续加减速和紧急制动场景中能够在保证车队跟随效率的同时提高跟随车辆的乘坐舒适性。（4）基于模糊MPC控制方法,研究异质车队的纵向跟随控制。首先,建立由不同动力学参数的车辆构成的异质车队纵向跟随控制系统。然后,根据异质车队中车辆性能不同的特点,改进原有的间距控制策略和约束条件,并进一步在模糊MPC控制器的基础上加入异质参数进行算法改进。最后,基于Carsim/Simulink联合仿真平台,在中、高速多工况条件下,开展与PID算法、MPC算法的对比实验,仿真结果表明:改进后的模糊MPC在异质车队纵向跟随控制中具有较好的控制效果。

关键词：车队纵向跟随模型预测控制模糊控制联合仿真异质车队

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考虑分割配送的生鲜产品库存路径优化研究

考虑分割配送的生鲜产品库存路径优化研究

作者：郑凯君大连海事大学

学位级别：硕士

消费者对于生鲜产品的质量具有较高的要求,而在生鲜配送供应链中为保证产品的质量同时降低成本,其库存管理策略与配送路径决策十分重要。但在实际决策过程中,库存成本和运输成本之间存在有悖反效应,因此将两者整合优化具有重要的理论意... 详细信息

消费者对于生鲜产品的质量具有较高的要求,而在生鲜配送供应链中为保证产品的质量同时降低成本,其库存管理策略与配送路径决策十分重要。但在实际决策过程中,库存成本和运输成本之间存在有悖反效应,因此将两者整合优化具有重要的理论意义和实际价值。库存路径问题(Inventory Routing Problem,IRP)就是指在供应商管理库存(Vendor Managed Inventory,VMI)模式下,供应商根据零售商的库存情况进行配送补货,使得系统总成本最低,也就是探究如何协调系统中库存的补充和配送之间的关系。同时,在以往的配送方案研究中,存在一些车容量空置的情况,造成车辆运力浪费,因此考虑需求分割配送策略,将需求拆分配送以增加车容量利用率,减少系统运输成本。有鉴于此,本文基于供应商管理库存策略,优化协调第三方物流(3rd Party Logistics,3PL)参与的二级供应链系统中库存补充与补货配送的关系。该系统由一个供应商、一个车场和多个零售商构成,以实现供应链系统总成本最低为目标,综合考虑3PL物流模式下的库存路径系统中生鲜产品的运输距离、质量时间窗以及需求分割配送策略在时间上的调整等因素,以系统中异质车队车辆行驶燃油成本、车辆调用固定成本、配送超时腐坏成本以及各零售商的库存成本组成的总成本为目标函数,建立多品种生鲜产品库存路径优化模型。确定每个零售商服务的配送方案和库存管理方案,使得系统在满足客户需求的同时降低系统总成本。本文的主要创新性研究包括:(1)生鲜产品具有一定的时鲜性和易腐性,且不同生鲜产品的腐坏速度和腐坏损失成本都不尽相同,这会影响系统的库存和配送方案,且产生腐坏成本。本文设计不同的生鲜产品腐坏速率和货架期,构建了多品种生鲜产品库存路径优化模型;(2)由于车型、载重量等方面的因素都会对燃油消耗产生影响,因此引进综合燃油消耗成本模型进行异质车队车辆行驶成本计算,提高燃油消耗成本计算的准确性;(3)在需求分割配送策略方面,很多学者更关注在当期对订单进行拆分配送。本文考虑将订单拆分,在时间上进行配送量调整,以达到减少成本,增加车容量利用的目的;(4)设计改进的遗传算法进行算例验证分析,得到最初的生鲜配送方案,并通过订单拆分调整配送量,利用改进的遗传算法得到最终的生鲜配送方案,验证研究合理性。

关键词：生鲜产品异质车队库存路径问题需求分割配送改进遗传算法