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基于运载能力的铁路集装箱中心站轨道吊与集卡协同优化

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 188-198页

作者：常祎妹汪洋朱晓宁北京物资学院物流学院北京101149 北京交通大学交通运输学院北京100044

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装... 详细信息

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装箱的决策以及轨道吊的安全约束等实际情况。为求解模型,设计考虑轨道吊分配策略的遗传模拟退火算法,并进行3组不同规模的实验,验证模型和算法的可行性和有效性。实验结果表明,与传统集卡“一车一箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同作业相比,集卡“一车两箱”模式下,作业完成时间平均缩短了13.3%,并且随着算例规模的增大,集卡“一车两箱”模式的作业完成时间缩短越明显;同时,集卡“一车两箱”模式下,轨道吊作业更加灵活且作业量更均衡;此外,当铁路集装箱中心站集卡资源有限时,集卡“一车两箱”模式也可以提高设备的利用率。

关键词：铁路运输设备协同优化遗传模拟退火算法集卡“一车两箱” 运载能力铁路集装箱中心站

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考虑碳排放的长大货物多式联运路径优化

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 1-11,49页

作者：王娟程玉丽杨雨菡张英贵中南林业科技大学物流学院长沙410004 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 中南大学交通运输工程学院长沙410075

长大货物具有外形轮廓尺寸大、重量大和价值昂贵等特性,运输过程中不可拆解。多式联运逐步成为长大货物运输的首选方式,路径决策是其联运组织的核心。本文引入能耗因子,设计长大货物多式联运在途运输、改造和换装过程碳排放量计算公式,... 详细信息

长大货物具有外形轮廓尺寸大、重量大和价值昂贵等特性,运输过程中不可拆解。多式联运逐步成为长大货物运输的首选方式,路径决策是其联运组织的核心。本文引入能耗因子,设计长大货物多式联运在途运输、改造和换装过程碳排放量计算公式,统筹考虑长大货物装后轮廓尺寸、限界、桥梁承重能力和节点换装能力等制约因素,兼顾运输路段改造,以最小化长大货物联运成本和碳排放量为优化目标函数,构建考虑碳排放的长大货物多式联运路径优化模型,设计基于自适应遗传算法和精英保留策略的长大货物多式联运路径优化算法,提出一种考虑碳排放的长大货物多式联运路径决策方法。计算结果表明:相比传统遗传算法和自适应遗传算法,本文方法的目标函数优化程度均高于20%,成本优化程度均高于12%,碳排放量优化程度均高于22%,所提方法优势显著。采用本文方法编制的长大货物联运路径方案能有效兼顾多式联运成本和碳排放,为长大货物多式联运路径优化提供强有效的决策支持,助力大件物流降本增效和“双碳”目标的实现。

关键词：综合运输路径优化自适应精英遗传算法长大货物碳排放

基于三阶段优化的大无人机辅助小无人机物流配送方法

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控制理论与应用 2024年第8期41卷 1386-1395页

作者：文旭鹏伍国华夏扬坤中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南林业科技大学物流与交通学院湖南长沙410004

无人机包裹配送是近年来获得广泛关注的新配送方式,相比于基于地面车辆的配送方式,多无人机配送具有高效率、强时效性和灵活机动等优势.因此,本文提出了一种全新的异构多无人机物流配送模式,即单架大无人机辅助多架小无人机进行的包裹配... 详细信息

无人机包裹配送是近年来获得广泛关注的新配送方式,相比于基于地面车辆的配送方式,多无人机配送具有高效率、强时效性和灵活机动等优势.因此,本文提出了一种全新的异构多无人机物流配送模式,即单架大无人机辅助多架小无人机进行的包裹配送.该配送模式的新特点是:大无人机携带多架小无人机到配送区域放飞,多架小无人机分别配送所指派区域的包裹,每架无人机在一次航行中可配送多个包裹,多架小无人机同时进行配送.为了高效的求解这个新配送问题,文章设计了一种基于分而治之三阶段的迭代优化算法,第1阶段采用聚类方法对客户点聚类并生成初始解;第2阶段提出一种改进的变邻域搜索算法优化大无人机路径;第3阶段使用动态规划方法优化小无人机路径.这3个阶段不断迭代优化直至满足停止准则.为了验证所提出算法的有效性,在大量算例上进行了实验测试,实验结果展示了所提出算法的求解效率和目标函数值显著优于其他对比算法.文章所提出的新的异构多无人机配送模式及其求解方法,为解决现代物流配送的痛点问题提供了一种全新方式与决策依据.

关键词：异构多无人机物流配送路径规划分而治之

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考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址-分配优化研究

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1391-1401页

作者：龙圣杰张得志李双艳李双琳中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南林业科技大学物流与交通学院湖南长沙410004

针对突发公共卫生事件下多个受灾地区之间跨区域应急资源配置的现实需求,研究考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址−分配优化问题,构建跨区域的患者转运与应急资源协同配置两阶段优化决策模型。模型第1阶段优化确定患者动态变化与... 详细信息

针对突发公共卫生事件下多个受灾地区之间跨区域应急资源配置的现实需求,研究考虑患者转运的跨区域动态协同应急物流选址−分配优化问题,构建跨区域的患者转运与应急资源协同配置两阶段优化决策模型。模型第1阶段优化确定患者动态变化与相应医院数量及其选址,第2阶段优化确定应急物资配送中心选址与应急物资分配。该优化模型同时考虑应急物流总成本(包括设施固定成本与运营成本)与转运时间2个优化目标,且考虑多周期动态变化的实际需求。针对上述优化模型特征,设计嵌入模型预测控制(MPC)方法的改进遗传算法。该算法将每个决策周期分为3个环节:1)疾病扩散预测环节,即每个周期开始时对疾病发展趋势进行预测;2)应急决策规划及实施环节,根据规划窗口的预测数据制定并实施应急选址−分配方案;3)数据更新与动态调整环节,即每个执行周期结束时,根据实际执行数据制定下一个周期决策。3个环节交互进行,相互迭代直到完成整个规划时期。最后,以贵州省跨区域的应急资源协同配置优化为例,验证所提优化模型及其求解算法的有效性。研究发现:与各区域独自应急相比,跨区域动态协同应急方案在转运时间没有明显增加的情况下,能有效降低应急成本,能够高效率地利用应急设施为感染患者提供救治。研究成果为突发公共卫生事件中多区域之间的协同应急资源配置优化提供决策支持。

关键词：应急物流协同应急患者转运应急资源选址-分配动态调整案例研究

不确定时间下多式联运多目标路径优化模型与算法

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交通运输系统工程与信息 2024年

作者：周金龙张英贵肖杨王娟中南大学交通运输工程学院中南林业科技大学物流与交通学院

多式联运能充分发挥各运输方式的优势，助力实现货运降本增效，其中联运路径决策是关键。联运组织过程和外界环境变化均可导致运输时间发生波动，考虑多式联运过程中路段运输时间和节点转运时间随机性对路径优化的影响，引入梯形模糊数... 详细信息

多式联运能充分发挥各运输方式的优势，助力实现货运降本增效，其中联运路径决策是关键。联运组织过程和外界环境变化均可导致运输时间发生波动，考虑多式联运过程中路段运输时间和节点转运时间随机性对路径优化的影响，引入梯形模糊数刻画时间不确定性，以最小化运输成本、碳排放量和运输时间为目标，构建带时间窗约束的多式联运路径优化模型，并基于模糊机会约束规划理论，将不确定性模型转化为较易求解的混合整数规划模型。结合种群实时进化状态，将进化过程划分为两个阶段：第一阶段旨在优化目标函数，第二阶段则寻求目标优化与约束条件之间的平衡，在此基础上，设计一种多阶段多目标进化算法对该模型进行求解。最后，以某多式联运网络为背景开展算例分析，其计算结果表明：所提方法能合理编制面向不确定时间的多式联运路径优化方案集，其机会约束满足概率均超过90%，且与当前最先进的约束多目标进化算法相比，其超体积指标值提升了2.11%～41.95%，所提方法的性能较为显著，能够为多式联运经营主体提供有效的路径决策支持。

关键词：综合交通运输多目标路径优化进化算法多式联运不确定时间碳排放

基于广义随机Petri网的口岸站通关流程优化——以磨憨口岸站为例

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铁道运输与经济 2024年

作者：杨红汤银英陈思西南交通大学交通运输与物流学院

边境铁路口岸站是跨境铁路运输的关键节点，在国际物流通道中发挥着重要作用，其运输效率直接影响跨境贸易。随着国际货运班列数量的增长，口岸站货物滞留问题日益突出。以提升口岸站通关效率为目标，运用广义随机Petri网对口岸站通关... 详细信息

边境铁路口岸站是跨境铁路运输的关键节点，在国际物流通道中发挥着重要作用，其运输效率直接影响跨境贸易。随着国际货运班列数量的增长，口岸站货物滞留问题日益突出。以提升口岸站通关效率为目标，运用广义随机Petri网对口岸站通关流程进行建模分析，借助AnyLogic仿真工具进行情景模拟，旨在识别并改善口岸站通关流程中的关键环节，选取“最大拥堵长度”“列车通过率”和“列车平均在站停留时间”作为评估优化效果的关键指标，以磨憨口岸站进口作业流程为例进行分析，结果表明：优化措施不仅可以缓解磨憨口岸站的拥堵情况，相较于优化前口岸站的列车通过率提高106.5%，列车平均在站停留时间减少76.3%，验证了所用方法的有效性。

关键词：口岸站通关流程优化广义随机Petri网 AnyLogic仿真优化措施

考虑碳排放的车流径路与列车编组计划综合优化

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铁道运输与经济 2024年

作者：舒文汤银英胡广红西南交通大学交通运输与物流学院

考虑铁路实际货运过程中产生的碳排放，对车流径路与列车编组计划综合优化问题进行研究。在碳税政策下，以车流集结成本、改编成本、运输成本及碳排放成本之和最小为优化目标，考虑点线能力限制、车流走行“树形结构”、区分上、下行调... 详细信息

考虑铁路实际货运过程中产生的碳排放，对车流径路与列车编组计划综合优化问题进行研究。在碳税政策下，以车流集结成本、改编成本、运输成本及碳排放成本之和最小为优化目标，考虑点线能力限制、车流走行“树形结构”、区分上、下行调车场的调车线数量限制等约束，建立车流径路与列车编组计划综合优化模型，并设计基于2阶段的模拟退火-遗传算法应用于模型的求解。最后，结合我国区域路网数据，对改进前、后算法进行分析。结果表明：相较于传统遗传算法(GA)、模拟退火算法(SA)，采用改进的模拟退火-遗传算法(ISA-GA)使得算例的总成本降低了0.61%,0.25%，同时选择最短路径的OD数量增加了4.81%,3.85%。

关键词：铁路运输车流径路列车编组计划碳排放改进的模拟退火-遗传算法

考虑需求不确定的响应式接驳公交自适应发车策略优化

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交通运输工程与信息学报 2024年第2期22卷 34-47页

作者：范文博王曙光西南交通大学交通运输与物流学院成都611756

传统公交系统融合网约出行的模式之一是需求响应式接驳公交,它定位于连接枢纽站点(如地铁车站、铁路车站或机场),服务客流的集散,其需求响应服务主要指灵活线路的门到门接送,但在发车策略方面仍主要沿用传统的基于时刻表或频率的运营方... 详细信息

传统公交系统融合网约出行的模式之一是需求响应式接驳公交,它定位于连接枢纽站点(如地铁车站、铁路车站或机场),服务客流的集散,其需求响应服务主要指灵活线路的门到门接送,但在发车策略方面仍主要沿用传统的基于时刻表或频率的运营方案。在乘客到达或需求订单不确定的情形下,固定发车间隔可能导致系统过饱和或低饱和等问题,为此,本文提出自适应发车策略,根据乘客累计到达量动态确定发车决策。具体地,引入载客量目标作为发车阈值,称为固定发车阈值和时变发车阈值,前者的发车阈值固定不变,而后者的发车阈值则随时间逐渐降低,对此,构建以期望广义系统成本最小化为目标的数学规划问题,并利用网格搜索方法获得最优解。数值分析结果表明,时变发车阈值模型相比于传统的等间隔发车模型和固定发车阈值模型在需求均值较低或变异系数较高的场景下优势显著,其广义系统成本节约百分比最高可达18%。灵敏度分析表明上述模型的性能也受到乘客的时间价值影响。自适应发车模型具有较广的应用潜力,适当修改后可用于其他形式的公共交通系统。

关键词：城市交通需求响应式接驳公交自适应发车策略乘客到达不确定分区优化

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公交辅助无人机的城市物流配送模式研究

计算机工程与应用 2024年第7期60卷 335-343页

作者：彭勇任志重庆交通大学交通运输学院重庆400074

电子商务迅猛发展倒逼物流行业不断转型升级,针对各地政府鼓励公共交通发展,倡导绿色低碳的物流配送方式,研究了一种公交辅助无人机的配送模式。对问题做出说明后,构建了以配送成本最小的数学模型,并设计了智能通用变邻域搜索算法对问... 详细信息

电子商务迅猛发展倒逼物流行业不断转型升级,针对各地政府鼓励公共交通发展,倡导绿色低碳的物流配送方式,研究了一种公交辅助无人机的配送模式。对问题做出说明后,构建了以配送成本最小的数学模型,并设计了智能通用变邻域搜索算法对问题求解,同时为提高算法求解效率,引入K-means分簇与贪婪算法生成初始解。针对不同规模算例,进行多种局部搜索策略、多种算法对比实验,验证了算法有效性;选取标准CVRP算例,将单卡车配送、卡车无人机协同配送与公交辅助无人机配送模式进行对比,证明其成本、时间优势;选取北京快速公交2号线及周边客户点,通过改变公交站点间距、发车间隔做出敏感度分析,实验结果证明增大站点间距的影响大于发车间隔的改变。

关键词：城市物流公交辅助无人机智能通用变邻域搜索路径优化