基于非线性规模经济效应的轴辐式网络枢纽选址研究

在轴辐式网络单分配模型的基础上,改变传统将规模经济效应处理为折扣系数常量的方法,建立了基于可变规模经济效应的非线性规划模型.将以流量为自变量的枢纽间非线性转运成本函数进行分段线性化,从而将其转化为混合整数线性规划模型,应用Gurobi进行求解.通过算例讨论了单调可变的规模经济效应对枢纽点选择的影响,研究了在p-Hub问题中p的变化对枢纽网络的影响.结果表明,建立的模型能够拓展于处理任意非线性规模效应关系.

不确定的班轮运输枢纽港选址问题

班轮运输枢纽港选址问题是一种特殊的班轮运输网络设计问题,是班轮运输领域最重要的研究课题之一。由于班轮运输网络的空间结构特性,集装箱货流主要集中在一些重要的航道上,使得班轮运输枢纽港选址问题区别于传统的枢纽选址问题。基于此,本文研究考虑班轮运输网络空间结构特征的枢纽港选址问题,并设计了若干数学规划模型。首先,提出了确定性枢纽港选址模型;接着,在此基础上进一步提出了不确定运输需求的枢纽港选址模型、不确定运输成本的枢纽港选址模型、不确定运输需求和不确定运输成本的枢纽港选址模型;然后,采用鲁棒优化方法对模型进行转换和求解;最后,通过亚欧之间的班轮运输网络进行算例分析,验证了模型和求解方法的有效性。

可靠的不完全轴辐网络设计模型

不完全轴辐网络的枢纽被毁坏将导致网络运输成本大量增加,研究可靠的不完全轴辐网络设计模型有利于减少枢纽毁坏带来的不利影响。在不完全轴辐网络设计模型基础上,针对枢纽毁坏后需求分配的两种模式(single backup/multiple backup,SB/MB),构建可靠的不完全轴辐网络设计问题(reliable incomplete hub-and-spoke network design problem,RIHNDP)模型并线性化,通过算例验证了模型的有效性。结果表明,需求最多的节点总被选为枢纽。不同模式下的后补枢纽、分配方案可能不同:从管理者角度,为了降低管理难度,可采用SB模式;从出行者角度,为了更低的运输成本,宜采用MB模式。因为正常情况下可靠的不完全网络运输成本比不考虑枢纽毁坏的不完全网络高(不超过5%,网络越密相差越小),有必要考虑枢纽毁坏设计可靠的网络,但当枢纽毁坏发生后RIHNDP能避免枢纽毁坏后网络不连通的情况,其运输成本比不考虑枢纽毁坏的不完全网络低。

能力限制条件下内河集装箱枢纽港选址问题研究:以长江为例

相比于海洋运输,内河运输中集装箱船舶较小,船舶装载能力受到一定的限制.本文研究能力限制条件下内河集装箱枢纽港选址问题,建立一个混合整数非线性规划模型.不同于传统的枢纽选址问题的研究大多是基于枢纽之间的运输折扣因子的假设,本文采用基于流量的非线性费用函数来表示规模经济.从而使得所研究的问题是一个凹函数优化问题.为简化本文的问题,将目标函数分段线性化.基于线性化后的模型,根据能力限制的条件,提出一个启发式求解算法,以及一个加速技巧.最后,通过以长江为例,进行算例分析,来说明模型和算法的效果.