应对枢纽失效的轴辐式网络枢纽备份

为提高轴辐式网络可靠性,在初始枢纽失效时保持轴辐式网络正常运转,提出了一种轴辐式网络枢纽备份优化方法,给每一个枢纽点选择一个备份枢纽,使轴辐式网络初始成本和备份成本总和最优。首先,在轴辐式网络基本模型中引入枢纽备份变量,建立非线性规划扩展模型,通过变量代换的线性化方法,将扩展模型线性化,用数学求解器CPLEX求解轴辐式网络枢纽备份小规模问题。然后,增加轴辐式网络节点规模,设计遗传算法求解大规模轴辐式网络枢纽备份优化问题。最后,在CPLEX和遗传算法中,调整初始轴辐式网络成本和备份成本比例权重,分别得到初始成本、备份成本、枢纽选址与备份枢纽的精确解和优化解。算例实验得出初始轴辐式网络、备份枢纽以及目标函数最优值。实验结果表明,所提方法备份枢纽分担了初始枢纽的流量和容量,当初始枢纽失效时,备份枢纽可以承担初始枢纽的运输任务让轴辐式网络继续运转。该枢纽备份优化方法可应用于应急物流和物流网络安全管理方面。