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。

考虑港口完全失效风险的班轮运输轴辐式网络设计

为降低枢纽港失效时班轮运输网络的损失成本,提高轴辐式网络的可靠性,提出一种预先配置备选枢纽港口的设计策略。从班轮运输网络供给端的角度考虑港口的失效风险和备选枢纽的港口通过能力,构建非线性整数规划模型,以最小化班轮运输网络未受干扰的正常运输成本和失效情况下重置路径成本为目标,为枢纽港口选择备选枢纽港。设计粒子群算法求解模型,并验证模型和算法的有效性。以亚欧航线为例进行算例分析,结果表明:预先考虑备选枢纽港的班轮网络设计策略,可有效解决班轮网络港口失效风险问题,减少潜在的集装箱流损失,降低失效网络的恢复成本,提高客户的满意度。

考虑Hub点拥堵情形下的H-S网络路径再分配

枢纽点固有的容量限制使得物流枢纽在面临突增的流量时会产生爆仓现象,其造成的拥堵又会增加流运输的延迟。本文在传统单分配轴辐式网络模型的基础上,构建了考虑枢纽点拥堵情形的修正选址模型,即引入备选枢纽点进行拥堵流量的路径再分配转运,从而最小化H-S网络的综合运输成本。本文采用改进的突变粒子群算法对南京仙林地区算例进行模型的分析求解,结果表明当枢纽点发生拥堵情形时,通过引入备选枢纽点并对H-S网络进行路径再分配可以促进枢纽点上流量分配的均衡化,实现运输成本的最小化。结论对于H-S网络的枢纽点选址规划和路径设计具有理论和现实价值。

考虑枢纽失效的多式联运快递网络结构设计

为提高快递网络的可靠性和抗风险能力,从多式联运角度构建了快递网络基础模型;同时为枢纽节点选择最佳的备份节点,提出了快递网络设计备份枢纽模型,以应对可能出现的枢纽失效问题,研究枢纽失效后网络结构、总成本、枢纽节点快递处理量的变化,并分析对邻近枢纽和路径产生的影响。案例分析表明:枢纽节点失效会造成快递网络特性、运输路径和方式变化;启用备份枢纽使枢纽处理快递量增多,增大了枢纽点处理快递的压力,可能造成备份枢纽的拥堵。