[发明专利]基于双层规划的中欧班列国内集运系统优化方法

说明书

本发明公开了一种基于双层规划的中欧班列国内集运系统优化方法，该方法包括通过中欧班列国内集运系统现状梳理，采用主成分分析法，确定中转站选址备选集，并分别构建上层模型和下层模型，采用自适应遗传算法进行迭代求解，然后根据求解结果对中欧班列国内集运系统进行优化。本发明从兼顾考虑集运系统规划者、运输公司或者货主利益的角度出发，分别构建用于确定班列中转站位置及数量的上层模型和确定班列集运方案的下层模型，并采用遗传算法进行迭代求解，能够实现在合理投资建设集装箱中转站的同时和确定合理集运方案，能够实现提高运输效率，满足货主运输需求的同时降低集疏运系统总物流成本。

技术领域

本发明属于中欧班列货流分配技术领域，具体涉及一种基于双层规划的中欧班列国内集运系统优化方法。

背景技术

近年来，在中欧班列深入发展建设的不断推动下，国内港口集装箱集疏运系统在不断发展，但在这个过程中也暴露出些许问题：不断增长的港口集装箱吞吐量与整个运输体系之间的不匹配；现有中欧班列枢纽、货站布局不尽合理，运输效率与成本难以控制，国内集装箱场站间协调发展水平有待进一步提升。

发明内容

针对现有班列开行多为点对点直达开行，多数城市中欧班列的开行难以实现常态化运营，缺少强有力的班列集运系统等问题，本发明提供了一种基于双层规划的中欧班列国内集运系统优化方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于双层规划的中欧班列国内集运系统优化方法，包括以下步骤：

S1、分析中欧班列国内集运系统的影响指标，运用主成分分析法确定中转站选址备选集；

S2、根据集运系统建设成本及能力，构建用于确定班列中转站位置及数量的上层模型；

S3、根据集运货主的运输成本，构建用于确定班列集运方案的下层模型；

S4、根据步骤S2和S3组合的双层规划模型，采用遗传算法进行反馈迭代求解；

S5、根据步骤S4的求解结果对中欧班列国内集运系统进行优化。

进一步地，所述步骤S1对中欧班列国内集运系统进行分析处理具体为：基于货运量、腹地经济、交通便捷度、城市地位影响指标，运用主成分分析法，初步确定中转站选址备选集。

进一步地，所述步骤S2根据集运系统建设成本及能力，构建用于确定班列中转站位置及数量的上层模型具体为：以集运系统建设成本及能力最优为优化目标，构建用于确定班列中转站位置及数量的上层模型。

进一步地，所述上层模型具体表示为：

s.t.

F_j∈{0、1},j＝1,2...b

其中，a表示货运起点，b表示中转站，Z_j表示第j地建设集装箱班列中转站的固定成本费用，Z_j(a_j)表示j地建设集装箱班列中转站的变动成本费用，d 表示货主运输需求，a_j表示在j地建设的集装箱中转站的操作能力，F_j为0-1 变量。

进一步地，所述步骤S3根据集运货主的运输成本，构建用于确定班列集运方案的下层模型具体为：以集运货主的运输成本最小为优化目标，构建用于确定班列集运方案的下层模型。

进一步地，所述下层模型具体表示为：

s.t.: