[发明专利]一种基于配流仿真的大尺度空间物流通道容量设计方法

说明书

本发明公开了一种基于配流仿真的大尺度空间物流通道容量设计方法，包括如下步骤：S1、将港口和物流节点抽象为有向网络；S2、建立基于集疏运通道的交通配流模型，利用配流模型求解一定路网容量下的广义物流成本和通道建设成本；S3、利用启发式算法，随机生成若干组以物流节点为单元，节点之间通道容量为值的NxN矩阵，并将各组方案带入交通配流模型计算成本；S4、生成最优的干线通道设计方案。本发明以连通性和经济性为导向，解决各物流通道的容量设计问题，为区域综合交通系统规划提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及港口物流技术领域，尤其是一种基于配流仿真的大尺度空间物流通道容量设计方法。

背景技术

集疏运系统是运输系统的一个分支，其大部分研究都与交通流、运输经济等方向有所交叉。尤其是交通配流在集疏运系统中有广泛的运用，其主要目的是使用户合理选择出行路径，或者为路网规划者提供参考。

关于集疏运系统设计的一个困难是，在大尺度条件下，缺乏大量实测数据的情况下，如何正确合理地设计集疏运通道的容量，从而满足连通性需求，通道应当具有充足的容量确保体系的集疏运效率，从而控制其时间成本；同时为满足经济性需求，通道的容量应与物流需求相匹配，从而控制其建设成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于配流仿真的大尺度空间物流通道容量设计方法，以连通性和经济性为导向，解决各物流通道的容量设计问题，为区域综合交通系统规划提供理论支撑。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于配流仿真的大尺度空间物流通道容量设计方法，包括如下步骤：

S1、将港口和物流节点抽象为有向网络；

S2、建立基于集疏运通道的交通配流模型，利用交通配流模型求解一定路网容量下的广义物流成本和通道建设成本；

S3、利用启发式算法，随机生成若干组以物流节点为单元，节点之间通道容量为值的NxN矩阵，并将各组方案带入交通配流模型计算成本；

S4、生成最优的干线通道设计方案。

优选的，步骤S1抽象出有向网络G＝(N,A,B)，N为货运节点集合，A为货运路段集合，记R为集装箱生成城市集合，S为集装箱配送港口集合。

优选的，步骤S2中，交通配流模型的目标函数为

minC＝αC_A+βC_B (1)

其中α，β为权重系数，C_A为陆路物流时间成本，C_B为通道建设成本；

其中为决策变量；为如果路段_a在r和_s之间第k条路段上，则否则为r和_s之间第k条路段的费用；

其中为路段k上零流量费用；t_k为货物运输时间(小时)；t_free,k为路段k的自由流行驶时间，为路段长度l^k和自由流速度v^k之间的函数，q^k为路段k上的货流量；F^k为路段k的通行能力；α、β为BPR函数的时间费用拟合参数，α取0.15，β取2.5；

通道建设成本费率计算公式如下：

其中为r和_s之间第k条路段的长度；为公路运输的费率；为r和_s之间第k条路段上的货量；