[发明专利]一种网络甩挂运输调度的优化方法

说明书

本发明公开了一种网络甩挂运输调度的优化方法，属于甩挂运输技术领域。所述网络甩挂运输调度的优化方法针对甩挂运输中存在作业两端需求不均衡且可能存在多个甩挂需求的情形，以网络总运输成本最低、牵引车数量最少为目标，建立了全网络甩挂调度优化模型，设计了启发式算法对模型进行求解，并用实例验证了模型的有效性。本发明充分考虑实际甩挂运输中两端需求不平衡且需求可能为多个的情况，提出在公路港网络中进行全网络范围的车辆调度优化，能够贴近实际应用场景，将有利于甩挂运输企业提升经济效益。

【技术领域】

本发明涉及甩挂运输技术领域，具体涉及一种网络甩挂运输调度的优化方法。

【背景技术】

甩挂运输作为一种兼具经济效益和社会效益的货物运输组织方式，得到了政府和企业的高度重视。通过项目的试点发现甩挂运输能够显著的提高实载率，提升经济效益，降低平均油耗和碳排放。

甩挂运输的开展需要依托货运场站(depot)，货运场站是甩挂运输车辆出发的起点和返回的终点。在中国，公路港已经成为了最为常见的货运场站。公路港是城市的一个综合型物流中心，一般占地面积较大，包含了甩挂干线运输、城市配送、临时仓储等业务。在中国，天地汇公路港已经在50多个城市进行了布局，拥有近100个公路港，已经形成了较为完善的甩挂运输网络。因此，如何在全网络中集中优化甩挂车辆调度成为了一个迫切需要解决的现实问题。

在实际应用中，甩挂运输应用于多个场景，包括杂货店货物配送的问题、垃圾的收集和运输问题、仓库配送货物到多个商店的问题等。一般假设客户存在特定量的需求，即甩挂车辆只需要访问客户一次即可满足货物配送或垃圾收集的要求。然而在公路港甩挂运输干线网络中，甩挂运输作业在公路港之间进行，公路港既是甩挂作业场所，同时也是客户需求点。与一般甩挂运输实际应用中的需求不同，公路港甩挂需求以挂车为单位，需求数量可能为多个挂车且甩挂两端需求可能不相等，即两个公路港之间存在多次甩挂运输且甩挂两端需求不均衡的情形，增加了甩挂运输调度优化的复杂性。

而公路港要充分发挥其优势，需要连成线形成网。某企业依托租用或自建的公路港场地，在多个大中型城市的多个公路港之间开展甩挂运输，此时，公路港不仅是牵引车和挂车的车场，同时也是甩挂运输的需求点。如图1所示，每两个公路港之间都有通道相连，多个公路港之间的甩挂运输业务已经形成了网络，但由于甩挂需求的不均衡，且需求存在大于1的情况，图1中挂车旁数字表示某方向甩挂运输需求，导致甩挂运输并不是简单的一线两点两端或一线多点甩挂调度模式，而是在全网络范围内根据需求进行调度。

一般来说，为了保证某运输线路上的稳定性，甩挂运输企业通常会安排某些车辆专门从事两点之间的甩挂运输，而安排另外一些车辆完成其它甩挂任务，即可将网络甩挂运输过程划分为两个阶段。

阶段1：一线两点两端甩挂，如图2所示。由于一线两点两端甩挂模式组织相对比较简单，且司乘人员长期在该两点间行驶，有利于熟悉路况减少事故发生，因此可以将全网络中每两个点看成是独立的。由于两点之间往往存在甩挂需求不均衡现象，取其两个方向中需求较小的量作为一线两点两端甩挂的作业量，此时一定存在某个方向的需求已经满足。若另一个方向的需求未满足，那么将其转入下一阶段。例如图1中挂车旁边的数字表示甩挂需求，即点1至点2需要甩挂5个挂车，点2至点1需要甩挂3个挂车，此时点1和点2之间的需求不均衡，取两点之间需求较小量3为一线两点两端甩挂的作业量，则点2至点1的甩挂需求得到满足，余下点1至点2的需求还有2个挂车未被满足，需要在全网络进行调度，转入下一阶段。

阶段2：全网络循环甩挂，如图3所示。经过阶段1的甩挂调度后，两点之间还存在单方向需求未被满足现象，需要在全网络进行调度安排。如图3所示，点1至点2、点1至点4、点1至点5、点2至点3、点2至点4之间分别有2、1、1、2、2个挂车需要运输。由于牵引车每天作业时间有限，此阶段需要做出使得网络调度成本最低、且牵引车购置最少的调度方案。