[发明专利]多式联运路径优化方法、系统、存储介质、计算机设备

说明书

本发明属于货物运输技术领域，公开了一种多式联运路径优化方法、系统、存储介质、计算机设备，提出了分别以成本、时间、碳排放量、噪声污染以及货损量为目标的目标函数，并通过对目标函数进行归一化处理建立多目标绿色多式联运路径规划模型；针对含有时间不确定参数的目标函数，采用模糊数学相关理论建立多目标模糊机会条件约束模型并将其转换为等价形式，并运用鲁棒优化思想，将含有货损率不确定参数的目标函数模型转换为基于情景集的鲁棒优化模型，得到最终多式联运方案。本发明在考虑不确定性因素影响的同时，减少了货物运输的成本及时间，并减少了对环境的污染，从而提高了运输服务水平、竞争能力以及社会效益。

技术领域

本发明属于货物运输技术领域，尤其涉及一种多式联运路径优化方法、系统、存储介质、计算机设备。

背景技术

目前，随着全球经济的发展，货物远距离的运输需求不断增加，单一运输方式已不能很好地满足市场需求，这促使了多式联运的发展。多式联运采用两种或两种以上的运输方式将货物从起始地运达至目的地，能够充分利用运输资源并综合不同运输方式的优势完成提供更优质的运输服务。多式联运网络具有复杂性，时间和货损等因素均存在着不确定性，所以在对运输方式和路径进行规划时，需要在考虑不确定性因素影响的同时，减少货物运输的成本及时间，并减少对环境的污染，从而提高运输服务水平、竞争能力以及社会效益。市场运输需求增加的同时，企业对运输在时效、安全方面的要求也逐渐多样化，所以对不确定性多式联运网络的研究具有着重要意义。

近年来国内外学者针对绿色多式联运路径优化问题及其在不确定环境下的问题进行了深入的研究。Majbah Uddin等提出了两个随机模型来考虑载货汽车行驶时间的不确定性，建立了一个二元整数线性规划模型，以确定每个货运承运人的最优运行时间表，同时使其运行成本最小。Lu Chenb等在多式联运的研究中，认为混合时间窗口是多式运输航线优化的重要因素之一，并以总成本和碳排放量为目标，建立了混合时间窗约束下的多目标最优路径多式运输模型。Emrah D.等研究了运输时间不确定的绿色多式联运网络设计问题，建立了可以根据成本、时间和碳排放的目标生成稳健的运输计划随机优化模型。SongLiu等考虑多式运输和时间表的不确定性，采用区间数据表示网络权值的不确定性，然后采用鲁棒优化方法对区间数据进行处理。建立了考虑时间表限制的鲁棒最短路径优化模型，并设计了遗传算法求解该问题。Jiehui Jiang等针对减少碳排放和不确定需求的区域多式联运物流网络设计问题进行研究，加入多利益相关者决策行为建立双层规划模型，并根据不确定需求环境下物流企业的风险规避水平，提出了一种改进的可调鲁棒优化框架来解决箱式不确定性。Fazayeli等在时间窗约束下，考虑随机需求量，建立最小成本优化模型，运用遗传算法进行求解。Abderrahman A.等针对多式联运货物的运输成本和网络终端节点容量的不确定性，提出了鲁棒优化模型，考虑到了网络中需求的不确定性。Resat等建立了以运输成本和运输时间为目标的多目标函数多式联运路径规划模型，并将该模型应用于Marmara地区的多式运输网络进行验证。Mohamed El moufid等通过调整库存理论模型，假设单位运输成本、商品价值、库存成本以及终端空闲时间等附加条件被修正，进行情景分析从物流总成本角度选择最有效的运输路线，充分考虑和预测物流总成本构成和主要因素的变异性，选择最优的运输路径。Fotuhi F.等研究了网络拓扑结构不确定的多式联运路径优化问题。Dezhi Zhang等研究了具有随机需求的城市区域绿色多式联运物流网络问题，以总社会福利最大化为目标，并考虑物流用户的选择行为，建立了两个非线性双层规划模型，并使用粒子群优化算法来求解该模型。建立了与时间相关的多目标最优路径优化模型，并从决策者的角度出发，给出了多种适应决策偏好建议。Mohamed A等通过整合各种新型合作模式的资源，提出了基于集装箱港口参与的集装箱空箱运输优化方法，以集装箱空箱运输总成本最小化为目标，建立了多式联运集装箱空箱运输整数规划模型，并运用敏感度分析对各项不确定因素进行分析，证明模型有效性。Cetin等将重点放在收货人的硬时间窗口限制上，规定货物应该在固定时间内交付给收货人，并以此作为优化多式运输路径的约束，建立了带有硬时间窗的多式联运路径规划模型。Lei Dingyou等建立了大宗货物最短运输时间、运输距离和运输成本的目标函数，在研究中充分考虑了线路边界、桥梁荷载等约束条件，最终建立了大宗货物的多式联运路径优化模型。陆键等针对运输路径上交通事故概率未知的情况进行研究，提出考虑运输成本和风险的危险品运输网络选线模型,通过计算对事故发生的后果进行量化，在考虑运输方对多条路径进行组合选择的情况下，以风险最小为目标建立基于零和博弈理论的符合选线模型。代存杰等针对多种类型危险品的多路径组合优化问题进行研究，提出根据运输路径物理特征的路径间物理相异度和空间相异度的计算方法，并进行了最小相异度的约束，建立了考虑运输成本、时间和累计风险的多目标优化模型。龙琼等面向交通网络的不确定性特点,提出了一种考虑个性化需求的路径选择方法，在不确定型多属性决策框架下构建了路径综合评价指标体系，充分考虑了个性化需求的复杂性和模糊性，引入了模糊分析方法进行指标权重的个性化确定，从而能够针对路网信息的不确定性得到最优路径。李孟良等将灾后应急物资作为多式联运的运输对象，在满足物质需求，道路交通需求，以及优先需求的前提下，使得运输方案达到紧急救援总成本最低，最短的运输时间和最小的损失，并运用鲁棒优化思想来建立一个应急物资多式联运规划模型。谢静等在模糊需求环境下建立多式联运多目标优化模型，运用逐步法求解模型，并进行了有无碳成本的结果对比分析。于雪峤等建立运量模糊情形下的运输总费用最小化多式联运优化模型，加入客户满意度和时间窗约束，对比分析了多式联运相较于单一运输方式的成本和效率。王慧等考虑多式联运运输量为模糊变量，以最小化运输成本为目标，对运输路径及相应的运输方式进行选择，采用改进粒子群算法求解模型。张得志等针对节点间运输时间的单一不确定性、中转节点是否进行转运的可能性及客户服务时间窗约束等情况，在最大化客户满意度的情况下构建联运协同优化模型，充分考虑多式联运过程中货物运输量和节点间运输的多种不确定性。