發(fā)布時間：2020-03-29 09:12

【摘要】：隨著“一帶一路”偉大戰(zhàn)略構想的提出和經濟全球化的不斷深入,集裝箱海鐵聯(lián)運憑借其高效、安全、便捷、可靠等優(yōu)勢己成為海上絲綢之路的重要助力。因此,對于集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)中的發(fā)展規(guī)劃、運輸組織和運營管理問題的研究將顯得尤為重要。集裝箱海鐵聯(lián)運是集多種交通方式于一體的多式聯(lián)運網(wǎng)絡系統(tǒng)。該系統(tǒng)在確定性環(huán)境條件下,不僅可削弱單一運輸方式在運輸時效、運輸距離和運輸費用等方面的劣勢和限制,而且可實現(xiàn)多種交通運輸方式之間的優(yōu)勢互補,有效地降低運輸費用,提高運輸效率。但是,在不確定性隨機干擾較大的環(huán)境條件下,由于運輸網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性受到挑戰(zhàn),采用傳統(tǒng)確定型運輸組織方法己很難保證能獲得理想的多式聯(lián)運效果。因此,在我國當前競爭激烈的貨運市場條件下,如何針對不確定性隨機干擾的特點,通過構建多式聯(lián)運網(wǎng)絡系統(tǒng)的隨機型運輸組織模型及優(yōu)化算法,制定可靠高效的運輸組織和運營管理方案,是當前備受關注的一個重大前沿研究課題。為給決策者能在隨機環(huán)境下制定合理、高效、可靠的海鐵聯(lián)運運輸方案提供理論支撐和決策支持,本文對隨機環(huán)境下集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)的建模與優(yōu)化問題進行了選題研究。論文以出口貨物形成的重箱流和沿海港口腹地網(wǎng)絡的空箱流為研究對象,重點對隨機環(huán)境下集裝箱海鐵聯(lián)運箱流徑路優(yōu)化問題、集裝箱海鐵聯(lián)運空箱調運優(yōu)化問題和集裝箱海鐵聯(lián)運服務網(wǎng)絡設計問題的模型及算法進行了深入研究,主要研究內容及成果如下:(1)集裝箱海鐵聯(lián)運運輸組織特點和不確定因素分析。首先,在既有研究基礎上,總結歸納出集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)定義、系統(tǒng)構成和組織流程,以國內外主要港口為例對集裝箱海鐵聯(lián)運發(fā)展現(xiàn)狀進行詳細闡述。其次,對鐵路集裝箱運輸組織形式、集裝箱港站中轉換裝銜接模式和海上集裝箱運輸組織形式進行深入分析。最后,從班列運輸時間、港站中轉換裝時間、班輪運輸時間和需求供給這幾個方面剖析了集裝箱海鐵聯(lián)運系統(tǒng)中的不確定性,并進一步從形成原因和表現(xiàn)形式這兩個角度對各個不確定因素進行研究。(2)隨機環(huán)境下集裝箱海鐵聯(lián)運箱流徑路優(yōu)化研究。通過對集裝箱海鐵聯(lián)運箱流徑路優(yōu)化問題的運輸時效性、運輸可靠性和費用構成三方面特性進行分析,以出口貨物形成的重箱流為研究對象,同時考慮集裝箱班列、班輪運輸時間和集裝箱中轉換裝時間的隨機性,構建了集裝箱海鐵聯(lián)運箱流徑路優(yōu)化的隨機機會約束0-1整數(shù)規(guī)劃模型,并針對隨機時間參數(shù),提出了集裝箱貨物運到期限機會約束。求解策略上,本文設計了整合隨機模擬技術、多層前向神經網(wǎng)絡和遺傳算法的混合啟發(fā)式算法用于模型求解,選取我國東部沿海地區(qū)港口腹地至新加坡的集裝箱海鐵聯(lián)運網(wǎng)絡進行實例驗證,并從經濟性和服務水平的角度,分析了隨機時間參數(shù)和機會約束置信水平對送達延誤懲罰費用、總費用和貨物送達準點率的影響變化規(guī)律。(3)隨機環(huán)境下集裝箱海鐵聯(lián)運空箱調運多階段決策優(yōu)化研究。在對集裝箱海鐵聯(lián)運空箱調運產生原因、組織特點和費用構成三方面分析的基礎上,以沿海港口腹地網(wǎng)絡的空箱流為研究對象,構建了集裝箱海鐵聯(lián)運空箱調運優(yōu)化的隨機機會約束非線性整數(shù)規(guī)劃模型。模型以最大限度地追求空箱調運費用和碳排放費用構成的期望加權總費用最小化為優(yōu)化目標,同時考慮調運數(shù)量、調運徑路和租箱策略,并針對隨機空箱需求和隨機空箱供給提出了節(jié)點空箱流量機會約束。求解策略上,本文設計了基于動態(tài)規(guī)劃方法的整合樣本均值近似方法(SAA)和兩階段禁忌搜索算法的混合啟發(fā)式算法用于模型求解,選取我國東部沿海地區(qū)港口腹地集裝箱海鐵聯(lián)運網(wǎng)絡進行實例驗證,并深入分析了不同費用權重組合、單位租箱費用、隨機空箱需求和隨機空箱供給對空箱調運方案及相關費用的影響變化規(guī)律。(4)隨機環(huán)境下集裝箱海鐵聯(lián)運服務網(wǎng)絡設計研究。立足于集裝箱海鐵聯(lián)運服務網(wǎng)絡設計的問題特性,以出口貨物形成的重箱流和沿海港口腹地網(wǎng)絡的空箱流為研究對象,同時考慮集裝箱班列、班輪運輸時間、集裝箱中轉換裝時間以及集裝箱運輸需求的隨機性,構建了集裝箱海鐵聯(lián)運服務網(wǎng)絡設計的兩階段隨機機會約束規(guī)劃模型。模型提出了能力機會約束和集裝箱貨物運到期限機會約束,以實現(xiàn)在隨機環(huán)境下對服務選擇、服務徑路和服務頻率的綜合優(yōu)化。求解策略上,本文設計了整合SAA方法和蟻群算法的混合啟發(fā)式算法用于模型求解,并深入探究了隨機運輸時間、隨機中轉換裝時間、隨機運輸需求、機會約束置信水平和樣本容量對服務網(wǎng)絡設計方案及相關費用的影響變化規(guī)律。
【圖文】：

１．１論文研究背景和意義逡逑ｌ．ｉ．ｉ研究背景逡逑隨著經濟全球化、貿易全球化和技術全球化的不斷深入，國際貿易量飛速增逡逑長［１］，極大地促進了國際間的商品流動。在這樣的時代背景下，作為商品流通重要逡逑載體的國際運輸業(yè)也日益繁榮［２］。自上世紀８０年代以來，集裝箱多式聯(lián)運憑借其逡逑高效、安全、便捷、可靠等優(yōu)勢得到了國際運輸業(yè)的廣泛關注和認可。集裝箱多逡逑式聯(lián)運是以集裝箱為運輸載體，通過至少兩種以上運輸方式的有序組合和有效銜逡逑接并在集裝箱港站進行不同運輸方式間的中轉換裝，從而完成貨物從發(fā)貨地到收逡逑貨地的一體化運輸方式［３＿５］。目前，世界各主要國家普遍采用集裝箱多式聯(lián)運來進逡逑行國際貨物運輸活動［６］。如圖１－１所示，，２０１７年，中國港口集裝箱吞吐量達到２逡逑億１３７２萬ＴＥＵ，高居世界第一，占全世界港口集裝箱吞吐總量的２８．３９％。美國逡逑和新加坡以５１４３萬ＴＥＵ和３３６０萬ＴＥＵ的集裝箱吞吐量分列二、三位。逡逑

論文技術路線圖
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：F512.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黎浩東;宋瑞;呼志剛;;鐵路樞紐內班列車流的組織優(yōu)化研究[J];交通運輸系統(tǒng)工程與信息;2014年05期

2 蔡佩林;涂建軍;;基于隨機需求的集裝箱空箱調度研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2014年02期

3 胡惟璇;;對國際運輸影響因素的述評[J];物流工程與管理;2014年01期

4 張燕;王艷鑫;楊華龍;;國際集裝箱海鐵聯(lián)運網(wǎng)絡中的最優(yōu)路徑選擇[J];大連海事大學學報;2013年04期

5 包云;劉軍;李婷;;中國鐵路旅客列車服務網(wǎng)絡性質研究[J];鐵道學報;2012年12期

6 王清斌;韓增霞;計明軍;李艷明;;基于節(jié)點作業(yè)隨機特征的集裝箱多式聯(lián)運路徑優(yōu)化[J];交通運輸系統(tǒng)工程與信息;2011年06期

7 郭玉華;何世偉;王保華;;鐵路中轉班列開行方案優(yōu)化研究[J];鐵道學報;2011年05期

8 吳鐵鋒;朱曉寧;;集裝箱海鐵聯(lián)運發(fā)展的方案研究[J];北京交通大學學報(社會科學版);2011年02期

9 高立杰;李烙

本文編號：2605770