本文關(guān)鍵詞：共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)智能體仿真研究

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【摘要】：本文提出了一個針對共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)的物流仿真模型，由三部分組成：第一，通過對比集疏運系統(tǒng)相關(guān)問題的傳統(tǒng)解法優(yōu)缺，闡釋從智能體仿真建模切入之依據(jù)；第二，基于國際物流實踐與供應(yīng)鏈流程，研究集疏運系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、局限條件與智能體行為模式，進而構(gòu)建集成仿真平臺；第三，以廣東省東莞市的出口集裝箱物流即“集運配流”為實驗，檢驗所造模型，并指出其具體應(yīng)用框架與實踐意義。 為證明基于Agent仿真研究共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)之必要性，首先探討了共享腹地港口群的研究概況，發(fā)現(xiàn)學(xué)界極少從微觀的集疏運視角進行深入探討；進而回顧了集疏運系統(tǒng)的有關(guān)文獻，指出當(dāng)前問題主要為系統(tǒng)構(gòu)成理解狹隘、定量研究稀缺、方法缺乏充分依據(jù)，等等。為此，分別從數(shù)學(xué)建模與系統(tǒng)仿真切入，，借鑒了物流、供應(yīng)鏈、交通運輸?shù)认嚓P(guān)領(lǐng)域分析，系統(tǒng)歸納出解析模型的各種方法缺陷，及仿真建模在內(nèi)容上的缺失，并指出集疏運系統(tǒng)為典型的CAS復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 鑒于從復(fù)雜自適應(yīng)性視角對集疏運系統(tǒng)建模屬當(dāng)前的研究空白，接著圍繞二次調(diào)研數(shù)據(jù)和系統(tǒng)論、國際物流理論，對港口群腹地集疏運的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了詳細分析。參考進出口供應(yīng)鏈流程，歸納出自工廠訂單接收到碼頭裝船離港的8個集運出口環(huán)節(jié)；基于多主體決策視角，提出了共享腹地港口群集運系統(tǒng)之CAS總體框架，以及港口、國際海運、公路、水路、鐵路集疏運、進出口監(jiān)管、貨主的7子系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)；進而從主體智能行為與局限條件切入，指出了各子系統(tǒng)的核心Agent、決策內(nèi)容、影響關(guān)系，與時間、費用等方面的重要約束，包括：選港訂艙、集運方式、做柜時間、集運路線4大決策；工廠、港口、船公司間的直接/間接服務(wù)關(guān)聯(lián)；通關(guān)決策流程；駁船/拖卡/海鐵聯(lián)運3類集運成本的估算公式；乃至拖車固定成本、鐵運“一口價”、海運THC、THCS、O/F、Local Charges和查柜成本、班輪船期、駁船航線、專列班次等實踐經(jīng)驗值，為仿真建模與數(shù)據(jù)實驗提供基礎(chǔ)。 MAS建模階段，圍繞共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)的CAS結(jié)構(gòu)，提出了以多智能體仿真為核心，由ASM智能體生成、BA智能行為算法、SRM仿真系統(tǒng)運行、IM/OM輸入、輸出與SSCM仿真控制管理6子模塊組成的ISPHT開放集成平臺/模型框架，繼而描述了集運系統(tǒng)仿真建模中“核心類”與“約束類”智能體的主從關(guān)聯(lián)，Multi-agent模型與集成平臺的關(guān)系，及ISPHT各模塊的重點設(shè)計內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，針對港口群腹地集運智能體系統(tǒng)中的選港訂艙和集運方式、時間、路線選擇共4項決策，分別構(gòu)建了具體算法，包括：受交貨方式、港口船期與“做柜剩余時間”、集運出口“綜合成本”、“順利程度”與主體行為“慣性”等因素約束的選港決策模型selectPort()，藉機器學(xué)習(xí)理論開發(fā)的智能選港Q算法qLearningPort()；參考集疏運系統(tǒng)成本結(jié)構(gòu)、估算公式的公路集運roadTransPricing()、水運waterTransPricing()、鐵路集運railTransPricing()報價模塊，和集運方式?jīng)Q策模型selectTransMode()；借鑒集運出口流程的甘特圖分析的做柜時間決策模型selectVanningTime()；以及由集運公路網(wǎng)分層設(shè)計算法、Floyd算法改造的靜態(tài)集運線路決策模型selectStaticTransPath()，與以Dijkstra算法為核心的實時路由更新模型rtTransRouteUpd()。各模型與算法大部分基于“線性”函數(shù)與規(guī)則構(gòu)建，有效彌補了解析模型建模難、物流局限考慮不全、求解復(fù)雜度高等缺陷，體現(xiàn)了從微觀Agent智能體仿真視角研究集疏運系統(tǒng)的創(chuàng)新意義。 為檢驗?zāi)Ｐ�，實驗階段，通過程序代碼實現(xiàn)了ISPHT平臺的公路集運模塊，在此基礎(chǔ)上，以東莞市腹地港口群為對象，展開計算實驗。實驗結(jié)果表明，所構(gòu)造模型可方便觀測各主干道路與具體路段的實時、累計集裝箱流量分配值，并與現(xiàn)實情況相吻合，證實了本文所設(shè)計的共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)MAS仿真模型的合理性，以及基于智能體仿真方法分析、優(yōu)化集疏運系統(tǒng)的可行性與實踐價值。
【關(guān)鍵詞】：共享腹地港口群 集疏運系統(tǒng) 智能體仿真 復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng) 計算實驗
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.9;F552
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 圖清單14-17
• 表清單17-19
• 第一章 緒論19-31
• 1.1 選題背景19-28
• 1.2 研究目的28
• 1.3 研究流程28-31
• 第二章 文獻研究31-70
• 2.1 概念界定31-33
• 2.2 港口腹地與集疏運研究33-41
• 2.2.1 港口群腹地33-34
• 2.2.2 集疏運研究概述34-41
• 2.3 集疏運解析建模評述41-61
• 2.3.1 經(jīng)濟學(xué)模型43-46
• 2.3.2 用戶均衡模型46-52
• 2.3.3 系統(tǒng)最優(yōu)模型52-55
• 2.3.4 非集計模型55-58
• 2.3.5 解析模型之優(yōu)劣對比58-61
• 2.4 集疏運系統(tǒng)仿真評述61-68
• 2.4.1 智能體仿真61-66
• 2.4.2 系統(tǒng)仿真模型對比66-68
• 2.5 本章小結(jié)68-70
• 第三章 共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)建模70-148
• 3.1 系統(tǒng)建模思路70-72
• 3.1.1 理論依據(jù)70-71
• 3.1.2 實地訪談71-72
• 3.2 集疏運流程分析72-82
• 3.2.1 流程分解72-80
• 3.2.2 決策主體與子系統(tǒng)劃分80-82
• 3.3 港口子系統(tǒng)82-89
• 3.4 國際海運子系統(tǒng)89-104
• 3.4.1 時間約束項90-97
• 3.4.2 費用約束項97-104
• 3.5 公路集疏運子系統(tǒng)104-112
• 3.5.1 交通集團與路網(wǎng)局限105-107
• 3.5.2 拖車行107-112
• 3.6 水路集疏運子系統(tǒng)112-122
• 3.7 鐵路集疏運子系統(tǒng)122-128
• 3.8 進出口監(jiān)管子系統(tǒng)128-142
• 3.9 貨主子系統(tǒng)142-147
• 3.10 本章小結(jié)147-148
• 第四章 共享腹地港口群集疏運系統(tǒng)的智能體仿真模型148-188
• 4.1 集成仿真平臺設(shè)計148-153
• 4.2 選港訂艙行為153-165
• 4.2.1 行為描述153-156
• 4.2.2 模型框架156-157
• 4.2.3 選港算法157-165
• 4.3 集運方式?jīng)Q策165-173
• 4.3.1 決策依據(jù)與流程165-167
• 4.3.2 集運成本結(jié)構(gòu)167-169
• 4.3.3 集運報價模塊169-173
• 4.4 集運時間決策173-176
• 4.5 集運線路決策176-187
• 4.5.1 標(biāo)準(zhǔn)線路177-183
• 4.5.2 實時線路183-187
• 4.6 本章小結(jié)187-188
• 第五章 模型實現(xiàn)與仿真實驗188-234
• 5.1 仿真實驗設(shè)計188-190
• 5.2 實驗對象與數(shù)據(jù)采集190-200
• 5.2.1 算例與基本假設(shè)190-192
• 5.2.2 數(shù)據(jù)來源及處理192-200
• 5.3 實驗一：實時配流與模型檢驗200-214
• 5.3.1 集運箱流分配概況200-207
• 5.3.2 干道樣本組配流比對分析207-210
• 5.3.3 擁堵路段檢驗210-211
• 5.3.4 集運線路決策行為檢驗211-214
• 5.4 實驗二：交管 AGENT 對箱流分配的影響214-226
• 5.4.1 新增干道214-220
• 5.4.2 調(diào)整路費220-224
• 5.4.3 禁行限行224-226
• 5.5 實驗三：終端選擇對共享腹地集疏運系統(tǒng)的影響226-233
• 5.5.1 選港比重變化226-228
• 5.5.2 新增集運終端228-230
• 5.5.3 腹地生成量變化230-233
• 5.6 本章小結(jié)233-234
• 結(jié)論234-239
• 一、論文結(jié)論234
• 二、創(chuàng)新成果234-237
• 三、研究局限與未來展望237-239
• 參考文獻239-249
• 附錄249-276
• 附錄1：訪談提綱249-252
• 附錄2：部分核心代碼252-271
• 附錄3：仿真實驗路網(wǎng)271-275
• 附錄4：實驗參考數(shù)據(jù)275-276
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果276-277
• 致謝277-279
• 附件279

【參考文獻】

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本文編號：822314