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        危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸多目標(biāo)路線優(yōu)化研究

        2019-11-07 09:26:07李樹民劉勇杰
        物流科技 2019年10期

        李樹民 劉勇杰

        摘要:根據(jù)危險(xiǎn)品在道路運(yùn)輸過(guò)程中具有運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間的多層屬性,提出在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中建立考慮三者因素的多目標(biāo)優(yōu)化模型。將運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)劃分為人員風(fēng)險(xiǎn)、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染損失。從監(jiān)管部門和危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)兩者期望出發(fā),建立運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)輸費(fèi)用最小、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)期望值最小和運(yùn)輸時(shí)間最短的多目標(biāo)危險(xiǎn)貨物道路運(yùn)輸優(yōu)化模型,用層次分析法確定三項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,結(jié)合MATLAB軟件,用Dijkstra算法和集成目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)折衷路徑的擴(kuò)展標(biāo)號(hào)法對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。最后通過(guò)實(shí)例分析驗(yàn)證模型有效性,為監(jiān)管部門以及危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸企業(yè)規(guī)劃運(yùn)輸路線提供實(shí)際參考。

        關(guān)鍵詞:危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸;路徑優(yōu)4E;Dijkstra算法;擴(kuò)展標(biāo)號(hào)算法

        中圖分類號(hào):U116.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        0引言

        隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各類危險(xiǎn)品的道路運(yùn)輸量也將逐年增加。危險(xiǎn)物品道路運(yùn)輸路線的選擇與路線周邊的人口、環(huán)境、財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān),因此受到政府監(jiān)管部門的管制,在規(guī)劃路網(wǎng)時(shí),政府部門希望危險(xiǎn)品運(yùn)輸在起訖點(diǎn)間總風(fēng)險(xiǎn)最小,而運(yùn)輸企業(yè)更多的會(huì)考慮降低運(yùn)輸成本與運(yùn)輸時(shí)間,所以,找到兩者滿意的均衡路徑來(lái)保障運(yùn)輸安全與運(yùn)輸效益成為必要。

        近年來(lái),危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸安全問(wèn)題受到各國(guó)政府及人民群眾的高度關(guān)注,很多專家學(xué)者和科研機(jī)構(gòu)對(duì)危險(xiǎn)貨物道路運(yùn)輸路網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了廣泛深入研究。Karkazis等人以風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用作為優(yōu)化目標(biāo),建立多目標(biāo)路徑優(yōu)化模型,用分支定界法進(jìn)行驗(yàn)證求解。Jassbi等以運(yùn)輸距離、風(fēng)險(xiǎn)、事故率、風(fēng)險(xiǎn)暴露人數(shù)為目標(biāo),構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型,并采用遺傳算法進(jìn)行了求解。Fahad A1Rukaibi等在運(yùn)用GIS基礎(chǔ)上,引入擴(kuò)散模型和碰撞模型,在不同的事故情景下分析事故的影響區(qū)域和嚴(yán)重程度,通過(guò)貨物路由算法(DGRA)確定最佳安全路線。查偉雄等建立危險(xiǎn)貨物道路運(yùn)輸阻抗函數(shù),并根據(jù)阻抗函數(shù),建立了路徑優(yōu)化雙層規(guī)劃模型,用模擬退火算法對(duì)模型進(jìn)行了求解H。宋偉程等考慮時(shí)間和季節(jié)情況影響,建立了點(diǎn)危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)模型,在估算毒害區(qū)域面積和事故損失的基礎(chǔ)上,用傳統(tǒng)模型結(jié)合最大最小模型進(jìn)行求解。代存杰等根據(jù)路段在路網(wǎng)內(nèi)的地理位置,設(shè)置總風(fēng)險(xiǎn)閾值和最小相異度約束,建立了多目標(biāo)優(yōu)化模型,并用遺傳算法進(jìn)行求解。

        本文從危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸?shù)亩嘀貙傩猿霭l(fā),對(duì)道路運(yùn)輸網(wǎng)上各要素進(jìn)行分析,并進(jìn)行量化處理,建立危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸多目標(biāo)函數(shù),借助Matlab軟件用Dijkstra算法和集成目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)折衷路徑的擴(kuò)展標(biāo)號(hào)法對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。

        1問(wèn)題描述與分析

        Stepl先求出和始發(fā)節(jié)點(diǎn)V1相連接的弧的運(yùn)輸成本、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸時(shí)間的最小值。由以上數(shù)據(jù)可得到:與V1連接的最小值是0.220、0.136、0.145。

        Step2用Dijkstm算法分別求得運(yùn)輸成本、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸時(shí)間三個(gè)目標(biāo)的最短路徑,分別是①-③-⑥-⑧、①-③-⑥-⑤-⑧、①-②-⑤-⑧。

        Step3計(jì)算上述每條運(yùn)輸目標(biāo)最短路徑的另外兩個(gè)目標(biāo)值,形成的三維矩陣如表2所示:

        5結(jié)論

        (1)本文從運(yùn)輸成本、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)值、運(yùn)輸時(shí)間三個(gè)運(yùn)輸目標(biāo)角度對(duì)危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸路徑進(jìn)行優(yōu)化分析,建立了確定環(huán)境下的道路運(yùn)輸多目標(biāo)決策模型,使用模糊折衷規(guī)劃算法進(jìn)行求解,并應(yīng)用實(shí)例來(lái)驗(yàn)證了模型的有效性和可操作性。

        (2)本文采用擴(kuò)展標(biāo)號(hào)算法求解時(shí)不需要產(chǎn)生所有的Pareto最優(yōu)解,只需找到一條決策者期望的Pareto最優(yōu)折衷解,大大減少了工作量。

        (3)本文在構(gòu)建多目標(biāo)決策模型時(shí),未考慮時(shí)間不確定、風(fēng)險(xiǎn)不確定等不確定因素影響,關(guān)于不確定環(huán)境因素下危險(xiǎn)品道路運(yùn)輸路徑?jīng)Q策體系和路徑優(yōu)化方法有待進(jìn)一步研究。

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