【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物流管理领域，尤其是一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法。
技术介绍
1、应急物资运输是指在严重自然灾害、突发性公共卫生事件等突发事件发生后进行紧急保障的一种特殊物流活动。与传统的物流运输方式相比，应急物资运输的特殊性要求系统能够在紧急情况下快速响应，高效调度。近年来，多式联运网络蓬勃发展，其覆盖范围广、时间效益强、资源整合度高等特点，为应急物资运输提供了更多的选择和机会，可以应对更加复杂多变的运输需求和资源分配问题。
2、目前，国内外虽然有一些关于应急物资运输调度的方法，但大多仍局限于单一运输模式，缺乏对多式联运的充分考虑。此外，现有方法往往忽视了运输过程中可能遇到的突发情况，如：站点、路线因突发灾害无法使用等。因此，为了更好地应对紧急情况下的物资运输需求，需要一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，该方法应综合考虑不同运输模式的特点，将站点、道路的可用性等纳入限制条件，实现运输资源的快速调配和优化配置。同时，该方法还应充分考虑物资的运输距离、交通拥堵等因素，以确保在有限的时间内完成物资的运输任务。
3、多式联运：由两种及以上的交通工具相互衔接、转运而共同完成的运输过程统称为多式联运。
4、最短路径：从某节点出发，沿图的边到达另一节点所经过的路径中，各边上权值之和最小的一条路径叫做最短路径。
5、自适应大规模邻域搜索算法(adaptivelarge neighborhood search,alns)：一种元启发式算法，它在大邻域搜索的基础上为破坏算
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，优化应急物资运输任务的运输路径和调度计划。该方法综合考虑了不同运输模式的特点，充分利用现代运筹优化技术，实现运输资源的优化配置。同时，该方法还充分考虑了运输距离、交通拥堵等因素，以确保在有限的时间内完成物资的运输任务。该方法以多式联运网络为基础框架，有效整合多种运输模式的资源并且进行优势互补，从全局角度出发提升应急物资运输的整体效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，包括：
4、步骤1、搭建应急物资运输的多式联运网络，所述多式联运网络包括分层拓扑结构、站点装卸载能力和路段通行能力；
5、步骤2、输入规划时段内的应急物资运输任务集合，所述任务集合包括任务起点、任务终点、任务运输量、最早开始时间、最晚送达时间和任务优先级；
6、步骤3、针对多式联运网络及应急物资运输任务集合中的任务，采用多目标最短路算法生成各任务起讫点之间的多式联运路径，通过随机扰动方法改变优化目标的权重系数，构建备选路径集合；
7、步骤4、根据备选路径集合，建立以整体运输计划的完成时间最短为优化目标的目标函数及目标函数的约束条件，采用自适应大规模邻域搜索算法求解目标函数，得到最优总体调度方案。
8、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
9、进一步地，步骤1中，所述搭建应急物资运输的多式联运网络具体为：
10、用有向图g＝(v,e)表示多式联运网络，其中站点集合为v＝{v0,v1,…，vn}，vn表示第n个站点；路段集合为e＝{(vi,vj):vi,vj∈v,i≠j}，表示站点vi与站点vj之间的连接关系；子图gf＝(vf,ef)表示不同运输方式各自的分层运输网络，f∈f：＝{公路、铁路、水路、航空}，vf和ef分别表示运输方式f中的站点集合和路段集合，f表示运输方式集合，v＝v1∪v2∪…∪v|f|，e＝e1∪e2∪…∪e|f|∪et，其中et表示所有转运路段构成的集合，v|f|表示最后一种运输方式的站点集合，e|f|表示最后一种运输方式的路段集合；
11、对于站点vi∈v，表示站点vi在单位时间内的装载能力上限，表示站点vi在单位时间内的卸载能力上限；对于一般路段(vi,vj)∈e\et，li,j表示路段的通行距离，ci,j表示路段的通行时间，hi,j表示路段在单位时间内的通行能力上限；对于转运路段(vi,vj)∈et，表示转运速率。
12、进一步地，步骤3具体包括：
13、步骤3.1、选定路径长度、路径时间、转运次数、运输成本四项指标作为多式联运路径的优化目标，利用时间价值系数对不同量纲的优化目标进行归一化操作，针对每一对运输任务中出现的起讫点所述优化目标的权重系数分别为w1、w2、w3、w4，满足∑iwi＝1，i＝1,2,3,4且wi≥0，随机生成一组优化目标的权重系数组合
14、采用有向图上的dijkstra算法计算当前条件下的最优路径作为多式联运路径；
15、步骤3.2、对于生成的多式联运路径，判断是否满足以下标准：路径长度是否小于允许最大值，路径时间是否小于允许最大值，转运次数是否小于允许最大值，如果满足所有标准，则将生成的多式联运路径加入备选路径集合；
16、步骤3.3、对权重系数组合施加随机扰动，采用有向图上的dijkstra算法计算当前条件下的最优路径以生成一条新的多式联运路径；
17、步骤3.4、重复步骤3.3.2和步骤3.3.3，并且删除备选路径集合中的重复路径，直到备选路径集合中的路径数量达到要求。
18、进一步地，步骤4包括：
19、步骤4.1、以整体运输计划的完成时间最短为优化目标建立目标函数，公式表示如下：
20、
21、其中，z表示整体运输计划的完成时间，实数决策变量tr表示任务r的开始执行时间，0-1决策变量θp表示是否选定备选路径集合中的p作为任务r的运输路径，若选定则取1否则为0，p(r)表示任务r的备选路径集合，表示路径p的运输时间；r表示总体备选路径集合；
22、目标函数的约束条件如下：
23、约束条件1：保证每一项任务至少被分配了一条路径，并且分配给每一项任务的路径数量最多不超过pnum条，用公式表达为：
24、
25、式中，θp表示0-1决策变量；
26、约束条件2：
27、
28、式中，整数变量δp表示路径p所承担的运输量，qr表示任务r的运输需求；
29、约束条件3，在每一个单位时间窗内任意站点的装载量均不超过装载能力上限，用公式表示为：
30、
31、式中，表示路径p是否在站点vi进行装载活动，0-1变量μp,k表示路径p是否在时间窗k内进行装载活动；v为站点集合；表示站点在单位时间内的装载能力上限；k表示总体规划时间窗；
32、约束条件4，在每一个单位时间窗内任意站点的卸载量均不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤1中，所述搭建应急物资运输的多式联运网络具体为：
3.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤3具体包括：
4.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤4包括：
5.如权利要求4所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，所述利用自适应大规模邻域搜索算法求解目标函数具体为：
6.如权利要求5所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，所述可行解构造方法是指在确定运输路径的解和运输量的解后，按在满足各类运输约束的前提下按照贪婪策略推算每一项任务的开始运输时间，从而构造完整的可行解，具体过程为：
7.如权利要求5所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，所述破坏算子是指按照一定规则从可行解中删除一部分任务的解，所述修复算子是指按照一
...【技术特征摘要】
1.一种基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤1中，所述搭建应急物资运输的多式联运网络具体为：
3.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤3具体包括：
4.如权利要求1所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，步骤4包括：
5.如权利要求4所述的基于多式联运网络的应急物资运输优化调度方法，其特征在于，所述利用自适应大规模邻域搜...
【专利技术属性】
技术研发人员：余惟嘉，王启威，潘振宇，陈思洋，
申请(专利权)人：中电鸿信信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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