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考虑双时间窗的铁路粮食专用车调度优化研究
| 论文题名： | 考虑双时间窗的铁路粮食专用车调度优化研究 |
| 关键词： | 铁路运输;粮食专用车;双时间窗;优化调度;线性加权和法 |
| 摘要： | 东北地区是我国粮食主产区，2019年东北地区玉米产量占全国总产量的34%以上，稻谷产量约占全国总产量的17.9%。“北粮南运”在稳定国内粮食价格和保障国家粮食安全上发挥着重要作用。铁路运输和铁海联运是“北粮南运”的主要运输方式，但由于东北地区铁路入关通道流量小，难以为不断增长的粮食外运需求提供足够的运力支持，海铁联运的重要性日益凸显。通过铁路运输将粮食运送至港口是粮食海铁联运的重要一环，如何有效地完成铁路路段的运输是亟待考虑的问题。与铁路包粮运输相比，铁路粮食专用车装卸与运输的成本低且效率高，成为重要的铁路粮食运输工具之一。有效的铁路粮食专用车调度对于增加车辆所属企业收入、提高粮食周转率，同时促进粮食运输、满足国内粮食需求、稳定国内粮食价格、保障国家粮食安全都有着重要的意义。 本文从港口企业经营铁路粮食专用车的角度出发，在铁路粮食专用车调度过程中，从港口出发，到达粮食大客户处并装载完毕后返回港口，卸载完毕后完成一次粮食专用车的服务。在服务过程中，受到铁路和客户的双时间窗约束，铁路的时间窗和客户期望的时间窗会直接影响铁路粮食专用车的调度方案，铁路粮食专用车所挂车皮数会影响铁路粮食专用车的周转率。如何在双时间窗的限制下调度铁路粮食专用车，尽可能地提高铁路粮食专用车的收入和车辆的周转率，仍是该领域需要亟待解决的重难点问题之一。 本文结合了铁路粮食专用车的特点，研究了铁路粮食专用车调度问题。旨在通过合理的调度顺序来增加港口企业的收入并提高车辆周转效率。首先，本文在铁路粮食专用车调度时同时考虑客户时间窗和铁路时间窗，即在时间窗上进行双重约束，在此基础上建立混合整数模型。模型以港口企业经营铁路粮食专用车的收入最大和平均运行时间最少（即需求一定时粮食专用车周转率最大）为双目标，并考虑同一铁路线同一时间所容纳的车皮组数和同一车皮组前后服务的时间约束，以此来解决铁路粮食专用车调度问题。其次，由于在双目标模型中两个目标函数在一般情况下很难同时求得最优解，因此对双目标模型进行改进，通过线性加权和法中的α-法和λ-法分别对双目标中的两个目标求权重，将求双目标模型的最优解化为求单目标模型的最优解。最后，以不同数量的客户数据进行算例分析，利用C#调用Gurobi分别对两种改进方法求得的调度方案中的运输收入和车辆周转时间进行对比，结果表明：与λ-相比，利用α-法改进本文双目标模型更具有优越性。研究成果可以为相关企业经营决策提供参考。 |
| 作者： | 张雅茹 |
| 专业： | 物流工程与管理 |
| 导师： | 唐丽敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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