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面向复杂货流的综合运输组织方式优化研究

作　者: 刘铁鑫
导　师: 张培林
学　校: 武汉理工大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 复杂货流综合运输组织方式运输货物分类广义运输费用合理K优运输路径
分类号: F50
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

运输货物品类多样,存在着性质、形态、价值、批量和计量单位等方面的差异,体现出不同的运输特性,其运输需求呈现层次化特征,表现为对运输费用、运输时间、运输安全和运输频率等运输服务要求的差异。同时,随着社会经济的迅速发展和区域综合运输网络的不断完善,货物在多种运输方式之间的联合运输已经成为现代交通运输和物流发展的方向和目标。在这一背景下,论文面向复杂货流,突出货物运输特性对综合运输组织方式优化的影响,为不同货物品类在综合运输网络中选择最佳的运输空间分布、运输方式和运输路径。论文主要研究内容及成果如下：1)结合货流的传统定义及当前复杂性科学中人们对复杂性的认知,提出了复杂货流的定义；从本体论复杂性的角度论述了复杂货流的内在特征和外在形式,从认识论复杂性的角度对比分析了复杂货流和简单货流；提出了复杂货流综合运输组织方式优化的核心问题。2)在比较分析国内外运输货物分类标准的基础上,指出了国内现行运输货物分类存在的主要问题；在分析货物运输属性与运输服务属性耦合关系的基础上,运用数量化理论Ⅲ将运输货物品类划分为六类：时效性强货物、集装箱货物、普通件杂货、危险货物、大件货物和大宗散货。3)在分析广义货主运输方式和运输路径选择的决策心理与决策机制的基础上,提出了运输成本、机会成本、风险成本和经时损失成本的测算模型；结合基于运输特性的货物品类划分,构建了时效性强货物、危险货物、件杂货和散货四种货物品类的广义运输费用函数。4)结合现有综合运输能力的相关定义,分析了综合运输网络货物运输能力的概念、构成体系、特性和影响因素,并确定其度量周期为一年。在对综合运输网络进行描述的基础上,从变需求量的系统最优配流角度,构建了综合运输网络货物运输能力测算的双层规划模型,设计了一种基于K短路和最小费用流的启发式算法实现求解。5)在有需求矩阵下,研究了复杂货流在综合运输网络中最优运输方式与运输路径的运输组织方式。运用运输网络流分配理论和运输路径选择优化方法,建立了基于广义运输费用的综合运输网络方式选择-网络配流模型,提出了基于合理K优运输路径的遗传算法实现优化模型的求解,并以三峡枢纽区域运输组织方式优化问题为例,对优化模型和算法进行了实证研究。6)在无需求矩阵下,研究了单一货种在综合运输网络中最优运输空间分布与运输路径的运输组织方式。根据经典运输问题数学模型的一般形式和运输路径选择优化方法,建立了基于广义运输费用的综合运输网络运量分布与均衡配流组合模型,提出了基于合理K优运输路径的两阶段算法实现优化模型的求解,并以长江流域进口铁矿石运输组织方式优化问题为例,对优化模型和算法进行了实证研究。论文从新的视角深化和完善了货物综合运输组织优化理论,可为区域货物综合运输组织方式优化决策提供科学依据,对提高综合运输服务水平、降低物流成本具有重要的现实意义。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-26
  1.1 论文研究背景与意义  12-15
    1.1.1 研究背景  12-13
    1.1.2 研究意义  13-15
  1.2 国内外相关研究综述  15-23
    1.2.1 关于运输货物品类划分  15-16
    1.2.2 关于广义运输费用/综合路阻函数  16-17
    1.2.3 关于运输网络系统运输能力  17-19
    1.2.4 关于货物运输方式与路径组合优化问题  19-21
    1.2.5 关于运量分布与配流组合优化问题  21-22
    1.2.6 国内外相关研究存在的不足  22-23
  1.3 论文主要研究内容  23-24
  1.4 论文研究方法及技术路线  24-26
    1.4.1 研究方法  24
    1.4.2 技术路线  24-26
第2章复杂货流及其综合运输组织方式优化方法论  26-42
  2.1 复杂货流的定义及其特征  26-34
    2.1.1 复杂货流的定义  26-27
    2.1.2 复杂货流的内在特征  27-29
    2.1.3 复杂货流的外在表现  29-34
  2.2 复杂货流与简单货流的差异分析  34-37
    2.2.1 复杂性与简单性的相互关系  34-35
    2.2.2 复杂货流与简单货流的比较分析  35-37
  2.3 复杂货流综合运输组织方式优化及其方法论  37-41
    2.3.1 复杂货流综合运输组织方式优化概述  37-39
    2.3.2 复杂货流综合运输组织方式优化方法论  39-41
  2.4 本章小结  41-42
第3章基于运输特性和数量化理论Ⅲ的货物品类划分  42-66
  3.1 国内外运输货物分类标准及其存在的问题  42-51
    3.1.1 国内外运输货物分类标准概述  42-46
    3.1.2 国内运输货物分类标准存在的问题  46-51
  3.2 货物运输属性及其对运输服务的需求  51-55
    3.2.1 货物运输属性  51-52
    3.2.2 货物运输属性对运输服务的需求  52-55
  3.3 基于数量化理论Ⅲ的运输货物品类划分  55-65
    3.3.1 数量化理论Ⅲ的基本原理  55-58
    3.3.2 货物反应矩阵的构建  58-62
    3.3.3 运输货物品类划分  62-64
    3.3.4 运输货物品类划分结果分析  64-65
  3.4 本章小结  65-66
第4章不同货物品类综合运输广义费用函数构建  66-107
  4.1 综合运输广义费用函数的提出  66-70
    4.1.1 广义货主运输决策心理与决策机制分析  67-69
    4.1.2 广义费用函数模型的构建  69-70
  4.2 货物运输费用和运输时间测算模型  70-81
    4.2.1 货物运输费用测算模型  70-76
    4.2.2 货物运输时间测算模型  76-81
  4.3 货物运输时间价值评估模型  81-86
    4.3.1 货物运输时间价值及其影响因素  81-82
    4.3.2 货物运输时间价值评估方法及其选择  82-86
  4.4 货物运输风险成本评估模型  86-99
    4.4.1 货物运输风险及其影响因素  86-88
    4.4.2 国内外运输风险评估模型  88-91
    4.4.3 货物运输风险成本测算方法  91-99
  4.5 货物经时损失成本评估模型  99-103
    4.5.1 货物经时损失及其影响因素  99-100
    4.5.2 货物经时损失测算方法  100-103
  4.6 不同货物品类综合运输广义费用函数  103-106
    4.6.1 时效性强货物运输广义费用函数  103-104
    4.6.2 危险货物运输广义费用函数  104
    4.6.3 件杂货物运输广义费用函数  104-105
    4.6.4 散货运输广义费用函数  105-106
  4.7 本章小结  106-107
第5章面向复杂货流的综合运输网络运输能力测算  107-131
  5.1 综合运输网络货物运输能力的内涵体系  107-117
    5.1.1 综合运输网络货物运输能力的概念  107-108
    5.1.2 综合运输网络货物运输能力的构成体系  108-110
    5.1.3 综合运输网络货物运输能力的特性  110-112
    5.1.4 综合运输网络货物运输能力的影响因素  112-114
    5.1.5 综合运输网络货物运输能力最短度量周期  114-117
  5.2 不同运输方式货物运输能力的测算方法  117-123
    5.2.1 综合运输系统网络描述  117-119
    5.2.2 综合运输线路货物运输能力测算方法  119-121
    5.2.3 综合运输节点货物通过能力测算方法  121-123
  5.3 复杂货流下综合运输网络运输能力的测算方法  123-130
    5.3.1 综合运输网络货物运输能力测算双层规划模型的建立  123-125
    5.3.2 综合运输网络货物运输能力模型的求解算法  125
    5.3.3 综合运输网络货物运输能力模型与算法的应用  125-130
  5.4 本章小结  130-131
第6章有需求矩阵下多货种多方式综合运输组织方式优化  131-163
  6.1 多货种多方式综合运输组织方式优化的理论与方法  131-136
    6.1.1 运输组织方式优化与运输网络流分配的相互关系  131-132
    6.1.2 运输网络流分配理论  132-134
    6.1.3 运输路径选择优化方法  134
    6.1.4 多货种多方式综合运输组织方式优化方法选择  134-135
    6.1.5 系统最优模型的一般形式  135-136
  6.2 多货种多方式综合运输组织方式优化模型的构建  136-140
    6.2.1 模型建立前的相关处理  137
    6.2.2 边界条件及假设  137-138
    6.2.3 变量及相关参数的定义  138-139
    6.2.4 优化模型的建立  139-140
  6.3 多货种多方式综合运输组织方式优化模型的算法  140-148
    6.3.1 求解算法思路  140-141
    6.3.2 合理K优运输路径的获取  141-144
    6.3.3 基于合理K优运输路径的遗传算法  144-148
  6.4 实证研究:三峡枢纽区域运输组织方式优化  148-162
    6.4.1 三峡枢纽区域运输组织方式优化问题概述  148-149
    6.4.2 三峡枢纽区域运输组织方式优化基础数据  149-158
    6.4.3 三峡枢纽区域运输组织方式优化  158-161
    6.4.4 三峡枢纽区域运输组织方式优化方案分析  161-162
  6.5 本章小结  162-163
第7章无需求矩阵下单货种多方式综合运输组织方式优化.  163-187
  7.1 单货种多方式综合运输组织方式优化的理论与方法  163-168
    7.1.1 运输问题模型  163-165
    7.1.2 运量分布与均衡配流的组合模型  165-168
  7.2 单货种多方式综合运输组织方式优化模型的构建  168-170
    7.2.1 边界条件及假设  168-169
    7.2.2 变量及相关参数的定义  169
    7.2.3 优化模型的建立  169-170
  7.3 单货种多方式综合运输组织方式优化模型的算法  170-172
    7.3.1 求解算法思路  170-171
    7.3.2 基于合理K优运输路径的两阶段算法  171-172
  7.4 实证研究:长江流域进口铁矿石运输组织方式优化  172-185
    7.4.1 长江流域进口铁矿石运输组织方式优化问题概述  172-173
    7.4.2 长江流域进口铁矿石运输组织方式优化基础数据  173-182
    7.4.3 长江流域进口铁矿石运输组织方式优化  182-184
    7.4.4 长江流域进口铁矿石运输组织方式优化方案分析  184-185
  7.5 本章小结  185-187
第8章研究结论与展望  187-192
  8.1 主要研究结论  187-188
  8.2 创新点  188-190
  8.3 研究展望  190-192
参考文献  192-200
致谢  200-201
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目  201

面向复杂货流的综合运输组织方式优化研究

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