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铁路集装箱空箱调运优化研究

作　者: 宰停
导　师: 江南
学　校: 中南大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 集装箱 空箱调运 优先级 遗传算法
分类号: U294.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 243次
引　用: 7次
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内容摘要


铁路集装箱空箱调运优化问题是一个较复杂的决策问题。由于资源分布、地区经济发展不平衡和城市布局等因素的影响,我国集装箱货源分布和流向存在着很大差异,导致箱流在空间上、时间上的不平衡,带来集装箱空箱调运的问题。空箱调运方法直接影响集装箱整个运输链上的作业。不恰当的空箱调运方法不但导致空箱堆存数量增加,还将耗费额外数以亿计的费用,浪费大量的空箱资源,同时也使得相关成本急剧上升,对集装箱运输经济效益产生重要影响。因此,研究铁路集装箱空箱调运方法具有重要的现实意义。本文运用最优化理论,对空箱调运问题进行深入研究,提出了优化模型及算法,通过算例有效性检验,说明模型与算法能够解决铁路集装箱空箱调运问题。论文首先讨论了集装箱空箱调运现状,对存在的问题及研究意义作了介绍。同时对空箱调运问题进行了详细分析,总结空箱调运产生的原因,明确空箱调运的核心问题,分析空箱流转过程、空箱调运费用和空箱调运系统的需求及供应,确立了空箱调运的目标。同时归纳介绍了四个常用的空箱调运优化方法。然后,充分考虑了空箱调运优化过程中的诸多因素,尤其考虑了军运、抢险救灾等国家重点物资运输的特殊性,依据货物的品种、货物的重要程度等,将空箱需求进行了优先级划分,对于高优先级的空箱需求尽可能优先考虑并满足,建立了比较切合实际的铁路集装箱空箱调运优化模型。设计了需求优先级最大和调运运输成本最小两个目标函数,归纳了空箱需求量的限制、空箱拥有量的限制和线路运输能力的限制等四个约束条件。通过编码、适应度计算、交叉算子设计和变异算子设计,设计出空箱调运优化算法。最后通过算例编程求解,对空箱调运优化模型和算法进行了有效性检验,结果令人满意,为空箱调运实际工作提供了有价值的参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 论文的研究背景  9-10
  1.2 国内外相关研究现状  10-12
  1.3 论文的研究目的与意义  12-14
  1.4 论文的主要研究工作  14-15
  1.5 论文的结构  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第二章 铁路集装箱空箱调运问题分析  17-31
  2.1 集装箱的概念及分类  17-18
    2.1.1 集装箱的概念  17
    2.1.2 集装箱的分类  17-18
  2.2 集装箱运输发展现状与趋势  18-22
    2.2.1 集装箱运输的优越性  18-19
    2.2.2 国际集装箱运输发展现状与趋势  19-21
    2.2.3 国内集装箱运输发展现状与趋势  21-22
  2.3 空箱调运的现状  22-26
    2.3.1 概况  22-23
    2.3.2 空箱调运的现有措施  23-24
    2.3.3 集装箱运输办理流程  24-25
    2.3.4 集装箱空箱调运的管理  25-26
  2.4 空箱调运产生原因  26-27
  2.5 空箱调运的特点及核心问题  27-29
  2.6 空箱流转过程及空箱调运费用分析  29-30
  2.7 空箱调运系统的需求和供应分析及调运的目标  30
  2.8 本章小结  30-31
第三章 空箱调运问题常用优化方法  31-46
  3.1 禁忌搜索算法  31-33
    3.1.1 禁忌搜索算法的原理  31-33
    3.1.2 禁忌搜索算法的特点  33
  3.2 蚁群优化算法  33-37
    3.2.1 蚁群优化算法的原理  33-36
    3.2.2 蚁群优化算法的特点  36-37
  3.3 模拟退火算法  37-40
    3.3.1 模拟退火算法的原理  37-39
    3.3.2 模拟退火算法的特点  39-40
  3.4 遗传算法  40-45
    3.4.1 遗传算法的原理  40-41
    3.4.2 遗传算法的特点  41-42
    3.4.3 遗传算法的设计  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 空箱调运优化模型与算法  46-55
  4.1 空箱调运优化模型  46-50
    4.1.1 问题描述  46
    4.1.2 相关变量设置  46-47
    4.1.3 目标函数与约束条件  47-49
    4.1.4 数学模型的建立  49-50
  4.2 空箱调运优化算法设计  50-54
    4.2.1 编码  50
    4.2.2 适应度计算  50
    4.2.3 交叉算子设计  50-52
    4.2.4 变异算子设计  52-53
    4.2.5 算法设计  53-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章 仿真算例  55-66
  5.1 算例  55-64
    5.1.1 算例一  55-57
    5.1.2 算例二  57-60
    5.1.3 算例三  60-64
  5.2 算例分析  64-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章 结论与展望  66-68
  6.1 主要结论与创新点  66-67
  6.2 需进一步研究的问题  67-68
参考文献  68-72
附录 空箱调运核心模块程序  72-82
致谢  82-83
作者在学期间发表的论文  83

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路运输管理工程 > 货物运输 > 集装箱化运输、托盘、载车运输
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