鐵路集裝箱中心站物流系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究.pdf

1、集裝箱運(yùn)輸是一種具有標(biāo)準(zhǔn)化、專門化、國際化特點(diǎn)的現(xiàn)代運(yùn)輸方式。鐵路集裝箱中心站作為集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是連接鐵路運(yùn)輸與其他運(yùn)輸方式的橋梁和紐帶，在集裝箱多式聯(lián)運(yùn)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，其生產(chǎn)能力和運(yùn)營效率對整個(gè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)有著巨大影響。因此，本文以鐵路集裝箱中心站為研究對象，針對實(shí)際生產(chǎn)和管理過程中的相關(guān)問題進(jìn)行研究和探討，為鐵路集裝箱中心站的決策者和管理者在制定規(guī)劃和選擇方案時(shí)提供一定的技術(shù)支持和理論依據(jù)。
　　為克服單

2、項(xiàng)預(yù)測模型的單一性和片面性等缺點(diǎn)，應(yīng)用組合預(yù)測模型對鐵路集裝箱運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測，以提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過對運(yùn)量的歷史數(shù)據(jù)分別采用多項(xiàng)式曲線模型和灰色預(yù)測模型建立單項(xiàng)預(yù)測模型，再利用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對兩個(gè)單項(xiàng)預(yù)測模型的結(jié)果進(jìn)行組合預(yù)測。研究結(jié)果表明，相比于兩單項(xiàng)預(yù)測方法，組合預(yù)測方法所得運(yùn)量的誤差指標(biāo)均最優(yōu)，并應(yīng)用馬爾科夫鏈理論對組合模型所得的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析和修正，增加預(yù)測結(jié)果的可靠性。
　　考慮集裝箱卡車到達(dá)率的模糊性，將鐵路集裝箱中

3、心站進(jìn)出系統(tǒng)作為一個(gè)模糊排隊(duì)系統(tǒng)，建立了以單位時(shí)間系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。該模型中單位時(shí)間單位集裝箱卡車的等待成本也是模糊的，于是利用α截集概念、非線性規(guī)劃和混合整數(shù)規(guī)劃方法，通過不同水平下的置信度計(jì)算獲得目標(biāo)函數(shù)的上限和下限，最終建立目標(biāo)函數(shù)的隸屬度函數(shù)，同時(shí)求得該模糊環(huán)境下進(jìn)出系統(tǒng)的最優(yōu)服務(wù)率，進(jìn)而為鐵路集裝箱中心站進(jìn)出系統(tǒng)的管理和經(jīng)營提供理論上的支持。此外，還對三個(gè)模糊量的情況進(jìn)行了探討，應(yīng)用上述方法仍能得到相應(yīng)的優(yōu)化

4、分析結(jié)果，進(jìn)一步擴(kuò)展了該方法的應(yīng)用范圍。
　　針對鐵路集裝箱中心站堆場常用設(shè)備正面吊運(yùn)機(jī)的作業(yè)順序調(diào)度問題，在綜合考慮任務(wù)和設(shè)備各種約束的基礎(chǔ)上，建立以完成所有任務(wù)的正面吊運(yùn)機(jī)作業(yè)總時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)的線性整數(shù)規(guī)劃模型。提出改進(jìn)細(xì)菌覓食算法對模型進(jìn)行求解，通過引入交叉優(yōu)化算子、混合繁殖策略以及一種基于健康度和適應(yīng)度共同控制的自適應(yīng)遷徙概率改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌覓食算法以加快算法收斂速度、抑制精英個(gè)體的逃逸行為和解的退化現(xiàn)象。算例結(jié)果驗(yàn)證了模

5、型和算法的可行性和有效性。
　　鐵路集裝箱中心站內(nèi)部物流系統(tǒng)由裝卸系統(tǒng)、水平運(yùn)輸系統(tǒng)和堆場堆取系統(tǒng)組成，針對各子系統(tǒng)的設(shè)備配置優(yōu)化問題建立閉排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行研究。根據(jù)鐵路集裝箱中心站內(nèi)部物流系統(tǒng)的作業(yè)內(nèi)容和特點(diǎn)建立其閉排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型，在該模型中內(nèi)部集裝箱卡車作為顧客在門式起重機(jī)和正面吊運(yùn)機(jī)兩個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)虛設(shè)的“運(yùn)輸”服務(wù)節(jié)點(diǎn)接受服務(wù)。采用近似平均值分析算法求解閉排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型以獲得相關(guān)的設(shè)備性能參數(shù)，結(jié)合最優(yōu)條件得到內(nèi)部物流系統(tǒng)

6、的最優(yōu)設(shè)備配置。最終應(yīng)用仿真軟件建立內(nèi)部物流系統(tǒng)的仿真模型，通過與仿真模型所得結(jié)果的對比，驗(yàn)證了排隊(duì)模型和求解算法的正確性。
　　本文從鐵路集裝箱中心站生產(chǎn)運(yùn)營的實(shí)際情況出發(fā)，緊密圍繞鐵路集裝箱中心站這一研究對象，應(yīng)用預(yù)測方法、排隊(duì)理論、模糊理論、優(yōu)化算法、建模仿真等知識(shí)和手段，對集裝箱運(yùn)量預(yù)測、進(jìn)出系統(tǒng)優(yōu)化、正面吊運(yùn)機(jī)調(diào)度和內(nèi)部物流系統(tǒng)設(shè)備配置四個(gè)方面進(jìn)行理論分析和方法研究。本文對鐵路集裝箱中心站生產(chǎn)運(yùn)營方面的研究和探索具有一定