安吉汽车物流设计方案_本科毕业设计论文

安吉汽车物流设计方案_本科毕业设计论文内容摘要：

1 , ,11, , 1 , , , 1 , , ,1 , 1 , 2 , ( 2 )1 , 1 , 2 , ( 3 )2,( 4 ).. 1 , 2 ,。 ,iiivi j i kj A k A v Jvwijj A v J w Jv w v wi j i k i j i k i ji i iv v v w v wi j i k i j i k i j i jwJxirix x rst i k p v w Jt x d r T            … ,N1… ,N1… , N 1。 j A A A 11111, , 1 , 1, , 1 , , 1( 5 ), 1 , 2 ,。 ( 6 ), 0 , 1 , 1 , 2 ,。 , ( 7 )i i iNNi k v J i v Jvi j i k i iv v wi j i k i j i iq u i k v Jx r i k v w J                    j A A j A… , N 1 j A A… , N 1。 j A A 目标函数以整个运输过程中的运输成本最少为目标，而总费用由三部分组成，即运输费用、中转费用、惩罚费用。 公式（ 2）表示在相邻阶段的某一城市对之间，如果存在路径，只能选择一种运输方式，即运量不能分割；式（ 3）表示在 i 阶段的 j 城市，最多有一次运输方式的改变；式（ 4）确保运输的连续性；式（ 5）表示货物必须在规定的期限内运到；式（ 6）表明货物的运量不能超过某种运输工具的能力；式（ 7）表示决策变 量取整数 0或 1。 模型的求解 通过虚拟一个运输网络，将原问题转化为一个带时间约束和能力 22 约束的最短路径问题，然后采用数学规划软件 Lingo 求解带有时间约束和能力约束的最短路径。 例如从配送中心 0A 将一批货物中途经过若干城市运往目的地城市 9A ，如图 1 所示，所在路径的城市之间有三种运输方式：铁路、公路、水路可供选择。 详细解法阐述如 下： 1．划分运输区域 为了方便模型的求解，首先将运输网络划分为若干阶段， A0 位于第一阶段， A A A3 位于第二阶段， A A5 位于第三阶段， AA A8 位于第四阶段，目的地 A9 位于第五阶段。 如图 2所示： 一阶段 二阶段 三阶段 四阶段 五阶段 A4 A5 A2 A3 A6 A7 A8 A9 A0 A1 A4 A5 A2 A3 A6 A7 A8 A9 A0 A1 图 1 运输网络图 23 图 2 划分阶段的运输网络图 2．向相邻运输网络中增加虚拟节点 对于不相邻阶段的城市之间存在路径的，应在路径上中间阶段增加虚拟节点， 如图 2所示，二阶段城市 1与四阶段城市 6 之间存在一条路径，在三阶段增加虚拟节点 M；二阶段城市 3 与四阶段城市 8之间存在一条路径在三阶段增加虚拟节点 N。 如图 3所示： M N 图 3 增加虚拟节点的运输网络图 3．构建扩展的虚拟运输网络图 A4 A5 A2 A3 A6 A7 A8 A9 A0 A1 24 方法如下： （ 1）为简化模型的计算，在有路径相连的城市之间默认三种运输方式均可到达。 （ 2）除始发点 A0以外，将其他每个城市分别扩展成 g个城市（每个运输方式分别代表一种运输方式），扩展后的 g 个城市仍处于原来的网络阶段，最后虚拟一个目的地。 如图 4 所示，其中 0 代表始发点A0， 3为 A1扩展的三个虚拟城市， 1 代表铁路运输， 2 代表公路运输， 3 代表水路运输，以此类推， 3 3 33 为目的地 A9扩展的三个虚拟城市，分别代表铁路、公路、水路运输， 34 为虚拟的目的地。 （ 3）同一个城市扩展来的节点与节点之间不存在连接弧，原来 有连接弧的两个城市，各自扩展来的 g 个城市之间两两有弧连接，原来没有弧连接的两个城市，各自扩展来的 g个城市间都没有弧连接。 （ 4）各条弧上的权重分为三类：费用权重、时间权重、能力权重。 费用权重 =两城市间的运输费用 +中转费用；时间权重 =两城市间的运输时间 +中转时间；能力权重 =两城市间某种运输工具的运输能力。 （ 5）对于两个网络阶段之间建立的虚拟城市，假设 j 阶段的第 m 个城市到 j阶段的第 n 个城市之间的各阶段内都有一个虚拟城市，设 i阶段的第 m个城市到 i+1阶段的任一虚拟城市之间的运费、运输时间、运输能力都为 i阶段的 第 m 个城市到 j 阶段的第 n 个城市的运费、运输时间、运输能力，相邻阶段的虚拟城市与虚拟城市的运费、运输时间均为零，运输能力设为一个充分大的数，依此类推， j1 阶段的虚拟城市到 j 阶段的第 n个城市的运费、运输时间均为零，运输能力设 25 为一个充分大的数。 将没有弧连接的城市之间的运输费用、运输时间设为一个充分大的整数，运输能力设为零。 虚拟一个最终点 34，因此 31 34, 32 34,33 34 的运输时间和运输费用均为零，而运输能力为无穷大。 则原问题的求解转化为：在不超过运输期限和运输能力约束 的前提下，求从节点 0 34 的最短路径。 如图 4 所示： 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 0 22 23 24 25 26 27 34 31 32 33 26 图 4 扩展的虚拟运输网络图 4．用 Lingo求解最短路径。 整数规划模型制定出安吉多式联运方案 根据案例 3 安吉汽车物流公司所面临的带时间和运输能力约束的多城市间多种运输方式的最优组合问题，我们采取上述模型来具体求解。 不过我们会简化上述模型，在本案例中我们可以不考虑中转费用和惩罚费用以及中转时间，所以模型就会简单很多。 我们选择从上海到天津的这一路径，在运输一次的运量不确定的前提下，根据帮助安吉汽车物流公司合理安排线路和运输方式来使带有时间约束和能力约束条件下总费用最低。 安吉将汽车从上海中途经过如干城市运往17 18 19 20 21 7 8 9 28 29 30 27 目的地天津，如图 5 所示，所在路径的城市 之间有三种运输方式：铁路、公路、水路可供选择。 南京 淄博 上海 天津 28 南通 济南 一阶段 二阶段 三阶段 四阶段 五阶段 南京 淄博 上海 天津 南通 济南 图 6 划分阶段的从上海到天津的运输网路图 向运输网络中增加虚拟节点 图 5 从上海到天津的运输网络图 29 对于不相邻阶段的城市之间存在路径的，应在路径上中间 阶段增加虚拟节点，如图 6 所示，二阶段南京与四阶段淄博之间存在一条路径，在三阶段增加虚拟节点 M。 三阶段的济南与五阶段的天津之间存在一条路径，在四阶段增加虚拟节点 N，如图 7所示： 南京 M 淄博 上海 天津 南通 济南 N 图 7 增加虚拟节点的从上海到天津的运输网络图 构建扩展的虚拟运输网路图 方法和说明见上述模型 虚拟一个最终点 22，因此 19 22,20 22,21 22 的运输时间和运输费用均为零，而运输能力为无穷大。 则原问题的求解转化为：在不超过运输期限和运输能力约束的前提下，求从节点 0 34的最短路径。 如图 8 所示： 30 图 8 扩展的虚拟从上海到天津的运输网路图 已知条件 以从上海到天津的运输网络图为例，各城市之间的运费、运输时间、运输能力如表 1所示： 表 1 各城市之间运输费用、运输时间、运输能力表 铁路 公路 水7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 0 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 31 路 运输 运输 运输 运输 运输 运输 运输 运输 运输 费用 时间 能力 费用 时间 能力 费用 时间 能力 上海 南京 2 290 39 300 301aq 18 200 上海 南通 638aq 8 290 754aq 52 300 580aq 35 200 南京 淄博 10 290 62 300 777aq 47 200 南通 济南 913aq 12 290 1079aq 64 300 830aq 50 200 济南 淄博 121aq 1 290 187aq 30 300 110aq 7 200 淄博 天津 6 290 47 300 467aq 28 200 济南 天津 4 290 42 300 357aq 21 200 注：运输费用的单位是元，运输时间的单位是 h，运输能力的单位是辆。 32 根据扩展虚拟的运输网络图的方法并结合表 1我们可以得出图 8每条路径的运输费运输时间和运输能力，如表 2所示： 表 2 每条线路的运输费用、运输时间、运输能力 运输 运输 运输 运输 运输 运输 费用 时间 能力 费用 时间 能力 0 1 2 290 10 17 42 无穷大 0 2 39 无穷大 10 18 357aq 21 200 0 3 3。