車輛利用的優(yōu)化

1、2006年10月18日運運 輸輸 組組 織織 學學1第六章第六章 2006年10月18日運 輸 組 織 學 22006年10月18日運 輸 組 織 學 32006年10月18日運運 輸輸 組組 織織 學學4第一節(jié)第一節(jié) 采采2006年10月18日運 輸 組 織 學 52006年10月18日運 輸 組 織 學 6指按發(fā)貨點固定車隊，專門完成固定貨指按發(fā)貨點固定車隊，專門完成固定貨運任務的運輸組織形式。運任務的運輸組織形式。除了固定車隊外，還實行裝卸固定和調除了固定車隊外，還實行裝卸固定和調度員固定。度員固定。可以加速車輛周轉，提高運輸效率和裝可以加速車輛周轉，提高運輸效率和裝卸效率、提高服務質量

2、卸效率、提高服務質量適用于裝卸地點固定集中的貨運任務，適用于裝卸地點固定集中的貨運任務，（裝貨點固定、卸貨點分散也可）（裝貨點固定、卸貨點分散也可）指車輛按運行計劃中所擬定的行車時指車輛按運行計劃中所擬定的行車時刻表來進行工作刻表來進行工作加強了各方面工作的計劃性，提高了加強了各方面工作的計劃性，提高了工作效率工作效率2006年10月18日運 輸 組 織 學 72006年10月18日運運 輸輸 組組 織織 學學8第二節(jié)第二節(jié) 2006年10月18日運 輸 組 織 學 92006年10月18日運 輸 組 織 學 10：即車輛在完成運輸工作中的運行路線。：就是在保證運輸安全的前提下，運輸時間和運輸

3、費用最省的路線。當路網分布復雜、貨運點分布范圍較大時，可以采用當路網分布復雜、貨運點分布范圍較大時，可以采用運籌學方法來確定車輛行駛路線的最佳選擇。（例如運籌學方法來確定車輛行駛路線的最佳選擇。（例如最小路問題、最大流問題等）最小路問題、最大流問題等）一、名詞解析一、名詞解析2006年10月18日運 輸 組 織 學 11車輛的車輛的行駛路線行駛路線往復式往復式環(huán)形式環(huán)形式匯集式匯集式二、行駛路線的類型二、行駛路線的類型2006年10月18日運 輸 組 織 學 12KQQQQQQLl=L1QAB )(00Z1iZ1iHfllLLLLiii2006年10月18日運 輸 組 織 學 13KBQ1Q2

4、+Q1Q1Q2Q2Q2Q2L1A比較上一圖與之比較上一圖與之有何不同？有何不同？2006年10月18日運 輸 組 織 學 14+Q1Q1Q2Q2+Q1Q1Q2Q2Q2Q1ACK2006年10月18日運 輸 組 織 學 152006年10月18日運 輸 組 織 學 16+Q3+Q1+Q2Q1Q3Q2ABCDEF里程利用率小于里程利用率小于0.50.5的環(huán)式路線，的環(huán)式路線，一般不宜采用。一般不宜采用。一個周轉內至少完成幾個運次?2006年10月18日運 輸 組 織 學 17BACK b) a)DEKBCA CBADK c)d)EKAFDCB圖圖4-2 環(huán)形式行駛路線示意圖環(huán)形式行駛路線示意圖a)

5、 簡單環(huán)式；簡單環(huán)式； b) 交叉環(huán)式；交叉環(huán)式；c) 三角環(huán)式；三角環(huán)式； d) 復合環(huán)式復合環(huán)式裝貨點裝貨點卸貨點卸貨點裝卸貨點裝卸貨點2006年10月18日運 輸 組 織 學 18是指車輛沿著分布于運行路線上各裝卸作業(yè)點，依次完成相應的裝卸作業(yè)，且每運次的貨物裝（卸）量均小于該車額定載質量，直到整個車輛裝滿（或卸空）后返回出發(fā)點的行駛路線。2006年10月18日運 輸 組 織 學 19A（始點）B CDAA（始點）B B CCDDa）c）收集貨物分送貨物b)（始點）請舉例請舉例2006年10月18日運 輸 組 織 學 20v當車輛采用匯集式行駛路線完成運輸任務時，每次周轉的貨物周轉量的大

6、小與車輛沿路線上各貨運點的繞行次序有關。若繞行次序不同，即使完成同樣貨運任務其周轉量也不一樣。在這種情況下，按總行程最短組織車輛進行運輸最為經濟。 v例如，某倉庫A有5t貨物，須利用一輛額定載質量為5噸位的載貨汽車將其運出，分送、三個收貨點，各收貨點的卸貨量（以“”表示卸貨）及各點間距離如圖所示。2006年10月18日運 輸 組 織 學 21132-Q-Q1 1=2t=2t-Q-Q3 3=2t=2tL LA1A1=8=8A AL L1313=4=4Q QA A=5t=5tL LA3A3=10=10L L2323=6=6-Q-Q2 2=1t=1tL LA2A2=11=11L L1212=9=9序

7、號序號繞行路線方案繞行路線方案L LP PL Ll lA AA A3333797923237070A AA A868625257676A AA A2929585818186262A AA A878721217373A AA A3434959524247171A AA A717123236868不同繞行路線方案效果比較不同繞行路線方案效果比較 2006年10月18日運 輸 組 織 學 22車輛的車輛的行駛路線行駛路線往復式往復式環(huán)形式環(huán)形式匯集式匯集式請歸類：請歸類：大宗貨物大宗貨物零擔零擔2006年10月18日運 輸 組 織 學 23二、行駛路線的優(yōu)選二、行駛路線的優(yōu)選v大宗貨物運輸中，車輛利

8、用整車裝卸的運輸形式。v最佳行駛路線：車輛里程利用率最高的路線2006年10月18日運 輸 組 織 學 24v選擇環(huán)形式行駛路線的原則是：當完成同樣貨運任務時，里程利用率最高為最佳。v環(huán)形式行駛路線以運次為基本運輸過程進行組織，并且在一條環(huán)形路線上包含有多個運次、多項貨運任務。其中，每個運次的重車路線由貨運任務決定，所以重車方向是一定的，無從選擇。那么，只有合理組織該環(huán)形路線各個運次的銜接順序，使總空車行程最短，才能使里程利用率最高，才能獲得最經濟的行駛路線。 1 1環(huán)形式行駛路線的優(yōu)選標準環(huán)形式行駛路線的優(yōu)選標準2006年10月18日運 輸 組 織 學 25v假設m為空車發(fā)點數(shù)（包括卸貨點和

9、車場） ，n為空車收點數(shù)（包括裝貨點和車場） ，Qij為由第i點發(fā)往第j點的空車數(shù)，qj為第j點所需空車數(shù)，Qi為第i點發(fā)出空車數(shù)，Lij為第i點到第j點的距離，則其空車行駛路線的選擇問題的數(shù)學模型如下：v目標函數(shù)是以全部車輛的總空車里程最短為求解目標，即2 2數(shù)學模型數(shù)學模型minjijijfLQL11min2006年10月18日運 輸 組 織 學 26v約束條件約束條件jmjijqQ1njjmiiqQ110ijQnjjmiiqQ112006年10月18日運 輸 組 織 學 27發(fā)貨點發(fā)貨點（空車收點）（空車收點）收貨點收貨點（空車發(fā)點）（空車發(fā)點）運量運量/ /輛輛貨名貨名A AE E8

10、8水泥水泥B BA A1111煤煤C CF F1818爐渣爐渣D DG G1515化肥化肥 收貨點發(fā)收貨點發(fā)貨點貨點F FG GE EA AK KA A5 59 96 60 05 5B B2 26 69 93 38 8C C5 57 79 93 32 2D D6 610102 28 81313K K7 75 511115 52006年10月18日運 輸 組 織 學 28 表表4-14 4-14 某空車行駛路線選擇產銷平衡運價表及計算結果某空車行駛路線選擇產銷平衡運價表及計算結果 U Ui iI IJ JV Vj j2 24 4-2-20 0-1-1q qj jF FG GE EA AK K0

11、0A A5 53 39 95 56 68 80 05 56 68 80 0B B2 26 62 29 911113 33 38 89 9111111113 3C C5 57 79 98 83 32 218180 04 4D D6 610102 22 28 84 41313101015151 1K K7 74 45 5111112125 54 41001001001007 7Q Qi i181815158 811117 759592006年10月18日運 輸 組 織 學 29A：確定：確定LijQi及及qj矩陣，列出約束條件表矩陣，列出約束條件表開始開始B：求初始基可行解：求初始基可行解C：檢驗

12、基可行解是否符合最佳標準？：檢驗基可行解是否符合最佳標準？E：確定最佳解：確定最佳解結束結束D：調整基可行解：調整基可行解否是2006年10月18日運 輸 組 織 學 30匯集式行駛路線的啟發(fā)式算法匯集式行駛路線的啟發(fā)式算法v匯集式行駛路線的優(yōu)選原則是以每周轉的總行程最短為最優(yōu)。v可將此問題歸為運籌學中的貨郎擔問題，應用啟發(fā)式算法來進行近似求解，其基本思路是：當貨運點多，總運量較大、需用運輸車輛超過一輛時，選擇匯集式行駛路線首先根據運輸車輛每車次最高裝載量定額，按就近調車的原則對貨運點進行分組；然后按總行程最短的原則，采用啟發(fā)式算法分別確定每車沿其本組貨運點的繞行次序，以選定單車運行路線。現(xiàn)以

13、分送式路線選擇為例，闡述其選擇方法。2006年10月18日運 輸 組 織 學 31v包括：v貨運點的分布圖或貨運點間里程矩陣Lij；v貨運點收（卸）貨量（qj）；v單車最高裝載量（qH）。 其中，i 、j為貨運點序號，qj、qH的計算單位視貨 物情況而定，如可以是噸、件、桶、箱、瓶等。首先確定計算所需數(shù)據首先確定計算所需數(shù)據2006年10月18日運 輸 組 織 學 32各貨運點間里程（各貨運點間里程（Lij）統(tǒng)計表）統(tǒng)計表 j j L Lijiji i0 01 12 2n n0 00 0L L0 0，1 1L L0 0，2 2L L0 0，n n1 1L L1 1，0 00 0L L1 1，2

14、 2L L1 1，n n 2 2L L2 2，0 0L L2 2，1 10 0L L2 2，n nn nL Ln n，0 0L Ln n，1 1L Ln n，2 20 0各貨運點收貨量（各貨運點收貨量（qj）統(tǒng)計表）統(tǒng)計表 貨運點貨運點j j1 12 23 3n n收貨量收貨量q qj jq q1 1q q2 2q q3 3q qn n2006年10月18日運 輸 組 織 學 33v在此基礎上，可v采用啟發(fā)式算法v按下面的程序進v行計算v 是是否否是是否否開始開始 A：計算貨運點：計算貨運點分組數(shù)分組數(shù)dd1？B：單車貨運點分組：單車貨運點分組：C：選擇單車貨運點：選擇單車貨運點繞行次序繞行次

15、序S=1？D：選取：選?。簃in結束結束2006年10月18日運 輸 組 織 學 34vA :確定貨運點分組數(shù)d：5 . 0HjqqdvB :單車貨運點分組：v其程序為:v1）確定單車行駛路線序號N（N=1，2，d），即單車貨運點分組組別序列，以依次確定單車行駛路線。 2006年10月18日運 輸 組 織 學 35vB :單車貨運點分組：(續(xù))v2) 選擇第一個收貨點。以K表示收貨點的序號，即選擇K=1的收貨點。v首先確定距發(fā)貨點（j = 0）最遠的收貨點（j = r）為第一個收貨點，即確定maxLoj及車輛實際載質量q=qj ,并將該點記為NK = N1，即第N組單車行駛路線上的第一個收貨點

16、。此時第j收貨點已收到所需數(shù)量（qj）的貨物，不再參加后續(xù)單車行駛路線上收貨點的分組選擇，再令i=j，繼續(xù)選擇下一個收貨點。2006年10月18日運 輸 組 織 學 36vB :單車貨運點分組：(續(xù))v3）選擇其余收貨點。即按照就近選點的原則，選取距上一個收貨點（i=j=r）最近的第j（jr）收貨點為第K+1個收貨點，此時車輛實際載質量增加至q=q+qj；將該點記為Nk（k=k+1）。v如果qqH，則表明車輛載質量沒有充分利用，若尚有qj0，則繼續(xù)選擇本組下一個收貨點；如果q=qH，表明本組單行駛路線上的全部貨運點已選擇完畢，轉本程序第（1）步驟，進行第N+1組單車貨運點的選擇；如果qqH，表

17、示車輛實際裝載量已超過車輛的每車次的最高裝載定額，不能再負擔第K+1個收貨點的送貨任務2006年10月18日運 輸 組 織 學 37v3）選擇其余收貨點(續(xù))v所以本組單車行駛路線的全部收貨點為K個，并按選點的先后順序初排貨運點序列NK，然后轉本程序步驟（1）進行下一組貨運點的選擇。若全部貨運點的qj=0，則表明本方案（S）的全部收貨點選擇完畢，據此，初排本組貨運序列。若還有其它貨運點分組方案，則轉本程序第（1）步繼續(xù)選擇下一組別N+1的貨運點，直至S=e 方案分組完畢，則轉下一程序C。2006年10月18日運 輸 組 織 學 38C：選擇單車貨運點繞行次序。v1)列出本組各貨運點間里程（Li

18、h ） 統(tǒng)計表，如表4-18（i=h=1,2, m）所示。表內各點按初排貨運點順序排列，包括收、發(fā)貨點。v v 2) 按Nk序列,選取前兩個貨運點(假定其序號分別為a、b)與發(fā)貨點（j=0）組成初選循環(huán)回路，記為0ab0。按Nk序列,選取前兩個貨運點，組成初選循環(huán)回路。2006年10月18日運 輸 組 織 學 39 N Nk k h h I IN Nk kN N0 0 N N1 1N N2 2 N Nm m0 01 12 2 m mN N0 00 00 0L L0 0，1 1L L0 0，2 2 L L0 0，m mN N1 11 1L L1 1，0 00 0L L1 1，2 2 L L1 1，m m N N2 22 2L L2 2，0 0L L2 2，1 10 0 L L2 2，m m N Nm mm mL Lm m，0 0L Lm m，1 1L Lm m，2 2 0 0表表4-18 同組貨運點間里程（同組貨運點間里程（Lih）統(tǒng)計表）統(tǒng)計表2006年10月18日運 輸 組 織 學 40vC：選擇單車貨運點繞行次序（續(xù)）v3) 按Nk序列，依次選取貨運點XK插入初選循環(huán)回路。其插入原則是：回路中因包含了貨運點