区域危险品道路运输网络双层反馈规划模型及算法

为通过运输网络规划方式降低区域路网危险品运输风险,根据危险品道路运输网络规划中存在监管者路网规划和运输者路线选择的双层约束特征,在假设监管者网络规划目的为总运输风险最小,运输者选线目的为总运输成本最小的基础上,建立区域危险品道路运输网络双层规划模型。进一步提出能求解得到稳定运输网络的双层反馈式算法,即在传统模型算法中增加稳定性检验和反馈调整算法,进而保证运输者在监管者规划路网中所选路线运输成本最小的同时运输风险也尽可能小。最后,通过实例分析检验模型和算法的有效性。计算结果显示,反馈式算法求得的运输网络更稳定,总运输风险值也比传统模式和算法的低。     

危险品运输道路轴辐式网络设计

为降低危险品运输网络的总风险和成本,实现规模效益,根据危险品道路运输网络规划中存在监管者路网规划和运输者路线选择的双层约束特征,探讨轴辐式网络在危险品运输网络设计中的应用。针对长距离、大规模的第三方危险品货运业务,建立上层以风险最小化,下层以成本最小化为目标的双层规划模型。运用Matlab对模型进行求解。最后,通过实例分析检验模型和算法的有效性。结果表明,通过对运输企业网络进行轴辐式网络设计,即将原有节点设置为一个或多个枢纽点,集中零散分布的货源,能比传统直通式物流网络设计节约总运输成本。     

考虑车辆限速区间和风险公平性的危险品运输网络优化

针对有路段风险约束的危险品运输网络优化问题,讨论了不同路段上车辆限速区间的变化对危险品运输风险和成本的影响.基于最小最大准则构建了双层规划模型:上层规划表示政府部门通过对不同路段设置不同的限速区间来最小化最大运输网络总风险和路段最大风险的上界值,并通过增加路段最大风险的上界约束来实现风险分布的公平性;下层规划表示危险品运输商选择鲁棒成本最小的路径.为求解模型,设计了粒子群优化算法.根据算例分析发现,政府管理部门通过实施车辆限速区间策略,在考虑风险公平性的同时,可以有效地控制危险品运输网络的最大总风险.     

疫情背景下铁路旅客安全出行路径规划方法

为降低疫情期间旅客出行感染风险,助力科学精准的疫情防控,提出考虑实时区域感染风险的铁路旅客安全出行路径动态规划方法。首先,基于概率风险理论,将区域感染风险定义为区域疫情爆发概率和疫情影响程度的函数,考虑旅客交流强度、区域人口及流动性,评估区域感染风险;其次,综合考虑区域感染风险、旅行时间与旅行费用,运用Logit模型得到广义出行成本,将路网相邻服务节点间的广义成本作为网络边的权值,进而构建考虑旅行感染风险的铁路出行服务网络;最后,基于疫情背景下旅客出行需求与出行路径决策原则,建立以广义出行成本最低为目标的铁路旅客安全出行路径规划模型,并运用Dijkstra算法求解。以衡水至北京的路径选择为案例,将所提方法与仅考虑旅行时间、旅行费用的路径规划方法进行对比,并分析各路径方案实际客流分担率的变化。研究结果表明：基于铁路服务网络的旅客出行数据,利用所提方法可以评估疫情感染风险,且风险评估结果与实际感染人数存在显著相关性;旅行感染风险是影响旅客选择出行路径的重要因素,造成了广义出行成本显著增加,所提方法的路径规划结果与疫情期间旅客实际出行特征基本相符。     

路径-脆弱点最短距离最大化的危险品运输网络设计

为了实现危险品运输网络的有效设计,进而降低危险品运输风险。将分布于公路两侧的医院、学校、居民区、购物中心等人口集聚场所定义为“脆弱点”,并通过计算运输路径和脆弱点间的加权距离来评估路段风险;结合双层理论构建模型,上层规划为政府的网络设计问题,通过关闭部分路段来最大化危险品车辆行驶路径与各脆弱点间的最小加权距离,下层规划则为承运商的车辆路径选择问题;为求解模型,设计1类启发式算法,并对算法的计算时间复杂性进行证明,最后根据算例分析发现,该算法经过有限数量的迭代即可得到风险最小的、次小的、…、第k小的运输路径及对应的路段关闭方案,为寻求兼顾运输风险和运输成本的最优方案提供决策支持。     

连续时变风险下危险品储运选址-选线问题

为提高危险品储运安全性,针对一类连续时变风险下的危险品储运选址-选线问题,协同优化仓库选址、运输选线和运量分配决策。首先,考虑应急救援的持续影响,构建连续时变风险的非线性度量模型;然后,以总连续时变风险最小和总成本最小为优化目标,基于局部连通城市路网,建立0-1混合整数多目标非线性规划模型;最后,根据模型复杂性,设计基于逼近理想解排序法(TOPSIS)的遗传-Dijkstra阶段式求解算法,并通过算例验证模型及算法的有效性。结果表明：相较于现有管理方案,考虑连续时变风险的危险品仓库选址及运输路线选择方案,能减少48.79%的总储运风险,更有利于危险品的储运安全。     

基于最小最大准则的危险品运输网络优化研究

为研究不确定型区间风险数据情境下的危险品运输网络风险规避问题,采用最小最大准则,构建一个具有更强鲁棒性的危险品运输网络双层规划模型。结合求解最短路径的Dijkstra算法,设计出启发式算法,处理不确定型区间风险数据,通过实例求解并验证模型的有效性。实例测试结果表明:算法程序在运行过程中始终能够达到一种稳定状态,能够删除那些具有最大风险上界值的边,促使企业在运输危险品时,选择远离人口密集区域的运输路线,求解得到的危险品运输鲁棒性网络,可以解决危险品运输过程中路段产生风险波动的问题。     

静态单点多目标危险品道路运输路径优化

为控制危险品运输对环境和居民造成的影响,基于不同运输决策者的路径选择要求,建立有关静态单点多目标约束条件下危险品道路运输路径优化的多个模型。分析危险品事故率影响范围、人口暴露、环境破坏和综合后果风险,并以距离、成本及风险最小化为目标,设计运输路径优化算法,运用灰色关联分析法(GRA)选出与"绝对最优路线"关联度最大的次优路线;最后以国内某公司的苯乙烯运输为例,验证模型和算法。结果表明,模型和算法适于求解危险品运输路径的优化问题,能得到运输时间较短、成本较低、对人和环境危害较小的最优路径。     

危险品事故泄漏模糊路网应急资源优化研究

当危险品大规模泄漏事故发生后,应急物资快速配送对于减轻危险品对人员伤害和挽救损失有重要意义。首先从损毁路网修复和救援物资2个方面建立双层模型,从有限物资分配修复损毁路网和救援上进行优化分配,并通过路径优化时间最短分配物资,使应急救援系统的损失最小化。利用宽容分层的方法对模型进行求解,求解最优的物资分配和运输路径方案。最后利用算例,对模型和算法进行检验,找出需要修复受损路网中关键路段。     

灾害大规模混合应急疏散研究

为提高城市在自然灾害发生后的大规模疏散效率,减少人员伤亡和财产损失,以总时间最短为上层目标函数,应急疏散路网利用率最大为下层目标函数,考虑道路的通行能力及应急交通管理部门对应急疏散产生的影响,建立一个双层人车应急混合疏散规划模型。鉴于模型的复杂性,采用粒子群算法对模型进行求解。算例结果表明:有应急交通部门统一管理的路网应急疏散的能力比自然路网应急疏散的能力高87.3%。     

危险货物道路运输系统的风险评价

分析了危险货物道路运输系统的风险影响因素,在此基础上建立了风险评价指标体系,并采用专家咨询法确定了各指标的权重,提出了使用模糊数学综合评价法对危险货物道路运输系统进行风险评价,并通过实例对评价模型进行了验证.结果表明,利用模糊综合评价的方法对危险货物道路运输系统的风险进行研究,可以为危险货物道路运输企业和交通安全监管部门对危险货物道路运输采取有效的安全控制措施,提供有益的参考.     

危险货物多式联运路径优化问题的多目标优化算法

为了更为有效地规划与管理危险货物运输,研究在多式联运危险货物时的路径优化问题,同时囊括双目标、多批货物以及货物的送达时间要求和路段的容量限制。以运输和转运过程中的总成本和总风险最小为目标,构建了双目标0-1线性规划模型。集成路径搜索算法和非支配排序规则,设计了基于帕累托分析的多目标优化算法,以获得原问题的非劣路径。算例结果表明,该算法可有效地获得实际问题的一组具有竞争性的非劣解,且相比于单式运输,多式联运危险货物有望同时降低总成本和总风险。     

铁路危险货物办理站点优化配置方法研究

铁路危险货物运输办理站点的优化配置,涉及到需求分布、设置地点、区域规划、环保要求、业务功能以及与其他运输方式的分工、衔接等,是一个复杂的系统工程。分析了已有铁路危险货物办理站点整合优化模型的不足,首先从铁路部门角度综合考虑现有铁路危险货物办理站点的各方面条件,进行多准则决策评价,从运输需求者角度考虑运输方式多属性决策,进行铁路危险货物办理站点的综合效用评价,并基于投资成本、环境风险、运输效用和区域公平性等方面构建了铁路危险货物办理站点优化配置模型,为了有效解决多站点、多需求、多区域、多目标铁路危险货物办理站点优化配置模型因素复杂、规模大、层次多的问题,提出了运用大系统分解协调的多目标遗传算法求解模型的思路。     

Risk informed optimization of a hazardous material multi-periodic transportation model

This paper presents a systematic framework toward the development of a Transportation Model for Hazardous Materials (HazMat). In practice, the proposed modeling framework is realized through an appropriate generalization of the traditional transportation network problem in the presence of safety constraints that need to be satisfied. The objective is to minimize transportation cost while reducing risks at the desired levels.In particular, the present research study identifies and evaluates different risk factors that influence the HazMat transportation network. Next, the transportation model is depicted graphically using nodes and arcs and optimal conditions are identified by solving the associated minimum cost flow network problem. The results show safety levels that help making informed decisions on choosing the optimal transportation configuration for hazardous material shipments.Within the proposed methodological context, appropriately parameterized simulation studies elucidate the effects of occurrence probabilities of the different risk events on transportation cost. Furthermore, as the appropriate management decisions must consider the effect of actions in one time period on future periods, the proposed model is structured as a multi-periodic model.Finally, the proposed methodological approach is employed to demonstrate the utility of proper analytical tools in decision making and particularly in ensuring that scientifically informed safety procedures are in place while transporting goods that can be potentially proven dangerous to the public and the surroundings.     

基于点危险源的危险品运输路径优化研究

为合理选择危险品运输路径,降低危险品运输事故造成的损失,使道路危险品运输风险评价更符合实际情况,建立点危险源风险评价模型。模型综合考虑了运输时间和季节情况影响因子,在准确估算危险品泄漏事故毒害区域面积和后果损失的基础上,结合传统风险评价模型与最大最小模型进行求解。最后通过算例分析,检验该模型的实际运用,通过与传统求和方式所得的最优运输路径的对比,反映2种方式所求得的最优运输路径并不相同,同时也表明,用所建模型求得的运输路径风险值有更高的精确性。计算结果表明:该模型求得的某条运输路径的风险值等于该路径上风险值最大的路段的风险值,而不是该路径上所有路段的风险值之和。     

基于多周期的危险品多式联运路径优化研究

为了更有效地规划危险品运输路线，研究了由多个路径期组成的危险品公铁联运网络扩张问题。以总成本和风险最低为目标，建立混合整数概率鲁棒模型，利用模拟退火算法对模型进行求解，并将多周期动态规划方法与单周期方法进行对比，分析了多周期动态规划方法对危险品联运网络以及路径决策的影响。研究结果表明:规划危险品的运输路线时，采用多周期的公铁联运网络，总运输成本明显优于单周期规划方法。     

道路危险货物运输企业安全性评价研究

在分析道路危险货物运输企业安全性评价特点的基础上,结合相关评价指标体系,引入李克特量表法构建安全性评价量表,并基于物元分析理论进行道路危险货物运输企业安全性评价。最后对四川省5家道路危险货物运输企业进行实例分析,结果表明,该评价模型较传统评价方法可更准确地给出安全性等级评价结果,并能够较完整地反映企业安全管理的综合水平。