基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统，属于多式联运数据优化技术领域，包括：由运输模式运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；根据预测运输量和交通便利度确定集运枢纽点和供货点，基于集运枢纽点和运输模式供货点得到货运设施布点集合；确定运输算法和集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，构建运输模式目标函数对应的多目标优化模型；采用预设多目标优化算法求解运输模式多目标优化模型，确定优化后的货运设施布点实施结果。本发明专利技术针对目标区域多种运输模式的货运多式联运场景，以运输总成本最小和运输总时间最小构建优化目标，实现货运设施布点的资源合理规划。的资源合理规划。的资源合理规划。

【技术实现步骤摘要】
基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及多式联运数据优化
，尤其涉及一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统。

技术介绍

[0002]随着物流网络的发展，尤其是货运资源的合理规划在物流中起着举足轻重的作用。
[0003]现有的多式联运物流中心的布点选址研究大多集中于路网层面，着重规划枢纽城市选点，且路网优化的目标焦点在于投入成本。随着物流体系的日趋完善，枢纽城市逐一确定，枢纽城市内部的货运枢纽点如何分布这一问题给人们带来了新的挑战。当下是水、铁、公、空多式联运蓬勃发展的时期，如何在一座枢纽城市内部规划不同运输模式的物流场站是亟需解决的难题。
[0004]同时，不同运输模式相互之间运量不匹配，物流场站的选址条件区别明显，运输成本与时间的相互差异较大，这些都对多式联运的货运设施布局产生了困扰。既有的优化方法通常以运输成本或者运输时间作为单一优化目标，忽略了物流对于时效性和成本的要求。同时，即使兼顾了运输成本和运输时间，单一的优化目标得到的解是唯一解，导致最终兼顾运输成本和运输时间的优化方案仅有一种，无法在全部满足要求的优化方案中进行择优选择，缺乏变通性，因此得到的方法无法适应多变复杂的实际需求场景，不具备普适性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统，用以解决现有技术中针对多式联运布局缺乏整体资源规划的缺陷。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，包括：获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。
[0007]第二方面，本专利技术还提供一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化系统，包括：
获取模块，用于获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；确定模块，用于根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；构建模块，用于确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；优化模块，用于采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。
[0008]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法。
[0009]第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法。
[0010]本专利技术提供的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统，针对目标区域多种运输模式的货运多式联运场景，以运输总成本最小和运输总时间最小构建优化目标，使运输成本和运输时间实现了有效均衡，根据目标区域动态变化自动调整货运设施布点的最优前沿解集，并综合实际应用布局因素，获取最优前沿解集的多种求解结果，无需人工介入进行布点，实现了高效率的货运布点优化以及资源合理规划的灵活性。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术提供的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法的流程示意图之一；图2是本专利技术提供的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法的流程示意图之二；图3是本专利技术提供的多式联运轴辐射网络图；图4是本专利技术提供的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化系统的结构示意图；图5是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]本专利技术中的多式联运是由两种及其以上的交通工具相互衔接、转运而共同完成的运输过程，又称为复合运输，其中的运输形式包括航空，水运，铁路和公路等形式，用于实现枢纽城市内部不同运输模式的物流场站的规划。
[0015]图1是本专利技术实施例提供的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法的流程示意图之一，如图1所示，包括：步骤100：获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；步骤200：根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；步骤300：确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；步骤400：采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。
[0016]本专利技术实施例通过对某一目标区域，通常是枢纽城市的公路、铁路、水运、航空四种运输模式的物流场站选址条件进行分析，确定一系列选址参考点，然后进一步筛选出集运枢纽点与一般站点，随后以总成本和总时间为优化目标，建立多目标优化数学模型，并设定边界条件，最后利用多目标优化算法进行求解，得到一系列最优前沿解集，该最优前沿解集包含了适应多种场景的合理解集，可根据实际布局因素，灵活选择最优前沿解集中的任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。
[0017]具体地，如图2所示，首先选定一个规划的枢纽城市，确定若干航空、水运、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，包括：获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。2.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点，包括：获取所述目标区域中的多个划分片区；通过对所述多个划分片区的人口密度指数、物流密度指数和交通便利指数进行加权求和，得到多个划分片区指标，对所述多个划分片区指标按照从高到低进行排序，得到第一排序结果；获取所述多个划分片区的地理运输赋值因子，若确定任一划分片区包括预设正向影响元素，则所述地理运输赋值因子累加所述预设正向影响元素的个数，若确定任一划分片区包括预设负向影响元素，则所述地理运输赋值因子扣除所述预设正向影响元素的个数，对所述地理运输赋值因子按照从高到低进行排序，得到第二排序结果；将所述第一排序结果与第二排序结果进行加权求和，得到第一综合排序结果；根据所述第一综合排序结果中预设排名数量，确定所述多种运输模式货运布设参考点。3.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合，包括：获取预设历史时间段的历史运输数据，基于所述历史运输数据确定预测运输量，利用所述预测运输量对所述多种运输模式货运布设参考点按照从高到低进行排序，得到第三排序结果；根据所述多种运输模式货运布设参考点与所述目标区域中的预设交通枢纽之间的距离，确定交通便利度，利用所述交通便利度对所述多种运输模式货运布设参考点按照从高到低进行排序，得到第四排序结果；将所述第三排序结果和所述第四排序结果进行加权求和，得到第二综合排序结果；确定所述第二综合排序结果中排名第一为任一种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点，所述第二综合排序结果中其余排名为所述任一种运输模式货运布设参考点中的供货点；分别调整所述第三排序结果和所述第四排序结果的权重系数，重复进行所述多种运输
模式货运布设参考点的排序，得到所述货运设施布点集合。4.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，包括：所述货运设施布点集合中的所有集运枢纽点和所有供货点之间均为互联互通交通网络；任一供货点到任一集运枢纽点之间通过第一运输模式或第二运输模式进行货物运输，任一集运枢纽点到任一最终目的地之间通过所述第一运输模式、所述第二运输模式、第三运输模式和第四运输模式中的任一种运输模式进行货物运输；任一供货点对应单个集运枢纽点，单个集运枢纽点对应多个供货点；从任一供货点到任一最终目的地仅通过单个集运枢纽点，且任意两个供货点之间不进行货物运输。5.根据权利要求4所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，包括：任一供货点的货物仅提供给单个集运枢纽点；若确定任一货运设施布点为集运枢纽点，则所述任一货运设施布点接收任一供货点的货物，且所述任一货运设施布点接收的货物总容量不大于所述集运枢纽点的容量上限；任一供货点的货物至多经过任意两个集运枢纽点；若确定任意两个货运设施布点均为集运枢纽点，且第一集运枢纽点的货物经过第二集运枢纽点，则所述第一集运枢纽点与所述第二集运枢纽点的货物容量之和不大于所述第二集运枢纽点的容量上限；若确定任一货运设施布点的货物运送至任一集运枢纽点，则任一供货点通过所述第一运输模式、所述第二运输模式、所述第三运输模式和所述第四运输模式中的任一种运输模式运送货物至所述任一集运枢纽点。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琨，张长能，欧阳鹏，李晓聃，罗小华，光振雄，董云松，雷崇，殷勤，邱绍峰，周明翔，李加祺，刘辉，张俊岭，彭方进，李成洋，陈情，
申请(专利权)人：中国铁路经济规划研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：