（载运工具运用工程专业论文）运输需求时限约束下的多式联运路径选择方法.pdf

t h em e t h o do fr o u t i n gc h o i c ei n t i m e l i m i t e dm l t i m o d a l t r a n s p o r t ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu ni v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e 伊e eo fm a s t e ro fe n g i l l e e 血g b y s u n j i n g s u p e r v i s e db v3 u d e l v 1 s e qd v p r o fl ix u h o n g t r a n s p o r t a t i o nc o l l e g e s o u t h e a s tu n i v e r s i t y m a y2 0 1 o 0帆9帅叭 nuim 6帆7叭1y 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导帅指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中f 包含其他人已绛发表 或撰写过的研究成果，也彳i 包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我同j ：作的同志对本研究所做的任何贡献均l 三在论文中作厂明确的说明并 表示了谢意。 研究牛签名：圣! 竭 日期：2 竺1 2 ：! ：2 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、同家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究牛虢型煎一导师虢车乏一慨赳“阜 摘要 摘要 多式联运的产牛是运输组织领域内的一场革命性变化。而推动这场革命性变化的根本是人们对 交通运输快速化、低成本、可靠性的内在需求。在市场快速反应机制下，能否快速的响应市场需求 成为企业获得竞争优势的关键所在，时限性多式联运也就成为人们关注的霓点，是货运发展的趋势 之一。冈此，本文对运输需求时限约束下的多式联运路径选择方法进行了研究。 首先，论文介绍了综合运输体系的系统构成，总结了综合运输网络的布局结构，明确了枢纽的 运作流程及特点，为后续综合运输网络模型的构建提供特性基础。并介绍多式联运这种运输组织形 式，分析了货物运输的3 种主要模式，以及运输成本的产生及计算。 其次，针对普通的物理抽象网络4 i 能清晰唯一的表示综合运输线路组合的缺点，利用综合运输 网络层次性特点将网络分层，通过拓展虚拟运输节点的方法，构建了综合运输网络数学抽象模型。 模型可以完整的表述出所有的运输集合，同时也可以做到唯一的确定某一运输线路并可定义对应的 路权。 接着，分析确定了模型类型属于多目标规划i 口j 题，参数变量为模糊型，约束条件应体现运能约 束等。并依据决策者有无明确的偏好信息及期望情况，建立了两类模型多目标模糊规划路径选 择优化模型和基于优先级满意度序的多目标路径选择优化模型。在两类模型中引入了区f u j 模糊变量， 克服了以往路径选择模型采用确定性决策变量导致模型操作性差的缺点，并讨论了多目标优化问题 的解以及求解策略。 最后，分析所建模型的特点，确定选用遗传算法对所建立模型进行求解。针对模型给出了染色 体编码的方法，适应度函数的表达形式，利用区间模糊变量相离度求得方案的综合属性值等。完整 设计了利用遗传算法求解模型的具体过程，并通过实例进行了验证。 关键词：多式联运时限性路径选择多目标规划模糊决策遗传算法 a a b s t f a c t a b s tr a c t l nt h et r a n s p o nf i e l d ，t h ep r o d u c t i o no fm u l t i m o d a lt r a n s p o i r ti s ar e v o l u t i o n a 巧 c h a n g e w h a tp r o m o t e st h er e v o l u t i o n a 拶c h a n g ei sp e o p l e s m t e m a lt r a n s p o r t a t l o n d e m a n df o rr a p i dl o w - c o s ta 1 1 dr e l i a b i l i 妙1 nt h er 印i d - r e s p o n s em a r k e te c o n o m y ， m a k i n gq u i c kd e c i s i o nb e c o m e st h ek e yt og a i nac o m p e t i t i v ea d v a n t a g e t i m el i m i t e d m u l t i m o d a lt r a n s p o r ti sp a i dm o r ea t t e n t i o na n db e c o m e st h ed e v e l o p m e n tt i e n do f t h e f r e i g h t s ot h ep a p e rs t u d i e so nt h er o u t i n g 印p r o a c hb a s e do nt l m ec o n s t r a l m s f i r s t l v ，t h ep a p e ri n t r o d u c et h es y s t e mo t c o m p r e h e n s l v et r a n s p o l r t a t l o n ，s u m m a r l z e s n e t w o r ka r c h i t e c t u r ea n dm a k i n gt h eo p e r a t i o np r o c e s so ft r a n s p o r t a t i o nh u bp l a i n a u a b o v ep r o v i d ef u n d a m e n t a lb a s i sf o rc o n s t r u c t i n gn e t 、v o r km o d e l t h e n ，m ec a r g o t r a n s p o l r t a t i o no r g a n i z i n gm o d e sa l sw e l la st h eg e n e r a t i o no f t h et r a n s p o n a t l o nc o s ta r e s t u d i e d s e c o n d l y ，t h ec o m p r e h e n s i v e 仃a n s p o r t a t i o nn e t w o r km o d e li sp r o p o s e db yl a y e r t o p o l 0 2 ya n da p p e n d i n gd u m m yn o d e t h em o d e lm a k e si tt h a tf o n n u l a t e sa 1 1l i n es e t a n dd i s t i n g u i s h e sa n yl i n ew i t hc o r r e s p o n d i n gr i g h t o f 二w a y t h i r d l y ， t h e p a p e ra s c e r r t a i n s t h a tt h e r o u t i n g c h o i c em o d e ls h o u l db ea m u l t i o b i e c t i v ep l a n n i n g ，p a r a m e t r i cv a r i a t i o n s a r ef u z z ya n dc o n s t r a i n te q u a t l o n s h o u l db ec o r r e s p o n d e dw i t t lt i l ea c t u a lc o n d i t i o n s a c c o r d i n gt o t h e p r e f e r e n c e i n f o 咖a t i o n ，t 、v ok i n d so fm o d e l sa r ep r o p o s e d f u z z yv a r i a b l ei si n t r o d u c e di n t ob o t h m o d e l sf o rt h e 氍r s tt i m et h a ti m p r o v e dm a n e u v e r a b i l i 妙t h a tc a n tb ee a s i l yr e a l i z e di n t h ef o r m e rm o d e l s a tl a s t ，b ya i l a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h em o d e l ，g e n e t i ca l g o r i t l l i l li sa d o p t e d t os o l v ei t t h es o l v i n gp r o c e s si sm l l yd e s i g n e da n dv a l i d a t e db ya ne x a m p l e k e y w o r d s ： m u l t i m o d a l仃a i l s p o n ，t i m e - l i m i t e d ， r o u t i n gc h o i c e ，m u l t i 。o b j e c t i v e p l 锄l i n g ，f u z z ys e t ，g e n e t i ca l g o r i t h m 同录 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景与意义1 1 1 1 研究背景1 1 1 2 研究意义2 1 2 国内外研究现状2 1 3 论文的研究内容与框架4 第二章综合运输体系与多式联运6 2 1 综合运输体系的涵义6 2 2 综合运输体系的系统构成7 2 2 1 综合运输网络7 2 - 2 1 1 综合运输线网7 2 2 1 2 综合运输网络的布局结构8 2 2 2 综合运输枢纽9 2 2 2 1 综合运输枢纽9 2 2 2 2 运输枢纽的运作流程1 1 2 - 3 多式联运系统分析1 2 2 3 1 联合运输的概念及内容1 2 2 3 2 多式联运系统分析1 4 2 3 2 1 多式联运优点及作用1 4 2 3 2 2 多式联运子系统技术特性分析1 6 2 4 多式联运货物运输组织过程1 7 2 4 1 多式联运货物运输过程1 7 2 4 2 运输成本的产生和计算1 9 2 5 本章小结2 l 第三章综合运输网络模型构建2 2 3 1 图论概述2 2 3 2 综合运输网络结构分析2 3 3 2 1 层次性2 3 3 2 2 独占性一2 4 3 2 3 枢纽处连通2 4 3 3 综合运输网络描述2 5 3 3 1 综合运输网络组成元素2 5 3 3 2 综合运输网络模型分类2 6 3 3 3 静态综合运输网络描述模型2 7 3 3 4 动态综合运输网络揣述模型2 9 3 4 本章小结3 1 第四章时限性多式联运合理路径选择模型3 2 4 1 模糊集理论知识3 2 4 1 1 模糊决策一3 2 4 1 2 区间模糊变量3 3 4 2 时限性多式联运路径选择优化问题3 4 4 3 多目标模糊规划路径选择优化模型3 5 4 _ 3 1 问题描述及模型构建3 6 i 目录 4 2 时限性多式联运路径选择优化问题3 4 4 3 多目标模糊规划路径选择优化模型3 5 4 3 1 问题描述及模型构建3 6 4 3 2 模型求解思路3 7 4 3 2 1 多日标优化问题的非劣解集3 7 4 3 2 2 多目标优化问题求解策略3 8 4 3 2 3 模糊数的处理3 9 4 4 基于优先级满意度序的多目标路径选择优化模型3 9 4 4 1 问题描述及模型构建3 9 4 4 2 模型求解思路4 l 4 5 本章小结4 1 第五章时限性多式联运路径选择模型求解4 2 5 1 算法概述4 2 5 2 遗传算法概述4 3 5 2 1 遗传算法的基本概念4 3 5 2 2 遗传算法的实现技术4 4 5 2 3 遗传算法的步骤4 4 5 3 基于遗传算法的路径选择模型求解4 6 5 3 1 染色体编码与适应度函数的设计4 6 5 3 2 遗传算子的设计4 8 5 3 3 群体多样性控制4 8 5 3 4 遗传算法的步骤一4 9 5 4 实例分析5 0 5 4 1 实例背景5 0 5 4 2 基础数据5 1 5 4 3 建市模型5 3 5 4 4 模型求解5 3 5 5 本章小结5 6 第六章结论及展望5 7 6 1 论文的主要工作及结论5 7 6 2 进一步研究方向5 7 参考文献5 8 致谢6 0 i i 第一章绪论 第一章绪论 多式联运( m u l t i m o d a lt r a i l s p o r t ) 是一种现代的运输组织方式，运输行程主要的足通过火车、内陆 航运、海洋，运输起始和终到客，、是通过尽町能短途的公路运输，实现多种运输方式联合的“门到 门”运输。 一 中国的多式联运正式起步丁2 0i 址纪8 0 年代。经过2 0 年的发展，在海运船队规模、港口基础设 旌配套、内陆集疏运网络建设以及与运输组织经营管理有关的法律、规章、政策、规划等方面，均 取得明显成效。 ( 1 ) 多方式联运是未来中长距离货运的主要形式，是实现绿色运输的重要途径之一 单一的运输方式由于其同有的技术经济特点，在过去的发展和竞争中赢得了一定的市场份额， 并在各自的优势领域中处丁优势地位。但是正因为其独有的特点和设施条件限制，各种运输方式在 运输市场上也存在各| ，l 的服务盲区。在运输需求多样的新时期，单方式的不足将成为制约其市场扩 张的主要冈素。城际问尤其足中长距离的货物运输作业中，通常在从起点到终点之间的运输网络内， 同时可能有多种运输方式可以选择，如公路、铁路、水运等。为了实现货物安全快捷的运输要求， 多式联运成为降低运输费用，提盔运输效率的新兴运输方式。同时多式联运的发展，对于优化区域 的交通资源配置、避免重复建设和恶性竞争有问接的促进作用，同时对在国家综合运输通道中，鼓 励发展大运量低能耗的运输方式，通过联运实现外部效应最小，实现绿色运输具有重要意义。 ( 2 ) 在市场快速反应机制下，运输需求时效性是托运人对联运服务提出的新要求。 随着经济贸易体化，流通领域的竞争已成为商品竞争的最要部分，能否快速响应市场、实现 j 物流模式、提供市场所需的质优价廉的产品成为企业获得竞争优势的关键所在。及时制快速货物 运输已成为货运发展的趋势之一，及时制运输1 2 】( m ) 将必要的零件以必要的数量在必要的时间送 到生产线，减少了物品库存积压、短缺和浪费，从而在运输阶段优化了生产物流。 ( 3 ) 交通运输部的组建为促进国家综合运输体系建设提供了组织保障，破除了长久以来多式联 运发展过程中存在的障碍。 多式联运是国际，上普遍采用的新型运输方式，把传统、单一的各种不同运输方式有机地结合、 衔接为一体，为客户提供经济、合理、迅速、安全、便捷的运输服务。但是，长久以来由于我国多 式联运d 1 交通部、铁道部、民航总局、邮政局、建设部等多家管理部门分别管理，造成各种运输方 式之间的协调配合、运输设施的统筹规划建设、运输装备的发展以及运输经营管理都尚未形成有机 整体，具有综合功能的运输枢纽尚未形成，各种运输方式问缺乏有效衔接，运输方式之问和运输方 式内部的一些结构性矛盾一显突出。这些体制上的因素致使我国多式联运发展缓慢。2 0 0 6 年根据十 一届全国人大一次会议通过的国务院机构改革方案，组建交通运输部。整合了原交通部、原中国民 用航空总局的职责以及原建设部的指导城市客运职责，并负责管理国家邮政局和新组建的国家民用 航空局。国家不失时机地组建了新的交通运输部，主要职责为拟订并组织实施公路、水路、民航行 业规划、政策和标准，承担涉及综合运输体系的规划协调j ：作，促进各种运输方式相互衔接等。在 l 第一苹绪论 运输网络建设上，国家投资4 万亿用于发展铁路、港u 、机场的建设发展，加快构建国家综合运输 网络，推动五大运输方式由单方式的独立发展向优势互补、协调发展的新阶段迈进【3 j 。 1 1 2 研究意义 ( 1 ) 为联运企业兼顾运输时效性和运输效益提供运输组织决策参考 由于各种运输方式的技术经济特点不同，在一定范围内运输成本与运输时间及物流响应速度具 有效益悖反规律。即满足时效性会导致运输成本增加，减少运输成本的措施町能降低物流n 向应速度， 所以承运人在运输方式选择时必须在运输成本与物流响应速度之问取得，f 衡，在满足时效要求的约 束下通过运输方式的组合优化来降低物流成本。研究运输需求时限约束下的联运路径选择，对于联 运企n p 快速的响应市场，减低运输成本，从而提高企业竞争力仃重要的意义。 ( 2 ) 优化区域运输结构，合理安排综合运输通道的结构配置 综合运输通道是指连接区域内辛要窖货集散点，并承担集散点f u j 的大规模稳定交通流的多层次、 多种交通运输方式的综合交通运输体系，是区域交通运输系统的骨f ：。结构配置是调整通道中各运 输方式发展状态，适应出行者需求的直接手段，直接影响通道运输系统的甲衡及通道内各运输项月 的建设和经营管理决策4 jl 列。多式联运作为未来中长距离货运的主要方式，其合理运输路径的选择， 足通道合理配置的主要依据。 。 ( 3 ) 合理选择运输路径，对于运输领域的节能减排，实现经济利益、社会利益和环境利益 的统一起到积极作用。 绿色物流是当今经济可持续发展的一个重要组成部分，它对社会经济的不断发展和人类生活 质量的不断提高具有重要的意义。合理组织各种运输方式的衔接和配合，选择最佳运输方式和运 输线路，使公路、铁路、水运合理的组合利用，从而加速货物和资金周转，缩短车船停靠时间和库 场使用周期，更好地组织宜水则水、宜陆则陆、宜空则空、效益优化的合理运输，充分发挥综合运 输的整体功能，降低运输领域内的能耗，并实现经济利益、社会利益和环境利益的统一。 1 2 国内外研究现状 一、关于区域综合运输网络建模的研究 对区域综合运输网络的建模研究中，由于研究目的和需求的差异，运输网络模型略有差异，但 核心建模思想基本一致。模型研究的过程经历了由单方式运输网络到综合运输网络，静态联运网到 时变联运网络。 ( 1 ) 区域静态运输网络建模研究 目前对综合运输网络建模研究较多的足区域内城市节点呈现线性排列的网络，并没有拓展成网 状结构。对城市节点间，怎样将独立的五大网络结合成综合运输网络，并且能够表示出不同运网之 间的转运关系，根据综合运输规划理论方法的研究与应井j ( 1 9 9 1 ) 中摘译的内容描述，可以用平 行连线表示两个临近节点之问运输方式，每条线代表一种运输方式，但不一定代表只有一条线路。 随后为了详细的表示出运输节点出的运输服务，有些文献提出了转运弧的概念。 g u e l a t 等( 19 9 0 ) 在am u l t i m o d em u l t i p r o d u c tn e t 、o r ka s s i g n m e n tm o d e lf b rs n - a t c g i cp l 锄n i n g0 f f r e i g h tn o w s 中采用一种更加明确的转运弧，在多方式枢纽- 甲生成多条弧。 t a v 鹬s 巧( 1 9 9 6 ) 在m o d e l i i l ge u r o p e 加f r e i g l l tt r 锄s p o r tf l o w s 一文中对欧洲货流进行研究时 2 第一章绪论 对其进行了简化，提出了使用个具有固定费用值和延误的简单转运弧来表述椒纽。 s o u t h w o n h 等则在i n t e 衄o d a l 孤di n t e m a t i o n a jf r e i g i i tn e m o r km o d e l i n g 中提卅将转运弧分为 进出枢纽弧和楸纽内的转换弧。为了能直观的表示各种运输方式相对独立而义栩互衔接的关系，他 还在文中引入了g i s 的分层技术来直观表示各种独帝的运输方式，而在节点处通过增设虚拟的转换 弧米表示方式之i 、u j 的转运天系6 i 。 国内对综合运输网络的相关研究，多基于以上两个核心思想， ：无人人差异。 张志德、凌春雨( 2 0 0 2 ) 在多种运输方式的组合优化模型及求解算法中建立+ 一个适用于多 城市之间选择最优交通方式组合模型。该模型建立的基础便足一个虚拟的运输网络。_ 连接线“虚 拟”表示出运输节点之间的运输方式，而不足实际的运输线路| 7 l 。 王涛( 2 0 0 5 ) 一种多式联运网络运输方式的组合优化模式；魏众( 2 0 0 6 ) 多式联运的最短时 j 路径一运输费用模型研究；张运河( 2 0 0 6 ) 优化多式联运问题的一种广义最短路方法研究等 均采用相同的网络建模思想1 8 j 【9 l l l o 】。 高更君( 2 0 0 1 ) 在考虑时间冈素的运输方式选择问题中先对各类运输方式做了概括论述， 在着最考虑时间冈素的f j 提下，对运输方式的选择进行了定量分析，提h 了利用最小仡费来完成运 输任务的运输方式选择模型，并分析了该模型的求解过程川。 一 ( 2 ) 区域时变运输网络建模研究 时变运输网络交际为一种变形网络，其变形网络的基础为上述讨论的静态运输网络模型。网络 变形的依据可以为网络交通流、自然环境、时f j 因素等，本文重点提炼出对以时f h j 凶索作为网络变 形依据的运输网络研究结构。目前对以时间为变量的时变运输网络研究相对较少，以下为对本论题 有借鉴价值的文献研究成果概述。 d a e i ( ik i i n ( 1 9 9 9 ) 在m u l h m o d a le x p r e s sp a c k a g ed e l i v e r y 一文中研究了多种交通方式的快 捷货物运输服务网络设计，建立了服务| 】【) 9 络频度模型【切。 m fl a i ( 2 0 0 4 ) 在f e 唧s e 州c en e m o r kd e s i 印：o p t i m a lf l e e ts i z e ，r o u t i n g ，种ds c h e d u l i n g 中 研究了摆渡的动态服务网络设计问题，以广义费用最小为目标设计的最优的船只规模、线路及调度 安排【”l 。 王伟( 2 0 0 8 ) 在具有时效性的铁路快捷货物运输服务设计一文中研究了具有时效性的铁路 快捷货物运输问题，运用动态服务网络设计方法，构建了基于多种交通方式的考虑了运到时限时间 窗的快捷货物运输的服务设计模型1 4 】。 二、关于路径选择的研究 路径选择问题是运输优化和运输规划的重要内容，路径问题町以分为单方式路径选择和综合运 输方式组合路径选择。 最短路径问题( s p ) 是网络优化中的一个经典问题。单o d 点对之问的最短路算法以1 9 5 9 年由 d i j l 酣a 设计的求解算法为公认的最经典算法，它也是目前在交通运输网络中对路径优化问题的研究 中使用最多的方法之一。 m a u z i ob i e 等( 2 0 0 6 ) 在o b j e c tm o d e l i n g 锄dp a t hc o m p u t a t i o nf o rm u l t i m o d a lt r a v e ls y s t e m s 一文中主要针对单o d 点对之问采用多方式组合出行最短路径算法进行了研究，给出了带有时问限 制的城际中长距离客运出行可替换k 最短路径的解决方法，并研究了算法在g i s 路径规划系统巾的 3 第一蕈绪论 应用。 1 s u n g - s h e n gc h a i l g ( 2 0 0 6 ) 在其文章b e s tr o u t es e l e c t i o ni ni n t e m a t i o n a “n t e n l l o d a ln e m o r k s 中从国际多方式联合运输的角度对路径选择问题进行了研究，指出了国际多式联运的三个苇要特点： 多目标性、运输方式的计划性与运输需求的时限性和运输效益的最大化，因此是一个带有时f u j 窗和 成本约束的多目标多方式多货类n p h a r d 难题。文章采用松弛技术将原有问题分解为一组小问题， 运用启发式算法进行求解，并通过实例验证了其先进性和有效性。 李亮( 2 0 0 6 ) 在其硕上论文多式联运广义费用最优条件下的运输方式选择研究中通过引入 p e t r i 网络，在前人研究的基础上建立了基于p e 仃i 网的广义费用最优条件下运输方式的选择模型并进 行了实例验算，并指出广义费用还必须综合考虑时问费用和其他附加费用，如高速公路收费，货物 仓储费用等5 l 。 对于时变运输网络模型的研究，对于单方式运输网络最短路的研究较多，多方式联运时变网络 模型算法研究相对较少。 e l i s ed m ，h 锄is m 在l e a s tp o s s i b l et i m ep a m si ns t o c h a s t i c ，t i m e v a r y i n gn e m o r k s 中对在随 机时变网络的最短时问的最短路进行了研究，提出了两种不同的算法，并对这两种算法进行了比较 1 1 6 1 。 d 锄i e l ep 在ad i r e c t e dh ) r p e r g r a p hm o d e if o rr a n d o mt i m ed e p e n d e n ts h o r t e s tp a t h 对离散随机时 变超图网络下的考虑最短时间的最短路进行了研究，给出了求解的方法【1 7 1 。 e l i s cd m 在a d 印t i v el e a s te x p e c t e dt i m ep a t h si ns t o c h 缄i c 研究了时变随机l 】。g 络下最小期 望旅行时间的最短路问题，给出求解最小期望旅行时间的算法l ls j 。 l o z 锄oa 等( 2 0 0 1 ) 在s h o r t e s tv i a b l epa _ i l la l g o r i t h l ni nm u l t i m o d a ln e t w o r l ( s 一文中考虑了运 输网络的有向性，研究了时变条件下多方式联合运输路径的算法问题，其优化目标是运输全程的费 用，但是没有考虑方式转换产生的费用问题。 魏航( 2 0 0 7 ) 在时变网络下多式联运的最短路径问题研究中研究了在时变网络下，有到达 时问限制的多式联运的最短路径问题。首先对多式联运的运输网络进行了变形，然后设计了求解在 时变网络条件下，有到达时间限制的多式联运的最短路径算法，并讨论了算法的复杂性，并给出了 具体算例1 们。 曾永长在带时间窗的多式联运模型与算法中建立基于满意时间路径的多式联运模型。在算 法上，构造了基于k 最短路的改进遗传算法【2 1 1 。 此外其他学者【2 2 1 也在不同运输状况下的路径选择问题。但总体上，对于路径选择的建模 网络以单目标最优化为土，对于多目标路径选择问题研究较少，同时在参数方面没有进行太多的讨 论。 1 3 论文的研究内容与框架 论文研究内容，皇要分为以下几个部分： 1 综合运输与多式联运系统分析 作为本文的研究基础，需要综合运输与多式联运进行系统的分析。多式联运足一种新的运输组 织形式，足在旅客和货物多次中转的运输过程中，在不同运输区段、不同运输方式的结合部发挥纽 4 第一章绪论 带、贯通和衔接作用。多式联运业务流程是指多式联运参与者之问发生的一系列操作、信息传递、 加工和交互过程集合。是货流、信息流、资金流相互交织的复杂物流系统。论文主要研究多式联运 流程巾的货流过程，重点研究在不同运输结合部的货流过程，通过图彤、文字等手段勾勒m 多式联 运过程中的4 i 同区段运输货运组织流程示意图。 2 综合运输网络模型构建 首先分析实际的综合运输网络空间结构，及多式联运货流过程，运用图论的知识，构建综合运 输网络模型。同时霞点处理节点处的细化模型。节点处的细化模型主要是以时间为轴线，以服务过 程为事件。 3 多式联运路径选择模型 时限性多式联运路径选择优化问题，可以从三个方面考虑，并予以解决。第一确定优化同标， 第二分析决策变量特性，第i 考虑其他约束条件。通过对这三个方面的回答，建立多是联运路径选 择优化模型。 4 模型算法 结合所建立模型的特点，选择合适的算法，设计模型的算法过程，实现对模型的求解。 本文技术路线如图卜l 所示： 图1 1 技术路线 5 第_ 章综合运输体系与多式联运 第二章综合运输体系与多式联运 2 1 综合运输体系的涵义 综合运输体系的提法己被官方和讣官方较广泛地应用，其中心思想指的足：根据全国或区域经 济地理特征和各种运输方式的技术经济特点，经济合理地发展各种运输方式，并使之有机结合形成 一个完整的高效的交通运输系统，为社会经济发展服务。 对丁什么是综合运输或综合运输体系的定义是什么，至今还没有一个非常明确的、被普遍公认 的定义。各国由于交通运输的具体结构不同、发展阶段和水平不同，给h 了不同的定义，我国。些 学者也提出了一些论述。主要体现在“无缝”、鼍奎续”，“一体化”、“发挥各自优势，优势互补”上。 中国大卣科全书( 1 9 9 9 ) 的定义足：研究综合发展和利用铁路、公路、水运、航空和管道等各 种运输方式，以逐步形成和彳i 断完善一个技术先进、网络布局和运输结构合理的交通运输体系的学 科矧。 李爱凼( 2 0 0 6 ) 将现代综合运输体系定义为适应于一个国家或地区的经济地理要求，各种运输 方式分工协作、优势互补，以现代信息技术为基础的一体化的交通运输系统的总称。综合运输体系 包含交通基础网络系统和，体化的运输系统。 罗仁坚( 2 0 0 3 ) 对现代综合运输体系( 系统) 的定义：是指符合于一个国家或地区的经济地理 特征，适应国民经济发展和人们生活水甲提高的要求，各种运输方式分工协作、优势互补，采用现 代先进技术在物理上和逻辑上实现一体化的交通运输系统的总称。具体阐述为：基于各种运输方式 的技术经济特征和町持续发展的思想，建立形成的符合区域经济地理特征和社会经济发展要求的各 种运输方式优化配置的交通基础网络系统，与采用现代先进技术进行合理的运输组织和交通管理， 在物理卜和逻辑卜实现交通运输全过程各个环节无缝连接的一体化运行使用系统的有机集成1 2 。 国家发改委交通运输司王庆云司长( 综合运输2 0 0 2 ) 对综合运输体系的概括，他认为：综 合运输体系是市场经济发展到一定阶段，在科技创新和制度创新的作用下产生的一种现代交通运输 的组织形式。其理论可概括为：为满足国民经济和社会发展的需要以及客货用户的要求，将铁路、 公路、水运、民航、管道五种现代运输方式作为一个有机整体进行系统研究、系统规划和系统建设， 形成整体的系统能力，并以市场经济为导向，以高新技术为基础，在充分发挥各种运输方式比较优 势的l i 提下，为人类经济发展与社会进步及客货运输用户提供安全、快捷、方便、舒适、经济优质 服务的综合系统，最终实现便利产品流通，增加生产者的经济价值。它至少包括由硬件设施与软件 服务组成的三个子系统：一是现代综合交通运输网络与装备系统；二是以现代信息技术与现代化管 理手段为基础的安全、高效的运营与管理系统；三是充分体现市场经济规律与“用户选择”、“以人为 本”服务准则的优质高效服务系统瞄1 。 彭辉( 2 0 0 6 ) 则对综合运输系统的概念进行了细化，将其作为综合交通运输系统的一个组成部 分，并对后者进行了详细的定义。作者认为综合交通运输系统足指为满足国家发展和国家安全需要， 构建综合运输结构和能力配胃结构合理、能确保为客户提供优质运输服务的，由公共交通网络以及 其设施和运载工具组成的交通运输平台，以及基于这一基础平台，以现代联合运输工程管理技术和 信息技术为基础，以便捷、安全、高效和经济为目标，通过多种交通运输方式的协调配合，组织实 6 第章综合运输体系与多式联运 现客货运输过程的运输管理之总称。以“公共交通网络及其设施”和“载运工具”作为“交通”和 “运输”的二项基本要素为依托，以现代联合运输工程管理技术和信息技术为基础，以便捷、安全、 高效和经济为目标，实现客货运输过程的运输工程及管理系统。综合交通体系与综合运输系统兆同 组成了综合交通运输系统嚣。 2 2 综合运输体系的系统构成 随着社会和经济的发展，交通运输h k 从各种运输方式的单独作q k 朝着相互联合、相互防调的方 向发展。综合运输体系在这种f j 然的演变中逐渐形成。其结构不仅仅是几种运输方式的合并，而且 有着内在的联系。各方式分_ l 合作，形成统一的、协调的综合运输生产系统，实现运输高效率，经 济高效益，服务高质量，充分体现各种运输方式综合利用的优越性。在综合运输体系中，各方式都 不仅有各自的运输网络、凼定和移动的设施设备，运输站场的结合部还必须建立综合运输枢纽。同 时，各方式既柯各自的运输组织管理系统，也有相互联合的多式联运以及综合协调系统。 由以上分析可知，综合运输体系大致由三个系统组成例。一是具有一定技术装备的综合运输网 及其结合部系统。这是综合运输体系的物质基础，系统的布局要合理协调，运输环节要相互衔接， 技术装备要成龙配套，运输网络要四通八达。二是综合运输牛产系统，及各种运输方式的联合运输 系统。这个系统要实现运输高效率，经济高效率，服务高质量，充分体现各种运输方式综合利用的 优越性。乏是综合运输组织、管理和协调系统：这个系统要有利于宏观管理、统筹规划和组织防作。 这三个方面构成了综合运输体系生产能力的主要冈素。 所谓综合运输结合部，就足在运输生产经营活动中，为了共同的目的，有几个系统和系统的几 个要素，共同负责、共同管理形成相互交叉、相互依存的区域和环节。可以分为过程结合部、空间 结合部、时问结合部、设备结合部、环境结合部，职能结合部。 下面将重点介绍一下综合运输体系的物质基础一综合运输网络及枢纽，以及综合运输的一种现 代运营组织方式一多式联运。 2 2 1 综合运输网络 2 2 1 1 综合运输线网 综合运输网是在一定空间范围( 国家或地区) 内由几种运输方式的线路和枢纽等固定技术装备 组成的综合体。运输网是运输生产的主要物质基础，其空问分布、通过能力和技术装备体现了整个 运输系统的状况与水平，在运输业发展中占有十分重要的地位。 综合运输线| 】c ) 9 按交通方式可以划分为：水路、公路、铁路、航空和管道五大运输线网；根据运 输网同国民经济和生产力地域组合的关系，可以将全国的综合运输线网，按功能划分为：骨干线路、 开发线路、给养线路、腹地线路。 1 骨干线路( 主干线路) 这是我凶运输网的骨干和大动脉，它把全国土要，1 1 旷区、大城市、重要海港和主要粮食和商品、 农产品基地联系起来，把各个人经济区、省( 自治区) 联合一个有机的整体。骨十线路最明显地地 体现着这种物质基础的作用。我国的骨干线路一般来说由铁路宅要干线和沿海以及长江于流组成， 但在一些地区，如西藏等区域，公路干线为其骨干线路。 2 开发线路 7 第章综合运输体系与多式联运 它是干线路向边疆地区和新开发去的延长。这种线路对开发资源，改变原来生产力分布的不平 衡有巨大意义。同时，它们在国民经济中起先行作用。 3 给养线路 这是练习- 1 ：十线路和上业、农业以及矿产品，运入肥料、：矿设备、粮食j f ：发和日用品等给养 物资的线路。给养线路町以使铁路、公路，也町能是大河的支流或入一r 运河。它所以重要是凶为许 多t 农业地区并不分布在丰要线路上，因此就必须用相关线路将其连接起来。一般来说。j = 厂、矿 山在开始建设前就要修建铁路或公路支线。 4 腹地线路 他们是分布在广大农村和工矿区内部的交通线，一般呈网状分布，象微细血管一样贯输全国各 地区。腹地线路一般为i 级以下公路和小河航道，在城市工矿区有时也采用铁路和高级公路。 综合运输网是生产地域综合体的一个组成部分。从运输是为t 产服务的观点出发，运输网体系 应该与国民经济体系柏协调。同样，各级地方运输网则要求与各级地方经济发展相适应，这就要求 要形成各具特色的运输网。各级运输网的判断主要表现为其技术装备水平的高低和综