基于混合集合规划的多式联运承运人选择问题研究_图文

1、70中国物流与采购2011年第16期 文/东方由于托运人对多式联运承运人选择的结果是多样性的,其数量是模糊不确定的,因此使用混合集合规划将最优解以集合形式表示,并将参与人数量用集合的基来表示,可以降低问题的求解难度。多属性评价指标体系在客户对多式联运承运人的选择过程中,各承运人之间的竞争不仅只有价格竞争,还包括除价格因素以外的深层次竞争。因此,建立承运人选择的评价指标时应当考虑包括价格在内的多个属性指标,有时候服务质量和效率等属性对于托运人而言比价格属性更加重要。结合多式联运特性,本文在设计多式联运多属性指标时主要考虑到各类承运人的总运费、服务质量、信誉水平及运网能力4个属性,并将其设定为一级

2、评价指标,进而确定出多式联运承运人的最佳组合。集装箱多式联运服务的总运费主要包括海铁公等基本运费、附加费、杂费等;服务质量主要通过交接便利程度、运输时间、准班率、货损率来判断;信誉情况主要依靠承运人信用度和品牌收益情况来衡量;运网能力则主要是对承运人信息化水平、网络可达性以及运输方基于混合集合规划的多式联运承运人选择问题研究式协调能力的综合性评价。问题描述及限定条件多式联运承运人选择问题可以描述为:假定托运人现有L 个联运任务,通过招标方式向K个多式联运承运人发出招标信息,欲从中确定出合作对象。每个多式联运承运人可以根据自身优势对L 个任务中的任何一个或多个进行投标,同时必须要报出自己的运价、

3、质量、信誉、运网能力等属性情况。可将托运人的任务记为i ,下标 ,则托运人任务集合记为。根据上述描述,承运人可对集合A中的任意子集进行投标。从托运人选择承运人的实际问题来看,有以下几个基本条件:多式联运任务的安排有两个基本原则:“效用最大化”和“不重复承运”,效用最大化是指所有属性的综合效用最大;不重复承运是指同一任务最多只分配给一个承运人来完成,即不会出现一个任务由多个承运人来承运的情况。多式联运承运人只能进行一次投标,其报出的信息不能更改。托运人可根据实际情况限定承运人数量,以控制采购的质量。任务集合中的所有项目都要得以完成,并且托运人可以通过指定某承运人为合作者之一来保证其供应链合作伙伴

4、的连续性。优化模型在选择过程中,设每一种可能的任务组合方案为A k ,每一种组合A k 都对应着一个状态S k ,将每个投标组合状态S k 下各承运人的运价属性、质量 属性、信誉属性和运网能力属性指标 值分别用和表示。则状态S k 的向量格式可以表示为一个空间向量:。在求解过程中,托运人的最终目的是要通过比较所有状态S k 的综合水平来选择最终组合及其承运人。所以,。可分别将各组合中A k 的状态向量值 加总得到各方案的属性指标值。从中得到的价格属性指标最低的记为 , 质量属性指标最高的记为,信誉属性指标最高的记为 ,运网 能力属性指标最高的记为 ,即: 分别表示第j种方案对应的总价格属 性值

5、、质量属性值、信誉属性值和 本文系广西民族大学引进人才科研启动项目“集装箱多式联运服务组合优化研究”(项目编号:2010QD007阶段性成果。(东方:广西民族大学运网能力属性值。在具体求解中可以分析出,第一,中标的承运人数量是不确定的,第二,任务组合的分配形式和具体内容是不确定的,第三,由于以价格最低、质量最高、信誉最高、运网能力最高为目标,该多目标规划问题未必存在最优解。因此,首先使用混合集合规划来求解问题中的单目标规划问题,定义4个单目标规划问题的解为虚拟解,再通过4维欧式空间距离的比较得到实际任务组合中的最优解。将问题中的任务组合和对应的承运人组合用集合表示,由于涉及到不同的集合体,而它

6、们之间又存在着某种逻辑联系,因此可通过将集合之间的关系做好约束和空间迭代搜索加以求解,由于变量的初始值域是有限的,随着空间的切割变小和迭代搜索的向下进行,要么找到解,要么证明无解。虚拟最优解是一个模糊的集合,集合内部的元素是不确定的,设虚拟最优解为集合,其对应的承运人集合为,所有可能出现的任务组合方案为Ak,其对应的承运人组合为Cj,A中包含的中标组合的个数为,入选承运人个数也为,另假设托运人指定承运人为合作伙伴之一,此任务完成的价格上限为D,同时为控制质量,要求实际承运人数量最多不超过K,因此可将问题的约束表示为:当多式联运承运人做出组合投标后,托运人则是采用一种优化的方法来分配这些资源。利

7、用欧式空间距离的概念,求出实际各方案中属性值与虚拟解之间距离最短的一组,即求出(13,根据公式(13,选择欧氏距离最小的方案作为实际最优方案。模拟算例设某托运人共有3项多式联运任务需要选择适当的承运人来完成,3项任务分别用A、B、C来表示,共有18家承运人参与竞争。托运人按照重要程度将分别根据承运人的总运价、服务质量、信誉水平、运网能力做出选择。表1给出了所有投标承运人的报价信息。为完成所有任务ABC,计算得到总运费最低时,属性值为40,对应着承运人组合C1,C5,C6,任务组合A1,A5,A6;服务质量最高时,属性值为60,对应着承运人组合C18,任务组合A18;信誉水平最高时,属性值为60,对应着承运人组合C15,任务组合A15;运网能力最高时,属性值为61,对应着承运人组合C17,任务组合A17。由于这四个虚拟解对应着不同的承运人组合,因此还需通过欧式空间距离求解实际承运人组合中的最优解。根据公式(13,根据托运人意愿可赋予总价格、服务质量、信誉水平和运网能力不同的权重。令1=0.4,2=0.3,3=0.2,4=0.1,计算出欧式距离最小者为9.7313919067383,对应着承运人组合C1,C11和任务组合A1,A11,即由承运人C1来完成任务A,