運輸問題的求解及其應用開題報告

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1、開題報告運輸問題的求解及其應用一、選題的背景、意義（所選課題的歷史背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢）作為一個發(fā)展中國家，交通運輸對我國經(jīng)濟、社會發(fā)展起著顯著的前導性作用。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活以及國防建設的諸多方面都和交通運輸業(yè)的發(fā)展有著緊密的關系。尤其在中國加入WTO以后，迅猛的經(jīng)濟發(fā)展讓交通運輸?shù)膲毫θ找婕哟?，交通運輸問題也越來越多的出現(xiàn)，對于運輸問題的研究也越來越被重視。由于經(jīng)濟的發(fā)展等原因，國外對于運輸問題的研究已經(jīng)非常的深入，詳見文獻[2-4]。1995年SaadNAljarad和WilliamRBlack

2、用非集計模型分析沙特拉伯一巴林運輸通道內(nèi)城間非工作出行的(non-businesstravel)運輸方式選擇。提出了兩個獨立的模型，即二項Logit模型和多項Logit模型。前者用于利雅得一巴林通道內(nèi)的運輸方式選擇，后者用于沙特拉伯東部省份(達蘭、達曼、胡富夫等省)一巴林通道內(nèi)的運輸方式選擇。同年，ChandraR.Bhat[3]對加拿大(Canada)的多倫多一蒙特利爾運輸通道內(nèi)工作日的工作出行(weekday,businesstravel)進行了研究，并且將用于計算出行者對運輸方式(train,car,pla

3、n)選擇的式Logit模型(NL)進行了改進，提出協(xié)方差巢式Logit模型(COVNL).1996年HensherDAE4I提出采用異方差極值Logit模型(HEVL)對澳大利亞(Australia)的悉尼一堪培拉(Sydney-Canberra)通道內(nèi)的四種運輸方式(car,plane,scheduledcoach,nonscheduledcoach)所占的市場份額進行了預測。但是MNL,COVNL和HEVL模型都是建立在效用的隨機項相互獨立且服從Gumbel分布的假設基礎之上。這種假設體現(xiàn)不出實際運輸系統(tǒng)中各

4、種運輸方式的運行狀況和營運效用相互作用、密切相關的特性。1997年HsuC-I和ChungW-M提出在鐵路運輸通道內(nèi)乘客如何選擇Highspeedrail(HSR),Conventionalrail(CR)的分析模型。按照可達性(accessibility)將乘客分類，分別給出每種類型的乘客對運輸方式選擇的計算模型。根據(jù)乘客的出行時間、時間價值、出行距離、票價以及HSR和CR的服務特點建立運輸方式選擇模型。該模型的合理性在于將費用轉(zhuǎn)化成時間，并給出了時間價值的計算公式。這樣做要比只以車內(nèi)時間和車外時間為基礎利用多

5、項Logit模型(MNL)或巢式Logit模型(NL)計算市場份額要合理，但是該方法在費用和時間換算的過程中誤差很大。2001年11，joonChang博士在其博士論文中將Wardrop原理應用到預測區(qū)域運輸通道內(nèi)各運輸方式所占的市場份額中，并針對韓國(Korea)京釜(Seoul-Busan)通道內(nèi)的四種運輸方式(Air,High-speedrail,Conventionalrail,Highway)分別從用戶最優(yōu)和系統(tǒng)最優(yōu)的角度對其所占市場份額做了預測。并對傳統(tǒng)廣義出行費用的求解做了改進，這一點主要體現(xiàn)在對時

6、間價值的確定問題上，對時間價值的求解摒棄了傳統(tǒng)方法，采用Wardrop原理并結(jié)合Dail的幾準則來求解時間價值，得出了各種運輸方式旅客時間價值的概率密度函數(shù)，使時間價值不再是常量，然后再利用Wardrop原理預測通道內(nèi)各運輸方式的客運量分擔率，但是在應用該模型進行遠期預測時，體現(xiàn)不出經(jīng)濟的發(fā)展和人們對價值觀念認識的改變對時間價值函數(shù)的影響，進而就影響了應用該模型的可靠性。此外，在論文中采用的是理想交通條件下的Wardrop原理，體現(xiàn)不出不確定因素對客運量分配的影響。國外主要以運輸問題求解算法為研究主體，以表上作業(yè)

7、法、最短路法、最小費用最大流以及智能算法等為代表；而國內(nèi)從算法、目標函數(shù)、約束函數(shù)這三個角度進行分類綜述。但是都存在由各種因素而導致的誤差。隨著經(jīng)濟的發(fā)展需求，相信各國對運輸問題的研究會更加深入，會有更加有效可行的方法被發(fā)現(xiàn)。一、相關研究的最新成果及動態(tài)運輸問題是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的線性規(guī)劃問題。通過文獻[5]我們知道由于運輸問題約束方程組的系數(shù)矩陣是完全么模的，即所有的子行列式為0或±1，存在著比單純形法更簡單的特殊解法。對于規(guī)模不太大的運輸問題可用圖上作業(yè)法或表上作業(yè)法求解。這類問題的典型提法是，為了把某種產(chǎn)品

8、從若干個產(chǎn)地調(diào)運到若干個銷地，已知每個產(chǎn)地的供應量和每個銷地的需求量，如何在許多可行的調(diào)運方案中，確定一個總運輸費或總運輸量最少的方案。文獻[6-7]告訴我們運輸問題可用表上作業(yè)法求解。初始基本可行解的求法有三種：①左上角法。它的基本思想是給運輸表中左上角的變量分配運輸量以確定產(chǎn)銷關系。②小元素法，或最小成本法。它的基本思想是就近供應，即從運輸表中運價最小的格子開始分配運