鐵路集裝箱班列開行方案與動態(tài)定價協(xié)同優(yōu)化

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1、國內(nèi)圖書分類號：F530.52密級：公開國際圖書分類號：629西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文鐵路集裝箱班列開行方案與動態(tài)定價協(xié)同優(yōu)化年級2015級姓名李保軼申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)物流工程指導(dǎo)老師張小強(qiáng)副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:F530.52U.D.C:629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONCOOPERATIVEOPTIMIZATIONOFTHEPLANNINGANDDYNAMICPRICINGOFRAILWAYCONTAINERTRAINSGrade:2015Can

2、didate:LiBaoYiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:LogisticsEngineeringSupervisor:Prof.ZhangXiaoQiangMay.2018西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．

3、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書；2．不保密√，使用本授權(quán)書。（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：1.從模型上看：在考慮鐵路集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，將鐵路集裝箱班列的運(yùn)價、開行方案和運(yùn)量綜合優(yōu)化，建立了以鐵路運(yùn)營收益最大化為目標(biāo)的混合整數(shù)規(guī)劃模型。以往的研究中往往將動態(tài)定價與開行方案割裂開來，結(jié)合在一起研究的較少。而模型中將未滿足的貨運(yùn)需求作為網(wǎng)絡(luò)積壓囤積在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，考慮運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性并與開行方案和動態(tài)定價結(jié)合的研究更是沒有。2.在算法上：提出了基于李雅普諾夫優(yōu)化的BCPO算法，把時變

4、網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單一決策時間的優(yōu)化問題。結(jié)果證明，轉(zhuǎn)化后的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值為時間平均下的全局最優(yōu)值的一個下界，通過控制參數(shù)的大小可以使兩者無限接近。算法中，最小化Lyapunov漂移就是最小化相鄰時刻積壓的平方差，由此將難以求解的無窮時間不等式約束轉(zhuǎn)化。通過引入擾動變量，將優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)積壓控制在特定的水平，并賦予擾動變量以現(xiàn)實(shí)意義。以往的研究中，Lyapunov優(yōu)化理論往往應(yīng)用在通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)、能量傳輸網(wǎng)絡(luò)中，將它應(yīng)用在運(yùn)輸領(lǐng)域還是首次。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個

5、人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要近年來，鐵路集裝箱班列運(yùn)輸是鐵路運(yùn)輸中具有較強(qiáng)市場競爭力的運(yùn)輸方式，目前在我國鐵路貨運(yùn)中占比逐年上升。目前我國鐵路貨運(yùn)固定運(yùn)價的價格機(jī)制不能適應(yīng)目前市場化的競爭環(huán)境，也不利于鐵路運(yùn)輸企業(yè)的收益。鐵路運(yùn)輸企業(yè)必須建立以市場需求為導(dǎo)向的靈活的定價機(jī)制。除此之外，鐵路集裝箱班列開行和?？繘Q策仍然缺乏科學(xué)合理的制定機(jī)制，沒有依據(jù)不同區(qū)間貨主實(shí)際的貨運(yùn)需求量，決策的制定帶有很大的主觀性，

6、影響鐵路運(yùn)營收益。隨著我國集裝箱班列路網(wǎng)的不斷拓展和業(yè)務(wù)量的上升，如果運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較差，網(wǎng)絡(luò)中的貨物積壓可能會隨著外界需求的變化而變化，當(dāng)需求波動較大時，積壓可能也會波動較大，影響運(yùn)輸效率和客戶滿意度。因此，如何在保證運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，將運(yùn)價與開行方案協(xié)同優(yōu)化是本文研究的重點(diǎn)。本文研究的核心內(nèi)容主要有以下四點(diǎn)：1.對單線鐵路集裝箱班列在當(dāng)前固定運(yùn)價下的開行方案、停站方案和貨運(yùn)量進(jìn)行優(yōu)化，建立整數(shù)規(guī)劃模型，并采用分支定界法進(jìn)行求解。最后，通過實(shí)際的算例分析對所建模型的正確性及有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，通過外界需求變化對網(wǎng)絡(luò)中貨物積壓的影響以及不同運(yùn)價下的收益對比引出

7、考慮網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和動態(tài)定價的必要性。2.對于單一線路有多個?？空军c(diǎn)的鐵路集裝箱班列運(yùn)輸，在考慮運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，把動態(tài)定價與開行方案結(jié)合在一起，研究集裝箱班列的運(yùn)營決策問題。建立了以鐵路運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)營收益最大為目標(biāo)的混合整數(shù)規(guī)劃模型。3.提出了基于李雅普諾夫優(yōu)化技術(shù)的BCPO算法，該算法是一種將時變網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單一時隙的優(yōu)化問題的貪婪算法，理論上證明了該轉(zhuǎn)化具有等價性。在充分考慮運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性的條件下對原目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。對于轉(zhuǎn)化后的問題，采用和聲搜索算法求解，并通過算例分析對所建模型和求解算法的正確性及適用性進(jìn)行了驗(yàn)證。4.針對我國鐵路集裝箱班