供应商选择的双层规划模型及求解分析

为了促使供应商在降低产品成本的同时,提高服务质量,提出了利用双层规划建立供应商选择模型。上层规划以制造企业的采购费用最小为目标,下层以选择的供应商的服务质量最大为目标。其中,下层规划中供应商的服务质量用综合评价得分体现先计算出各影响因素的权重,乘以标准判断矩阵得出各供应商的综合得分。最后,结合模型特点设计了双层迭代的算法,并结合实例验证了模型和算法的有效性。     

基于双层规划的自动卡车运输专用网络设计优化

为保障交通系统安全性和卡车货运自动化的发展,有必要对自动卡车货物运输专用网络进行科学规划与布局.考虑到自动卡车专用道会减少普通车辆的路权,对普通车辆的出行路径选择行为造成影响,首先从路网整体出发,以系统出行时间最小为目标,充分考虑路网普通车辆的出行路径选择行为,构建一种新的自动卡车专用运输网络设计的双层规划模型;然后提出一种基于实数编码的改进差分进化算法求解建立的双层规划模型,不仅保证解的可行性,还可避免复杂的不可行解修复过程.通过Sioux\ Falls基准网络实例和大量随机算例对比测试验证了所提出模型和算法的有效性.     

基于bi-level迭代算法的物料循环配送研究

为解决车间物料配送费用高、配送效率低、灵活性差等问题,建立了基于bi-level(双层)规划的车间物料循环配送模型。针对模型设计了基于2-opt改进的最大最小蚁群算法和双层迭代算法,引入线旁库存的限制,求得需求点的配送周期、配送量和配送路径,使库存和运输整合费用最小。通过数值算例求解,说明了该算法是有效的,也说明了该模型的实用价值和有效性。     

基于遗传算法的机场充电桩布局选址研究

针对当前机场逐步实行车辆“油改电”的大背景,研究了在今后机场全面推行电动特种车辆的情况下,机场充电桩的布局规划问题。建立了以充电桩管理和建设费用、电动特种车辆路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的充电桩选址模型,分析了电动特车的机场运行流程,在此基础上提出了遗传算法作为模型求解方法,对各算法参数进行标定,潜在地增加了种群的多样性及全局寻优能力。结合机场实例,对模型和算法进行了仿真分析,确定了该机场充电桩布局选址的最终方案,证明了模型的可行性和算法的有效性。     

基于QFD和双层规划的物流服务供应商选择研究

从物流服务成本和物流服务质量两个方面构建物流服务供应商选择的双层规划模型,上层规划以物流服务成本最小为目标,下层以选择的供应商的综合表现度最大为目标。通过改进QFD模型,将评价指标和客户需求相结合,对待选物流供应商进行综合评价,计算供应商的综合表现度。结合模型的特点设计分层迭代算法,算例验证了模型和算法的有效性。     

应急救援中心的选址-调度的双层模型及混合嵌套式算法

针对突发重大疫情或灾害后实施应急救援过程中的物资调配急迫性与时效性以及多车型运输问题,本文构建了一种选址-调度双层模型.即,上层以总的运输代价最小化为目标,下层以配送代价(时间、距离和满意度)最小为目标的双层动态交互模型,同时考虑时间窗、配送覆盖范围限制以及运输车辆容量限制及距离等约束条件.根据模型特点,设计了一种混合...     

新建机场运输通道建设决策的双层规划模型

机场运输通道是旅客进出机场的必要基础设施。为了满足航空运输快速发展的需求,伴随着新机场的建设,机场运输通道的建设规模决策问题显得至关重要。建立了双层规划模型,其中上层模型为上层交通主管部门以社会总成本最小为目标建设机场运输通道,下层模型为旅客以效用最大化为目标选择运输通道,设计了基于敏感性分析的模拟退火算法,最后通过算例仿真了算法的可行性。     

多目标多时间窗车辆路径问题的鸽群-水滴算法

针对智能水滴算法求解带时间窗车辆路径规划收敛速度慢、计算精度差的问题,根据带时间窗车辆路径问题的应用要求,利用整数线性规划方法,以配送车辆的最小运输总成本、最短运输距离和最少安排数量为目标,综合考虑了车辆出发点、服务点、装载量、行驶距离、服务时间窗等诸多约束条件,构建了多目标多时间窗车辆路径模型;为了精准快速求解多目标多时间窗车辆路径模型,提出一种鸽群-智能水滴互补改进优化算法,将河道水滴离散二进制变换后,采用地图罗盘算子和地标算子分别改进水滴的流动速度和方向,并利用自适应变邻域扰动策略干扰水滴携带的泥土量,提高水滴算法的开发和探索能力;利用理想点法和罚函数与多目标优化混合方法分别处理多目标函数与约束条件,并以两种经典的带时间窗车辆路径问题为实例,通过与遗传算法、智能水滴算法和鸽群-水滴算法的计算结果进行比较,结果表明：在相同的算法参数和经济指标下,鸽群-水滴算法相比于智能水滴算法求解模型中的运输路径缩短20 km左右、运输成本节约403元左右,且该算法的求解时间和迭代次数也明显优于其他两种人工智能算法。     

带时间窗的同时集散货物路线问题研究

研究了业务繁忙环境下带时间窗的同时集散货物路线问题．以车辆数、运输距离和完成运输任务的总 时间最小为目标建立了多目标模型,提出用基于路线集合划分的分解迭代算法求解该问题．该算法首先用两种策略 将问题的解分解为几个子集合,用记录更新法分别求解每个子集合,将子集合求得的最好路线反馈回来形成新的当 前解,再分解迭代,逐渐改善解的质量．最后数据实验表明该算法能有效解决带时间窗的单向车辆路线问题和集散 一体化的双向车辆路线问题．     

基于改进粒子群的双层规划求解算法

提出一种采用粒子群优化算法求解双层规划模型的算法。首先对粒子群优化算法作了改进,然后用改进后的算法求解双层规划模型,通过两个粒子群优化算法之间的协同迭代,同步优化双层规划的上下层,最终求得双层规划模型的最优解。此算法将求解一般双层规划问题转化为通过两个粒子群优化算法的交互迭代来求解上下两层规划问题。通过对几种典型函数的测试,验证了此算法的有效性。     

Optimization–Simulation Model for Planning Supply Transport to Large Infrastructure Public Works Located in Congested Urban Areas

This article proposes an optimization–simulation model for planning the transport of supplies to large public infrastructure works located in congested urban areas. The purpose is to minimize their impact on the environment and on private transportation users on the local road network. To achieve this goal, the authors propose and solve an optimization problem for minimizing the total system cost made up of operating costs for various alternatives for taking supplies to the worksite and the costs supported by private vehicle users as a result of increased congestion due to the movement of heavy goods vehicles transporting material to the worksite. The proposed optimization problem is a bi-level Math Program model. The upper level defines the total cost of the system, which is minimized taking into account environmental constraints on atmospheric and noise pollution. The lower level defines the optimization problem representing the private transportation user behavior, assuming they choose the route that minimizes their total individual journey costs. Given the special characteristics of the problem, a heuristic algorithm is proposed for finding optimum solutions. Both the model developed and the specific solution algorithm are applied to the real case of building a new port at Laredo (Northern Spain). A series of interesting conclusions are obtained from the corresponding sensitivity analysis.     

含风电电力系统的主从博弈经济调度

风力发电具有显著的随机性和波动性,对电力系统原有调度模式提出挑战.采用鲁棒优化处理风电不确定性,利用鲁棒优化蕴含的博弈思想,将风电场看作调度中心的一个虚拟博弈者,利用双层规划法建立了二者的主从博弈模型,将调度中心看作领导层,其决策目标为电网运行的成本最低,将风电场看作下属层,其决策目标是能保证系统实时安全运行的最大风电出力区间.由于考虑了火电机组的阀点效应,主从博弈模型呈现出非线性双层规划的数学特点,提出一种改进教与学算法与线性规划相嵌套的求解方法.最后,采用改进的10机39节点系统对模型以及求解方法的有效性进行了验证.     

考虑备灾的双层规划应急资源调度选址—路径优化模型与算法

备灾措施可以为救灾做准备,为确保灾后应急物资可以及时高效地到达灾区,提出了考虑备灾的双层规划应急资源调度选址—路径优化模型,上层规划以供应站建设和运营总成本最低为目标,而下层规划以配送路径成本最小化为目标.设计了一种改进的双层樽海鞘遗传算法求解该问题,结合迭代划分的概念更新领导者位置,采用自然指数惯性权值策略修正控制因子,利用混沌映射更新追随者位置,采用田口分析方法获取参数合理取值.最后,通过使用双层樽海鞘遗传算法与遗传粒子群混合算法、粒子群优化算法、免疫优化算法对OR-Library中的LRP(location-routing problem,LRP)数据集进行求解和对比分析,验证了所提模型和算法的可行性和有效性.     

基于双层规划的高超声速飞行器预警资源分配方法

针对高超声速飞行器预警系统中资源难以合理利用的问题,提出一种基于双层规划的预警资源分配方法.首先,建立高超声速飞行器运动状态的马尔可夫模型,提出威胁评估的方法;其次,基于隐马尔可夫模型和卡尔曼滤波,提出双层规划的高超声速飞行器预警资源分配模型,下层规划以单位资源损耗下信息增益为目标函数,上层规划以风险的降低为目标函数;...     

产品族设计与延迟制造过程决策的主从关联优化

在市场全球化的进程中,延迟仍然是当今企业降低供应链风险的一种有效策略.然而,当前对延迟的研究往往是基于预先已固定好的产品族架构,较少关注到产品族设计与延迟制造过程决策间存在的内在固有耦合关系.鉴于此,提出对这二者的一种主从关联优化方法.首先,通过构建二者间的主从交互评价机制,建立以产品族设计为上层优化、延迟制造过程决策为下层优化的非线性双层规划模型:模型上层为设计产品族架构和决策延迟产品模块类型,从而最大化单位成本的顾客效用;下层分别为非延迟和延迟产品模块决策最优的制造方式以及为终端产品决策最优的组装方式,从而最小化工程成本.然后,设计一种嵌套式遗传算法对模型进行求解,以智能冰箱产品族延迟制造案例验证所提出模型和算法的可行性.最后,通过设计一种嵌套GAPSO算法对嵌套式遗传算法进行改进,并对比分析两种算法的计算过程和结果.     

考虑多种运输方式的整车物流服务供应链订单分配问题

针对整车物流服务供应链的订单分配问题，提出了考虑多种运输方式的双层订单分配模型。首先，考虑到运输方式会影响运输成本、客户的准时送达要求等因素，建立以准时送达和最小化物流采购成本为目标的双层规划模型；其次，设计启发式算法（HA）确定各运输方式的任务量；然后，借助混合蛙跳算法（SFLA）求解各功能物流服务提供商间各运输方式的任务量分配；最后，通过不同规模的算例与遗传算法（GA）、粒子群算法（PSO）、蚁群算法（ACO）等进行求解对比。算例结果表明，与原有的成本438万元相比，所提模型得到显著优化的421万元，说明所构建模型的订单分配方案能够更有效解决整车物流的订单分配问题。实验对比表明，较传统智能算法（GA、PSO、ACO）的求解结果，两阶段的HA-SFLA算法能更快得出显著优化的结果，说明HA-SFLA算法能更好地求解考虑运输方式的双层订单分配规划模型。在满足客户送达时间要求的同时，考虑运输方式的双层订单分配模型及算法显著降低物流成本，促进物流集成商为获取更多利益而在订单分配阶段考虑运输方式。     

考虑电池损耗的电动冷藏车路径及充电策略

电池充电造成的电池损耗对企业运营成本影响较大,以不同SOC区间内一次充电造成的电池容量衰退成本模型估计电池损耗成本,研究了车辆途中可多次进入充电站充电的路径优化问题,在考虑运输成本、制冷成本、货损成本、充电时间成本、惩罚成本的基础上,将电动冷藏车的电池损耗成本纳入总成本最小的目标函数,并建立了线性规划数学模型。采用增加粒子间共享信息类型的改进粒子群算法对该模型进行求解。将改进粒子群算法应用于构造的算例中,得到包括充电策略在内的车辆最优路径方案和最小运营成本,结果表明充电上限为80%的车辆路径方案可得到最低的运营成本,同时与标准粒子群算法求得的计算结果进行了比较分析,证明该改进粒子群算法在求解该问题上的可行性。     

多式综合公交系统线网布局优化模型及仿真

结合综合公交中各式公交的适应性和服务阈值,兼顾出行者不同出行目的时间价值敏感性,建立了综合公交系统线网布局双层优化模型,上层是0-1数学规划模型,下层是用户平衡分配模型。同时,基于改进的IOA进行优化求解,克服了传统单式线网优化层次化不显著的缺陷,提高了布局优化过程求解效率。算例仿真结果表明:综合公交系统需求多样性在客观上决定综合公交系统线网的多元性和层次性,线网布局优化需考虑不同出行目的的时间价值特性,以提升系统速度和能力的连续性。同时,基于改进的IOA在多式综合公交系统线网布局优化的巨大搜索空间中可靠便捷地找到近似最优解,提高了计算效率。     

铁路快捷货物货源组织优化模型及算法

针对铁路快捷货物货主在选择货运产品时具有越来越多的主动权,研究货主选择车次条件下的快捷货物货源组织优化问题。构建了以货源组织成本最小为目标的0-1规划模型,并根据问题的特点,设计了整数编码的遗传算法进行求解。通过一个数值算例对模型和算法的可行性及有效性进行了验证。研究结果表明,所提出的方法能够综合反映铁路和货主双方的收益,可为铁路货运组织改革条件下的快捷货物货源组织提供参考。