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正文內(nèi)容

物流設(shè)計(jì)大賽稿件(編輯修改稿)

2025-05-14 06:21 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 節(jié)點(diǎn) 到節(jié)點(diǎn) 的路長(zhǎng)為2的所有最小路集.因此,按式(1—3)得到的路長(zhǎng)小于2的要除去推廣為普遍形式:式中 為節(jié)點(diǎn)數(shù),c 的含意:它表示從節(jié)點(diǎn) 到 之間路長(zhǎng)為r的所有最小路集.因此按式(1—4)得到的路長(zhǎng)小于r的要除去.設(shè) 為輸入節(jié)點(diǎn),L為輸出節(jié)點(diǎn),從定義可知,對(duì)于任意的[c] ,和[c]一樣,第L行及第列的所有元素都為0.有了聯(lián)絡(luò)矩陣[c],只要做多次矩陣連乘,相繼求出[c] ,[c]。,? ,[c]一 即可得到任意二節(jié)點(diǎn) ,J間所有的最小路集由于眾所周知研究的是運(yùn)輸線路的起點(diǎn)(輸入節(jié)點(diǎn) )到終點(diǎn)(輸出節(jié)點(diǎn)L)之間的最小短路問(wèn)題,因此對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)之間的最小路集可不考慮.從式(1—4)可看出,在這種情況下只需求中的第L列即:[c]2只需求出第行元素即可,而不用求整列的元素.3 最大流量最大流量按下列兩條原則進(jìn)行計(jì)算:1)確定連接輸出節(jié)點(diǎn)上的線路個(gè)數(shù)m,如圖2—1,有兩條輸出線路G和H,所以m一2;2)根據(jù)最小路集分別計(jì)算m中每條線路的流量,直到m 條線路中各線路的流量之差≤0.在兩條輸出線路G和H 中分別有路長(zhǎng):{A,B,G)、{C,E,G)、{A,I,E,G)、{D,F(xiàn),E,G)和{C,F(xiàn),H )、{A,I,F(xiàn),H )、{A,B,E,F(xiàn),H )、{D,H )分別確定輸出線路G和H 中各路長(zhǎng)的最小流量.在輸出線路G中,線路G一2為最小流量.在輸出線路H 中,線路F一3為最小流量,則剩余流量:Q 。,且F一0.對(duì)于路徑{A,I,F(xiàn),H),{A,B,E,F(xiàn),H),因元素F一0,所以不再計(jì)算.對(duì)于路徑{D,H),在Q 。中減去最小流而元素D 已為零.計(jì)算畢.總流量為:Q—G+F+D一2+3+3—8(千輛/小時(shí)).4 系統(tǒng)可靠度某些條件下,運(yùn)輸線路的運(yùn)行情況無(wú)法用準(zhǔn)確的數(shù)值表達(dá),如線路質(zhì)量等級(jí),可能發(fā)生的塞車故障等,這時(shí)可用概率來(lái)描述.R為可靠度,即線路正常運(yùn)行的概率.已知最小路集:由于最小路之間是相交的,所以必須用相容事件的概率公式來(lái)計(jì)算系統(tǒng)可靠度尺運(yùn)輸線路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中正常運(yùn)行的可靠程度為:0.835.(1)在運(yùn)輸線路優(yōu)化問(wèn)題的計(jì)算中,最小路集法既便于運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)定性分析,又便于運(yùn)輸線路定量計(jì)算,特別是在計(jì)算最大流量時(shí)更具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).(2)最小路集法除在最短路程和最大流量的計(jì)算、分析中有顯著的特點(diǎn)外,在對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性分析中也具有重要作用.從述可靠度計(jì)算可看出,它清晰地描述了運(yùn)輸線路正常運(yùn)行的可靠程度,便于管理者對(duì)線路的優(yōu)化和決策.問(wèn)題中的一個(gè)重要問(wèn)題,在解決公交最佳出行線路、城市援救最佳線路、物流配送、高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)等與人們?nèi)粘I蠲芮邢嚓P(guān)問(wèn)題中發(fā)揮著重要的作用。這些年來(lái),城市的交通系統(tǒng)有了很大發(fā)展,為公眾的出行以及進(jìn)行各項(xiàng)日?;顒?dòng)帶來(lái)了很大的便利,但同時(shí)也面臨著多條線路的選擇問(wèn)題。所以建立交通中最優(yōu)線路問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,為人們進(jìn)行日?;顒?dòng)提供參考有很大的價(jià)值,是一個(gè)值得研 究的課題。建立交通中最優(yōu)線路問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的目的就是尋找最優(yōu)路徑,為公眾做出出行決策提供參考。目前關(guān)于最佳出行線路問(wèn)題的研究主要是一些傳統(tǒng)算法和根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)算法進(jìn)行改造。合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中求解起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短可行路徑;Pa—ola Modesti等 針對(duì)最小出行時(shí)間研究了求解綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)最短路徑問(wèn)題,使用多標(biāo)記圖構(gòu)建運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),并提出了求解算法。但這些已有的算法都不能解決出行線路雙向選擇、環(huán)形出行線路和多權(quán)問(wèn)題,因此需要一種新的算法來(lái)建立交通中最優(yōu)線路問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。3 Floyd算法Floyd(弗洛伊德)算法 剮是一種矩陣(表格)迭代方法,對(duì)于求任意兩點(diǎn)間的最短路、混合圖的最短路、有負(fù)權(quán)圖的最短路等一般網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題來(lái)說(shuō)均比較有效。Floyd算法通過(guò)對(duì)表示有向圖的鄰接矩陣作疊代計(jì)算來(lái)解決有向圖任意一對(duì)頂點(diǎn)之間的最短路徑間題。Floyd算法不僅是建立在簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上,而且就解決問(wèn)題的徹底性而言也是最完滿的。迄今為止,它僅僅是作為解決有向圖的最短路徑問(wèn)題的一個(gè)重要方法而被提及。實(shí)際上,F(xiàn)loyd算法與圖的許多重要性質(zhì)以及與圖論中其它一些重要問(wèn)題的解決有著密切的聯(lián)系。3.1 Floyd算法的基本原理Floyd算法的主要思想是從代表任意2個(gè)頂點(diǎn)到 的距離的帶權(quán)鄰接矩陣開始,每次插入一個(gè)頂點(diǎn) ,然后將 到vi間的已知最短路徑與插入頂點(diǎn) 作為中間頂點(diǎn)(一條路徑中除始點(diǎn)和終點(diǎn)外的其他頂點(diǎn))時(shí)可能產(chǎn)生的 到 路徑距離比較,取較小值以得到新的距離矩陣。如此循環(huán)迭代下去,依次構(gòu)造出rt個(gè)矩陣Du),D(2’,? ?D( ,當(dāng)所有的頂點(diǎn)均作為任意2個(gè)頂點(diǎn) 到 ,中間頂點(diǎn)時(shí)得到的最后的帶權(quán)鄰接矩陣D 就反映了所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短距離信息,成為有n個(gè)頂點(diǎn)的圖G的距離矩陣。最后對(duì)G中各行元素求和并比較大小,決定最優(yōu)的路線。3.2 Floyd算法構(gòu)造距離矩陣的原理對(duì)一個(gè)有幾個(gè)頂點(diǎn)的圖G,將頂點(diǎn)用n個(gè)整數(shù)(從1到7,)進(jìn)行編號(hào) 。把G的帶權(quán)鄰接矩陣作為距離矩陣的初值,即D(0) =W。從圖的帶權(quán)鄰接矩陣 開始,遞歸地進(jìn)行a次更新,即由矩陣D(0’=W,按一個(gè)公式構(gòu)造出矩陣JD(1’;又用同樣的公式由Dl構(gòu)造出矩陣D(2 ;..?最后又用同樣的公式由JD ’構(gòu)造出矩陣D。矩陣D的i行_『列元素便是i號(hào)頂點(diǎn)到『號(hào)頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度,稱D ’為圖的距離矩陣,同時(shí)還可以引入一個(gè)路由矩陣path來(lái)記錄兩點(diǎn)間的最短路徑。第一步:構(gòu)造D(0=W)。第二步:構(gòu)造D = (d ) ,其中d =min{d ,d +d }是從 到 的只允許 。作為中間點(diǎn)的路徑中最短路長(zhǎng)度。第三步:構(gòu)造D= ( )? ,其中 ’=rain{d 168。,d ’+d ’}是從t, 到t,的只允許t,l,∞2作為中間點(diǎn)的路徑中最短路長(zhǎng)度。第n步:構(gòu)造D =(d )? ,其中d: =min{d ,d +d }是從 到vi的只允許作為中間點(diǎn)的路徑中最短路長(zhǎng)度,即從 到 ,中間可插入任何頂點(diǎn)的路徑中最短路的長(zhǎng)度,因此D ’即是距離矩陣。3.2.1 Floyd算法步驟上述矩陣序列{D( )可以遞歸地產(chǎn)生,利用循環(huán)迭代便可求出,算法的詳細(xì)步驟如下。對(duì)應(yīng)于d 的路徑上i的后繼點(diǎn),最終的取值為i到 的最短路徑上i的后繼點(diǎn)。Stepl:賦權(quán)值,對(duì)所有i d(i )=(i);當(dāng)a(i)=0時(shí),path(i )=0,k= 1 ostep2,path(i )對(duì)所有i,J若d(i,k)+d(k,J) d(i),則轉(zhuǎn)人step3,否貝Ⅱd(J)=d( ,k)+d(k,J),path(i)=path(i,k),k=+1;繼續(xù)執(zhí)行step3。Step3:重復(fù)step2直到k=rt+1。迭代結(jié)束后得到最終的距離矩陣D 和路由矩陣path,根據(jù)距離矩陣D ’可得任意兩點(diǎn)間的最短路長(zhǎng)度,根據(jù)路由矩陣path可得任意兩點(diǎn)問(wèn)取最短路徑。3.2.2 回溯法求最短路徑已知路由矩陣P=(P )? ,利用回溯法求解點(diǎn)i與點(diǎn) 取最短路徑,若已知P =k ,分別從點(diǎn)i和點(diǎn) 開始回溯。(a)從點(diǎn)i開始回溯Pa2= k3,? ,p= k,(b)從點(diǎn) 開始回溯工則從點(diǎn)i到點(diǎn)k 的最短路徑為:i,k,k一,?,k:,kl,ql,q2, 3.3.I 改進(jìn)Floyd算法原理在原有的Floyd算法中,矩陣D 給出網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)直接到達(dá),經(jīng)過(guò)一個(gè)、兩個(gè)、??到(2 一1)個(gè)中間點(diǎn)時(shí)比較得到的最短距離。一般地d=min{d (k ’十d (k }。在計(jì)算過(guò)程中,由于 )= (d ) ,其中d “ =mini d ’,d ’+d ’}從1到/7,取值。當(dāng)r/,較大時(shí),.r從1到r/,取值,比較d ’+d ”之間的值取其最小,計(jì)算量大。由于d 表示的是從i點(diǎn)到 點(diǎn)插入k個(gè)節(jié)點(diǎn)后的最好結(jié)果,導(dǎo)致插入k+1個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該優(yōu)于d ’,實(shí)際上 “’包含d 。然而當(dāng) 從1到n取值時(shí),不一定所有d ’+d 就優(yōu)于d ,為了簡(jiǎn)化計(jì)算量,眾所周知將 作為計(jì)算d ’取小運(yùn)算的首次比較標(biāo)準(zhǔn)。3.3.2 改進(jìn)Floyd算法的計(jì)算步驟首先用 “ 來(lái)保存當(dāng)r從1到n取值時(shí)d +d ’的最小值。.r。用來(lái)記載 +d ’取最小值時(shí)r的取值。stepl:初始值d ,即 “ =d 。step2:當(dāng) 從1到n取值時(shí),則 值不變;如果d +d 們,進(jìn)入step3步。Step3:將 作為d 新的比較標(biāo)準(zhǔn),r從 。到n取值時(shí),如果 d +d ,則砭值不變;step4:循環(huán)第step3步,直到下=n,則 “ I= min n,d +d ’}。改進(jìn)后,d ”的計(jì)算由原來(lái)的凡!次運(yùn)算減少到2次運(yùn)算。規(guī)劃式(6)是非線性多目標(biāo)規(guī)劃模型,本文提出的混合變異算子的遺傳算法過(guò)程如下:(1)編碼方式整個(gè)接運(yùn)公交線網(wǎng)用一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)串來(lái)表示。每個(gè)整數(shù)串又由幾個(gè)子串組成,每個(gè)子串為一條接運(yùn)公交路線上接運(yùn)公交車站的序列,并以它所接運(yùn)的軌道交通車站結(jié)束,其十進(jìn)制編碼的位數(shù),根據(jù)接運(yùn)站的編號(hào)來(lái)確定,軌道交通車站的編號(hào)從最大的接運(yùn)公交車站編號(hào)后一位開始。(2)純策略集合記為{1,2,3,4},分別代表Gaussian,Cauchy,Levy,Single Point變異[ 。(3)初始化過(guò)程:(1)產(chǎn)生由 個(gè)個(gè)體組成的初始種群,隨機(jī)選取種群中90的個(gè)體,每個(gè)個(gè)體代表一個(gè)實(shí)值向量集合是目標(biāo)變量i是變異的標(biāo)準(zhǔn)差,五和 有m個(gè)獨(dú)立分量。(2)對(duì)要變異的每個(gè)個(gè)體i,為混合策略向量分配初始的概率分布:(4)變異:對(duì)種群中90 的個(gè)體i,根據(jù)混合策略向量.0中的概率選擇一種變異策略h,然后根據(jù)選擇的策略進(jìn)行變異,產(chǎn)生子代。(5)交叉:對(duì)種群中其它1O 的個(gè)體i進(jìn)行交叉操作,產(chǎn)生子代。(6)個(gè)父代產(chǎn)生 個(gè)子代,計(jì)算它們的適應(yīng)度值廠l,j2,? , 2 。(7)下一代的種群中的個(gè)體按如下方法更新混合策略:如果個(gè)體來(lái)自于子代種群,采用的變異純策略為h,h∈{1,2,3,4},那么要加強(qiáng)這個(gè)純策略:這里07i,用來(lái)調(diào)整混合策略的概率分布。如果個(gè)體來(lái)自于父代種群,采用的變異純策略為h,h∈{1,2,3,4),那么要減弱這個(gè)純策略:(8)重復(fù)4)到7)步,直至滿足終止條件。未來(lái)大城市的客運(yùn)交通系統(tǒng)一般會(huì)采用以下模式:以快速軌道交通為骨干,常規(guī)公交為主體,個(gè)體交通為補(bǔ)充。接運(yùn)公交線路指專門為軌道交通集疏乘客的常規(guī)地面公交線路的總稱。建設(shè)接運(yùn)公交線路的目的是為了保證現(xiàn)有軌道交通線路有足夠的客流量,充分發(fā)揮軌道交通的運(yùn)能。國(guó)內(nèi)軌道交通接運(yùn)線路布設(shè)的研究比較少,曹玫l3]提出了基于遺傳算法的城市軌道交通接運(yùn)公交線網(wǎng)規(guī)劃。提出了基于粒子群算法的城市軌道交通接運(yùn)公交規(guī)劃。提出了基于改進(jìn)遺傳算法的接運(yùn)公交線路優(yōu)化模型。研究主要圍繞乘客等待時(shí)間最小化、運(yùn)載能力最優(yōu)來(lái)求解接運(yùn)公交線路布設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題,本文提出的算法能有效地防止局部?jī)?yōu)化陷入困境,對(duì)求解函數(shù)優(yōu)化問(wèn)題是行之有效的。總結(jié):根據(jù)AHP分析結(jié)合題目,運(yùn)輸作為物流的基本功能之一,在整個(gè)物流環(huán)節(jié)中占有十分重要的地位。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),物流運(yùn)輸成本占物流總成本的50%以上,對(duì)許多商品來(lái)說(shuō),運(yùn)輸成本要占商品價(jià)格的4%一10%,也就是說(shuō)運(yùn)輸成本占物流總成本的比重比其他物流活動(dòng)大。目前,我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)主要由公路、鐵路、水路、航空等多種運(yùn)輸方式組成。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下,各種運(yùn)輸方式之間也不可避免地存在著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。各種運(yùn)輸方式均擁有自己固有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征(見表1)。如何針對(duì)各種運(yùn)輸方式的特點(diǎn),選擇合適的運(yùn)輸方式,使貨物能夠安全、快速、經(jīng)濟(jì)、便利的到達(dá)目的地,也就成為企業(yè)決策者必須面對(duì)的問(wèn)題。運(yùn)用AHP分析方法就物流運(yùn)輸方式選擇問(wèn)題進(jìn)行一些探討,為企業(yè)決策者提供一些決策依據(jù)。可知影響到安吉物流選擇運(yùn)輸方式的只要因素為:運(yùn)費(fèi)和時(shí)間。其中,水路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)費(fèi)和時(shí)間包括短駁運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用和時(shí)間。水路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是運(yùn)量大,成本低,非常適合于大宗商品車的運(yùn)輸,并且通航能力幾乎不受限制。但是采用水路運(yùn)輸,不可避免的會(huì)涉及到短駁問(wèn)題。當(dāng)船舶到達(dá)碼頭后,需要短駁車將這些商品車運(yùn)往目的地。相比較水路運(yùn)輸,公路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是快速、機(jī)動(dòng)、靈活,即車輛可隨時(shí)調(diào)度、裝運(yùn),各環(huán)節(jié)之間的銜接時(shí)間較短,可實(shí)現(xiàn)門對(duì)門的服務(wù),因此,安吉物流的整車運(yùn)輸方案中普遍采用公路運(yùn)輸。但是公路運(yùn)輸也有缺點(diǎn),如運(yùn)量少、成本高等,安吉物流在其運(yùn)輸方案中,也經(jīng)常采用公路運(yùn)輸與水路運(yùn)輸相結(jié)合的方式。到達(dá)碼頭的整車,既可用采用短駁運(yùn)輸?shù)竭_(dá)目的地,也可以長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)竭_(dá)目的地。安吉物流接到訂單后,首先考慮的是運(yùn)輸方式的選擇,或公路運(yùn)輸,或水路運(yùn)輸,或多式聯(lián)運(yùn),或建立中轉(zhuǎn)站等。但是不管采用哪種運(yùn)輸方式,安吉物流都需要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本最小、時(shí)間成本最短的目標(biāo)。根據(jù)實(shí)際情況,選擇最優(yōu)的運(yùn)輸方式。及距離較近,且公路方便的選擇公路運(yùn)輸。距離較遠(yuǎn),且水路方便選擇水路運(yùn)輸。距離長(zhǎng)短與時(shí)間多少難于把握時(shí)應(yīng)考慮多式聯(lián)運(yùn)。 物流行業(yè)概況我國(guó)物流行業(yè)概況:現(xiàn)代物流是將信息、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、庫(kù)存、裝卸搬運(yùn)以及包裝等物流活動(dòng)綜合起來(lái)的一種新型的集成式管理,通過(guò)對(duì)各種物流要素的優(yōu)化組合和合理配置,提高物流活動(dòng)效率,降低社會(huì)物流總成本,為顧客提供更為全面、多樣化的物流服務(wù),實(shí)現(xiàn)物流全過(guò)程及各個(gè)環(huán)節(jié)價(jià)值增值。中國(guó)物流行業(yè)現(xiàn)狀是:至加入世貿(mào)組織后, 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)社會(huì)物流需求顯著增加,推動(dòng)物流產(chǎn)業(yè)保持持續(xù)、穩(wěn)定、快速發(fā)展。黨
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