基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，包括：获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。2.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点，包括：获取所述目标区域中的多个划分片区；通过对所述多个划分片区的人口密度指数、物流密度指数和交通便利指数进行加权求和，得到多个划分片区指标，对所述多个划分片区指标按照从高到低进行排序，得到第一排序结果；获取所述多个划分片区的地理运输赋值因子，若确定任一划分片区包括预设正向影响元素，则所述地理运输赋值因子累加所述预设正向影响元素的个数，若确定任一划分片区包括预设负向影响元素，则所述地理运输赋值因子扣除所述预设正向影响元素的个数，对所述地理运输赋值因子按照从高到低进行排序，得到第二排序结果；将所述第一排序结果与第二排序结果进行加权求和，得到第一综合排序结果；根据所述第一综合排序结果中预设排名数量，确定所述多种运输模式货运布设参考点。3.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合，包括：获取预设历史时间段的历史运输数据，基于所述历史运输数据确定预测运输量，利用所述预测运输量对所述多种运输模式货运布设参考点按照从高到低进行排序，得到第三排序结果；根据所述多种运输模式货运布设参考点与所述目标区域中的预设交通枢纽之间的距离，确定交通便利度，利用所述交通便利度对所述多种运输模式货运布设参考点按照从高到低进行排序，得到第四排序结果；将所述第三排序结果和所述第四排序结果进行加权求和，得到第二综合排序结果；确定所述第二综合排序结果中排名第一为任一种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点，所述第二综合排序结果中其余排名为所述任一种运输模式货运布设参考点中的供货点；分别调整所述第三排序结果和所述第四排序结果的权重系数，重复进行所述多种运输
模式货运布设参考点的排序，得到所述货运设施布点集合。4.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，包括：所述货运设施布点集合中的所有集运枢纽点和所有供货点之间均为互联互通交通网络；任一供货点到任一集运枢纽点之间通过第一运输模式或第二运输模式进行货物运输，任一集运枢纽点到任一最终目的地之间通过所述第一运输模式、所述第二运输模式、第三运输模式和第四运输模式中的任一种运输模式进行货物运输；任一供货点对应单个集运枢纽点，单个集运枢纽点对应多个供货点；从任一供货点到任一最终目的地仅通过单个集运枢纽点，且任意两个供货点之间不进行货物运输。5.根据权利要求4所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，包括：任一供货点的货物仅提供给单个集运枢纽点；若确定任一货运设施布点为集运枢纽点，则所述任一货运设施布点接收任一供货点的货物，且所述任一货运设施布点接收的货物总容量不大于所述集运枢纽点的容量上限；任一供货点的货物至多经过任意两个集运枢纽点；若确定任意两个货运设施布点均为集运枢纽点，且第一集运枢纽点的货物经过第二集运枢纽点，则所述第一集运枢纽点与所述第二集运枢纽点的货物容量之和不大于所述第二集运枢纽点的容量上限；若确定任一货运设施布点的货物运送至任一集运枢纽点，则任一供货点通过所述第一运输模式、所述第二运输模式、所述第三运输模式和所述第四运输模式中的任一种运输模式运送货物至所述任一集运枢纽点。6.根据权利要求5所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型，包括：确定建设成本函数、运输成本函数和中转成本函数，基于所述建设成本函数、所述运输成本函数和所述中转成本函数构建集运路径总成本函数；确定装卸时间函数、运输时间函数和中转时间函数，基于所述装卸时间函数、所述运输时间函数和所述中转时间函数构建运输总时间函数；根据所述运输算法和所述集运路径约束条件，由所述集运路径总成本函数和所述运输总时间函数构成所述多目标优化模型。7.根据权利要求6所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定建设成本函数、运输成本函数和中转成本函数，基于所述建设成本函数、所述运输成本函数和所述中转成本函数构建集运路径总成本函数，包括：由任一供货点到任一集中枢纽点运量依次乘以任一供货点到任一集中枢纽点以任一运输模式的单位运量单位距离运输成本、任一供货点到任一集中枢纽点之间距离以及第一决策变量，加上任一集中枢纽点发出所有运量依次乘以任意两个集中枢纽点以任一运输模式的单位运量单位距离运输成本、任意两个集中枢纽点之间距离以及第三决策变量，再加
上所述任一集中枢纽点发出所有运量依次乘以任一集中枢纽点到任一运输终点距离以及任一集中枢纽点到任一运输终点以任一运输模式的单位运量单位距离运输成本，得到所述建设成本函数；由任一集运枢纽点建设成本乘以第二决策变量，得到所述建设成本函数；由任一供货点到任一集中枢纽点运量依次乘以所述第一决策变量和单位运量转运成本系数，得到所述中转成本函数；累加所述建设成本函数、所述建设成本函数和所述中转成本函数，得到所述集运路径总成本函数。8.根据权利要求6所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述确定装卸时间函数、运输时间函数和中转时间函数，基于所述装卸时间函数、所述运输时间函数和所述中转时间函数构建运输总时间函数，包括：由任一供货点到任一集中枢纽点运量依次乘以任一供货点到任一集中枢纽点之间距离以及第一决策变量之后除以任一供货点到任一集中枢纽点以任一运输模式的运输平均速度，加上任一集中枢纽点发出所有运量依次乘以任意两个集中枢纽点之间距离以及第三决策变量之后除以任意两个集中枢纽点以任一运输模式的运输平均速度，再加上所述任一集中枢纽点发出所有运量乘以任一集中枢纽点到任一运输终点距离之后除以任一集中枢纽点到任一运输终点以任一运输模式的运输平均速度，得到所述运输时间函数；由任一集运枢纽点装卸时间乘以第二决策变量，得到所述装卸时间函数；由任一供货点到任一集中枢纽点运量依次乘以所述第一决策变量和单位运量转运时间系数，得到所述中转时间函数；累加所述运输时间函数、所述装卸时间函数和所述中转时间函数，得到所述运输总时间函数。9.根据权利要求1所述的基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法，其特征在于，所述采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果，包括：基于所述预设多目标优化算法，得到所述多目标优化模型中最小值集运路径总成本和最小运输总时间对应的所述最优前沿解集；获取所述最优前沿解集的布设实施权重，根据预设货运设施布点实施目标调整所述布设实施权重，求解所述最优前沿解集中的任一解，基于所述任一解输出所述优化后的货运设施布点实施结果。10.一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取目标区域的运输参考数据集合，由所述运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；确定模块，用于根据预测运输量和交通便利度确定所述多种运输模式货运布设参考点中的集运枢纽点和供货点，基于所述集运枢纽点和所述供货点得到货运设施布点集合；构建模块，用于确定所述集运枢纽点和所述供货点的运输算法，确定所述货运设施布点集合的集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，基于所述运输算法和所述集运路径约束条件构建所述目标函数对应的多目标优化模型；
优化模块，用于采用预设多目标优化算法求解所述多目标优化模型，获得最优前沿解集，基于布设实施权重确定所述最优前沿解集中的任一解，将所述任一解作为优化后的货运设施布点实施结果。

技术总结
本发明提供一种基于最优前沿的多式联运货运设施布点优化方法及系统，属于多式联运数据优化技术领域，包括：由运输模式运输参考数据集合确定多种运输模式货运布设参考点；根据预测运输量和交通便利度确定集运枢纽点和供货点，基于集运枢纽点和运输模式供货点得到货运设施布点集合；确定运输算法和集运路径约束条件，以集运路径总成本最小以及运输总时间最小为目标函数，构建运输模式目标函数对应的多目标优化模型；采用预设多目标优化算法求解运输模式多目标优化模型，确定优化后的货运设施布点实施结果。本发明针对目标区域多种运输模式的货运多式联运场景，以运输总成本最小和运输总时间最小构建优化目标，实现货运设施布点的资源合理规划。的资源合理规划。的资源合理规划。


技术研发人员：张琨 张长能 欧阳鹏 李晓聃 罗小华 光振雄 董云松 雷崇 殷勤 邱绍峰 周明翔 李加祺 刘辉 张俊岭 彭方进 李成洋 陈情
受保护的技术使用者：中国铁路经济规划研究院有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/6/4