风险聚集条件下危险品多式联运网络多目标优化研究

Hazardous material transportation safety problems have been always one of focuses in the society. It has social significance to effectively supervise and control hazardous material transportation. This project intends to investigate a kind of hazardous material transportation problem, which considers the risk accumulation at intermodal terminals in hazardous material multimodal transportation, and propose the theories and methods of multiobjective optimization for hazardous material multimodal transportation with risk accumulation. In this project, firstly, the risk assessment of hazardous material multimodal transportation with risk accumulation will be proposed. Then on this basis, a multiobjective mixed integer nonlinear programming model for the investigated problem will be formulated. Based on the property analysis and the linearization of the model, pre-processings will be explored to reduce the solution space and then an improved ε-constraint and cut-and-solve combined method will be developed to obtain all Pareto optimal solutions. Finally, the performance of the proposed algorithm will be evaluated and applied to some typical examples in the real life. This study will not only contribute to a new solution to multiobjective optimization of complex combinatorial optimization problems, but also provide technology support for government regulatory administrations and enterprises engaging in hazardous material transportation at the operational level.

危险品运输安全问题是社会关注的热点之一。有效地对危险品运输进行监管和控制，对保障运输安全具有重要的社会意义。本项目主要研究一类考虑危险品多式联运中转站处风险聚集特点的危险品运输问题，旨在提出风险聚集条件下危险品多式联运网络多目标优化理论与方法。首先，提出风险聚集条件下危险品多式联运网络风险评价方法，构建风险聚集条件下危险品多式联运网络优化问题的多目标混合整数非线性规划模型。其次，在模型结构特性分析和非线性模型线性化的基础上，研究模型的预处理技术以减小问题的解搜索空间。然后，开发改进的ε-约束法和分割求解法相结合的多目标优化算法以求得问题所有的Pareto最优解。最后，对所开发的算法进行验证和评价，并将其初步应用于实际典型的危险品多式联运网络设计和优化问题中。本项目的研究不仅能为复杂组合优化问题多目标优化提供一种新的解决思路，而且将从运作层面上为政府监管部门和危险品运输企业提供决策技术支持。

危险品运输安全问题是社会关注的热点之一。有效地对危险品运输进行监管和控制，对保障运输安全具有重要的社会意义。项目主要研究一类危险品多式联运问题，旨在提出危险品多式联运网络多目标优化理论与方法。本文首先研究了单一任务的危险品多式联运路径优化问题。以最小化多式联运风险和最小化多式联运成本为目标，对单任务危险品多式联运路径优化问题进行分析和描述，阐述了风险评价方法和问题的假设条件，建立了多目标整数规划模型。其次，研究了多任务危险品多式联运路径优化问题。为了规避多任务问题可能造成的风险分布不均匀的情况，引入了运输弧段和运输站点的风险阈值来兼顾多任务联运风险在多式联运网络中空间分布的均衡性，构建了多任务的危险品多式联运路径优化问题的数学模型。以上两个问题采用ɛ-约束法，将多目标优化问题转换为一系列的单目标优化问题，使用优化软件包CPLEX进行求解，以获得原问题的部分Pareto最优解。此外，项目研究了一类危险品运输多目标优化问题，开发改进的ε-约束法以求得问题所有的Pareto最优解。项目还研究了危险品运输专用道设置多目标优化问题，建立了有效的数学模型，在模型结构特性分析的基础上，研究模型的预处理技术，开发分割求解法和割平面相结合的多目标优化算法。项目以上研究成果不仅能为复杂组合优化问题多目标优化提供一种新的解决思路，而且将从运作层面上为政府监管部门和危险品运输企业提供决策技术支持。项目紧密围绕研究主题，圆满完成了项目计划书中的研究内容，达到预期目标。项目共完成学术论文9篇，发表论文7篇，其中国际SCI期刊论文4篇，EI检索论文3篇。项目积极开展国际合作交流，邀请3名国外知名学者来校交流合作，2人次参加高水平国际学术会议。项目围绕研究主题共培养硕士研究生1人，在读硕士研究生1人。