多重不确定环境下带有模糊软时间窗的多式联运路径优化与仿真

摘要

为了解决多式联运在长距离、大运量运输中存在运输费用高、运输时效低的问题，以运输费用最小化为目标，研究了带有模糊软时间窗的多式联运路径优化问题。同时，为了提升多式联运路径优化在实际运输中的可靠性，对客户货物需求量的不确定性进行了规划，进而研究了需求不确定性所导致包括运输费用与运输时间不确定性、服务水平约束与能力约束不确定性在内的多重不确定环境。在采用梯形模糊数刻画不确定性的基础上，构建多重不确定环境下多式联运路径优化的模糊规划模型，采用基于可信性测度的模糊机会约束规划对模糊规划模型进行清晰化处理使优化问题可解，并设计基于网络转换的蚁群算法对清晰化模型进行高效求解。算例结果验证了机会约束规划模型和蚁群算法的可行性，通过敏感性分析反映了提高服务水平和置信水平对多式联运运输费用的影响。算例仿真实验表明了置信水平与路径可靠性之间的关系，即路径可靠性随置信水平的提高而呈现提升的趋势，但是两者并非等价的，提高置信水平不会带来路径优化可靠性的必然提升。同时，算例仿真实验也验证了规划不确定性能够显著提高路径优化在实际运输中的可靠性，并进一步揭示了路径优化经济性目标与可靠性目标是矛盾对立的。客户和多式联运经营人可据此对运输经济性、时效性和可靠性进行折中处理，有效提升多式联运的综合水平。

关键词

多式联运 / 路径优化 / 模糊软时间窗 / 多重不确定环境 / 模糊机会约束规划 / 蚁群算法