运输需求与时间双重不确定下多式联运路径优化研究

摘要

多式联运中的集装箱运输需求和时间皆具有不确定性，受节点达到时间窗以及运输和转运能力限制，易发生延误或中断并造成经济损失。为此，针对多式联运淡旺季需求特性，对运输需求不确定性开展鲁棒优化研究；针对多式联运全程时间的随机分布特征，对运输时间不确定性开展随机优化研究。考虑鲁棒运输需求以及随机运输时间的双重不确定性，设计算法依次开展不确定性模型的确定化以及非线性函数的线性化，借助CPLEX进行求解。以中国18个城市组成的多式联运网络为算例背景，比较4种不确定性模式的计算结果，并对时间方差和鲁棒偏差值进行敏感性分析。结果表明：多式联运路径方案能够满足随机时间条件下的时间窗约束，在不同运输需求情景下均低于运输与转运能力限制。随着时间方差的增大，多式联运更偏向选择速度更高的运输方式；随着鲁棒偏差值的减小，公路因运输能力不足而逐渐被铁路、水路取代。因此，对实践中时间不确定性较强情况，为使货物按时到达满足一定置信水平，货运企业可以借助公路、铁路来缩短运输时间；对实践中货运需求波动幅度较大情况，为避免货运需求量超过运输及中转能力，货运企业可以借助铁路、水运来提高方案鲁棒性。

关键词

多式联运 / 路径优化 / 双重不确定 / P鲁棒约束 / 随机机会约束 / 软时间窗