[发明专利]一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法

说明书

一种基于0‑1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法，包括以下步骤：一、二级节点及附属区域点的选取、prim算法构造一级节点和二级节点及其附属点路线和选择建设的隧道及轨道规格，并安排运输车型及车次，完成物流系统网络规划输出结果；本发明在满足服务范围、保证地面货运量收发和缓解交通拥堵程度等不同条件的基础上得到各级节点的目标规划表达式，并结合拥堵指数的高低和区域点分布均匀的原则，在保证交通拥堵区域全覆盖的要求下进行了调整。在建立轨道连接时采用prim算法，保证了总路线最短，成本最低。降低了交通拥堵，简化了求解过程，为地下物流系统网络构建提供了一整套方法，并可根据各目标地区货运分布特点进行推广。

技术领域

本发明属于地下物流系统网络规划领域，特别涉及一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法。

背景技术

2015年荷兰导航经营商TomTom发布了全球最拥堵城市排名，中国大陆有十个城市位列前三十名。据中国交通部2014年发布的数据，我国交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20％，相当于每年国内生产总值(GDP)损失5～8％。15座大城市的居民每天上班比欧洲发达国家多消耗28.8亿分钟。大量研究表明：“时走时停”的交通导致原油消耗占世界总消耗量的20％。高峰期，北京市主干线上300万辆机动车拥堵1小时所需燃油为240万～330万升。2015年城市交通规划年会发布数据显示：在石油消费方面，我国交通石油消费比重占到了消费总量的54％，交通能耗已占全社会总能耗10％以上，并逐年上升。高能耗也意味着高污染和高排放。

导致城市交通拥堵的主要原因是交通需求激增所带来的地面道路上车辆、车次数量的巨增，其中部分是货物物流的需求增长。尽管货车占城市机动车总量的比例不大，但货运车辆体积一般较大、载重时行驶较慢，车流中如果混入重型车，会明显降低道路的通行能力。因此，其占用城市道路资源的比例较大。如北京，按常规的车辆换算系数(不同车辆在行驶时占用道路净空间的程度)，货运车辆所占用的道路资源达40％。因此，世界各国都在为解决城市交通和环境问题进行积极探索，而处理好货运交通已成为共识。大量目前实践证明，仅通过增加地面交通设施来满足不断增长的交通需求，既不科学也不现实，地面道路不可能无限制地增加。因此“统筹规划地上地下空间开发”，构建和完善一套合理的“地下物流系统”势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法，包括以下步骤：

步骤一：一级节点选取，根据规划地区交通拥堵指数和一级节点处理货运量上限t₁，设置一级节点的数量n₁；t₁由地下运输车辆的运量及从地面收发货物总量上限S₁计算得出；根据现状全天OD数据得到规划地区区域点数N；各区域点全天共配送至物流园区的货运总量T吨，进而n₁＝T/t₁，再根据各区域点拥堵指数的高低和区域点分布均匀，以及保证交通拥堵区域全覆盖的原则下，设置和调整一级节点为N₁，N₂…N_K；

步骤二：根据步骤一和约束条件，并结合0-1规划的方法选取一级节点的附属区域点，附属区域点的货物通过地面转运至相应一级节点后，再通过管道运输至物流园区；记c_j是一级节点j的地面收发货运量，w_i是除一级节点外各区域点的地面收发货运量，p(x_i,y_i)和p(x_j,y_j)为区域点位置坐标，D₁为一级节点地面转运半径，设置约束条件如下：