[发明专利]一种基于变权风险的危险化学品多仓库车辆路径优化方法

说明书

本发明涉及一种基于变权风险的危险化学品多仓库车辆路径优化方法，包括以下步骤：确定运输路线和运输网络的变权风险；搜集危险化学品运输中的权重信息、仓库供给量与零售商需求量等信息；上层规划制定零售商分配方案；下层规划确定最优运输路径；根据双层规划的上下层决策，得出最优路径和最优供应量。本发明通过考虑权重信息的不同场景，分别构建了基于有序加权平均风险的多仓库车辆路径双层规划模型和基于状态变权平均风险的多仓库车辆路径双层规划模型，很好的实现了运输网络和运输路线上整体风险和局部风险的均衡，具有很强的实用性。

技术领域

本发明提供了一种基于变权风险的危险化学品多仓库车辆路径优化方法，属于危险化学品运输技术领域；特别是对多仓库车辆路径问题使用了双层变权优化模型，并考虑了危险化学品车载量的动态变化对运输风险的影响。

背景技术

危险化学品是指具有毒性、放射性、爆炸性、腐蚀性等危险特性的化学品，被广泛应用于工业、农业、国防和人民日常生活等领域。近年来，中国的危险化学品年运输量在10亿吨以上，且运输量逐年增加，其中通过公路运输的危险化学品约占70％。虽然中国政府对危险化学品运输行业的监管在不断加强，但安全形势依然严峻，重大事故时有发生。

如何有效地降低危险化学品的运输风险，是保障人民生命财产、生态环境安全和经济可持续发展的重要研究课题。在学术界，与危险化学品运输相关的风险度量与分析和运输路径优化已经得到了广泛的发展。

虽然对于危险化学品风险度量的研究十分广泛^[1-3]，但是所提出的关于危险化学品的传统风险度量没有实现运输路线上整体风险和局部风险很好地均衡。同时，基于传统风险度量进行的危险化学品运输路径优化容易造成运输网络和运输路线上整体风险或局部风险的高估或低估。其中，风险的高估会招致运输成本上升和社会恐慌，而风险的低估则会带来巨大的安全隐患。

危险化学品多仓库车辆路径问题主要涉及两个子问题：客户的分配和运输路径的优化。该问题优化的目标是实现运输网络风险的最小化。现有对于危险化学品多仓库车辆路径问题研究主要是基于传统的运输风险模型^[4-6],均没有实现运输网络整体风险和局部风险很好的均衡。

为了解决这些问题，本发明借助变权的思想实现了运输风险中整体风险与局部风险较好的均衡。同时，本发明构建的双层规划方法分别反映了运输网络风险和运输路线风险之间的决策层次。通过考虑不同的权重场景，本发明分别设计了基于有序加权平均风险的双层规划模型和基于状态变权平均风险的双层规划模型。同时，在模型构建中考虑了车载量变化对于运输风险的影响。本发明使用了基于分支定界的混合并行遗传算法以求得满意结果。

参考文献

[1]ReVelle,C.,Cohon,J.,Shobrys,D.,1991.Simultaneous siting androuting in the disposal ofhazardous wastes.Transportation Science.25(2),138-145.

[2]Erkut,E.,Ingolfsson,A.,2000.Catastrophe avoidance models forhazardous materials route planning.Transportation Science.34(2),165-179.

[3]Toumazis,I.,Kwon,C.,2013.Routing hazardous materials on time-dependent networks using conditional value-at-risk.Transportation ResearchPart C:Emerging Technologies.37,73-92.