[发明专利]一种基于随机需求的内陆集装箱场站空箱配置与存储结构优化方法

权利要求书

1.一种基于随机需求的内陆集装箱场站空箱配置与存储结构优化方法，其特征在于，

其包括如下步骤：

(1)以自有箱的堆存与运营成本、自有箱运输成本及租赁箱的租赁成本之和最小为目标构建非线性随机规划模型ECRM；

(2)对步骤(1)构建的模型ECRM进行优化及其简化，并且基于“最大债务优先”原则的自有箱分配策略，采用差分进化算法求解模型，根据求解结果对关键节点的空箱配置量、关键节点空箱的自有空箱向各内陆场站的调运方案以及各内陆场站自有箱、租赁箱所占的比例协同优化。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机需求的内陆集装箱场站空箱配置与存储结构优化方法，其特征在于，

步骤(1)所构建的非线性随机规划模型ECRM为：

式(1)的约束条件为：

上式中，N为内陆场站的数量；T为观测周期；为观测周期内的时段，且t∈{1,2,…,T}；i为内陆场站，i＝1,2,…,N；μ_i为内陆场站的空箱需求期望；为内陆场站i的空箱需求方差；ρ为港口运营成本调节系数；X_i(t)为内陆场站i的空箱需求量，它是关于t∈{1,2,…,T}的随机变量；Y(t)为随机补给量，它是关于t∈{1,2,…,T}的随机变量；C^h(·)为关键节点空箱堆存与运营成本函数(元/TEU)；为关键节点到内陆场站i的单位空箱运输费用(元/TEU)；为内陆场站i的单位空箱租赁费用(元/TEU)；S为港口堆场在各时段获得的稳定补给量；β＝(β_i)为内陆场站i使用的自有箱量占其空箱需求总量的比例；为承运人在时段t向内陆场站i供应的自有箱量，且t∈{1,2,…,T}；为承运人在时段t为内陆场站i租赁箱量，且t∈{1,2,…,T}。

3.根据权利要求2所述的一种基于随机需求的内陆集装箱场站空箱配置与存储结构优化方法，其特征在于，

非线性随机规划模型ECRM构建的假设条件为：

①租赁箱的数量无限且不考虑租赁箱的运输时间；

②各内陆场站的空箱需求相互独立；

③随机补给的均值、方差已知；

④决策期被划分为若干时段，各时段通过稳定补给获得的空箱量已知且相等；

⑤仅考虑承运人自有箱的堆存成本、空箱运输成本和租赁箱的租赁成本；

⑥关键节点的空箱仅通过稳定补给和随机补给进行补充，两者共同决定了关键节点的空箱储备量，租赁箱仅用于应对内陆场站自有箱量的不足；

⑦租赁箱直接运抵内陆场站，承运人仅支付租赁费用，不支付运输成本；

⑧关键节点的运营成本是关键节点堆存的空箱总量的一个严格单调递增的函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于随机需求的内陆集装箱场站空箱配置与存储结构优化方法，其特征在于，步骤(2)中对模型ECRM进行优化及其简化的方法为：

4.1对于给定的β＝{β_i}，ECRM可等价转化为模型ECRM-1，如式(7)所示：

式(7)的约束条件为：

S≥0 (9)

4.2将式(10)和(11)代入式(7)中，则模型ECRM进一步地优化为ECRM-2，如式(12)所示：

其约束条件为式(8)和式(9)。