危險品道路運輸多目標路線優化研究

李樹民 劉勇杰

摘要：根據危險品在道路運輸過程中具有運輸風險、運輸成本、運輸時間的多層屬性，提出在運輸網絡規劃中建立考慮三者因素的多目標優化模型。將運輸風險劃分為人員風險、財產損失、環境污染損失。從監管部門和危險品運輸企業兩者期望出發，建立運輸企業運輸費用最小、運輸風險期望值最小和運輸時間最短的多目標危險貨物道路運輸優化模型，用層次分析法確定三項指標的權重，結合MATLAB軟件，用Dijkstra算法和集成目標函數最優折衷路徑的擴展標號法對危險品運輸多目標優化模型進行求解。最后通過實例分析驗證模型有效性，為監管部門以及危險貨物運輸企業規劃運輸路線提供實際參考。

關鍵詞：危險品道路運輸;路徑優4E;Dijkstra算法;擴展標號算法

中圖分類號：U116.2 文獻標識碼：A

0引言

隨著社會經濟的快速發展，各類危險品的道路運輸量也將逐年增加。危險物品道路運輸路線的選擇與路線周邊的人口、環境、財產安全息息相關，因此受到政府監管部門的管制，在規劃路網時，政府部門希望危險品運輸在起訖點間總風險最小，而運輸企業更多的會考慮降低運輸成本與運輸時間，所以，找到兩者滿意的均衡路徑來保障運輸安全與運輸效益成為必要。

近年來，危險品道路運輸安全問題受到各國政府及人民群眾的高度關注，很多專家學者和科研機構對危險貨物道路運輸路網優化問題進行了廣泛深入研究。Karkazis等人以風險和費用作為優化目標，建立多目標路徑優化模型，用分支定界法進行驗證求解。Jassbi等以運輸距離、風險、事故率、風險暴露人數為目標，構建多目標優化模型，并采用遺傳算法進行了求解。Fahad A1Rukaibi等在運用GIS基礎上，引入擴散模型和碰撞模型，在不同的事故情景下分析事故的影響區域和嚴重程度，通過貨物路由算法（DGRA）確定最佳安全路線。查偉雄等建立危險貨物道路運輸阻抗函數，并根據阻抗函數，建立了路徑優化雙層規劃模型，用模擬退火算法對模型進行了求解H。宋偉程等考慮時間和季節情況影響，建立了點危險源評價模型，在估算毒害區域面積和事故損失的基礎上，用傳統模型結合最大最小模型進行求解。代存杰等根據路段在路網內的地理位置，設置總風險閾值和最小相異度約束，建立了多目標優化模型，并用遺傳算法進行求解。

本文從危險品道路運輸的多重屬性出發，對道路運輸網上各要素進行分析，并進行量化處理，建立危險品道路運輸多目標函數，借助Matlab軟件用Dijkstra算法和集成目標函數最優折衷路徑的擴展標號法對危險品運輸多目標優化模型進行求解。

1問題描述與分析

Stepl先求出和始發節點V1相連接的弧的運輸成本、運輸風險、運輸時間的最小值。由以上數據可得到：與V1連接的最小值是0.220、0.136、0.145。

Step2用Dijkstm算法分別求得運輸成本、運輸風險、運輸時間三個目標的最短路徑，分別是①-③-⑥-⑧、①-③-⑥-⑤-⑧、①-②-⑤-⑧。

Step3計算上述每條運輸目標最短路徑的另外兩個目標值，形成的三維矩陣如表2所示：

5結論

（1）本文從運輸成本、運輸風險值、運輸時間三個運輸目標角度對危險品道路運輸路徑進行優化分析，建立了確定環境下的道路運輸多目標決策模型，使用模糊折衷規劃算法進行求解，并應用實例來驗證了模型的有效性和可操作性。

（2）本文采用擴展標號算法求解時不需要產生所有的Pareto最優解，只需找到一條決策者期望的Pareto最優折衷解，大大減少了工作量。

（3）本文在構建多目標決策模型時，未考慮時間不確定、風險不確定等不確定因素影響，關于不確定環境因素下危險品道路運輸路徑決策體系和路徑優化方法有待進一步研究。