集成調度中心選址的危險品運輸路徑問題研究

史丹丹 姜輝 魏明

摘要：本文提出一類集成調度中心選址的危險品運輸路徑優化模型，以調度中心的建設費用和運輸成本最小為目標，從備選調度中心中選擇最佳位置，安排車輛從調度中心出發，訪問所有客戶點，并返回出發地點。最后，通過Cplex求解一個算例，驗證模型的有效性。

關鍵詞：危險品運輸;調度中心選址

近年以來，危險品運輸路徑問題引起了國內外學者的廣泛關注，一方面部分學者多維視角評價危險品路徑的好壞，另一方面部分學者根據需求分布和道路條件進行危險品路徑設計，現有研究較少涉及調度中心的位置對危險品運輸線路設計的影響。在現實中，不同調度中心的選址如何影響運輸成本，其布局規模和位置也受限于投入預算。因此，亟待揭示需求分布、調度中心選址和運輸路徑如何影響危險品運輸系統的規劃和管理。綜上所述，本文研究一類集成調度中心選址的危險品運輸路徑優化模型，根據客戶的需求分布，選擇最佳調度中心的位置和數量，確定若干條運輸路徑。最后，通過一個算例驗證該模型的有效性。

一、問題描述和數學模型

一家危險品運輸公司在某區域服務若干個客戶，根據每個客戶的危險品需求量，擬設計多條路線，安排每輛車從調度中心出發，在按順序訪問一定數量客戶后，返回出發點。顯然地，調度中心的不同位置對運輸成本有影響，綜合考慮其位置、建設費用，如何揭示調度中心的位置和線路設計之間耦合關系，設計最佳的危險品運輸系統。綜上所述，構建該問題的優化模型，具體如下：

式（1）表示追求極小化車輛運輸成本和調度中心的建設費用兩個目標。式（2）-（10）約束條件，其中：式（2）表示建設費用滿足預算關系;式（3）和（4）確保至少一個調度中心被選中以及每輛車的起點是調度中心;式（5）表示每個客戶被車輛訪問;式（6）和（7）表示車輛與客戶的網絡流關系;式（8）表示避免子回路約束;式（9）和（10）表示每輛車的最大載重和行駛里程約束。

二、算例分析

以某危險品運輸網絡為例，如圖1所示，涉及5個候選調度中心（D1-D5）和16個需求點（cl-C16），涉及調度中心的建設費用、客戶端的需求量已知，如何確定最佳調度中心，并計算若干條車輛的危險品運輸路徑，追求總費用最少。

研發基于Cplex的求解調度平臺，計算結果的車輛路線如表1所示，從中可知：（1）D2、D3和C4被選中，D1和D5未選中，總建設經費為7.8萬。（2）將全部客戶點分配給3輛車，路徑信息如表1所示，它們的里程分別為39km、30km、29km，總運營費用為548.8元。

三、結語

本文研究調度中心的選址對危險品運輸線路設計的影響，根據客戶的需求分布，考慮調度中心的建設成本、預算、建設數量以及路徑的長度、容量限制等現實約束，尋求它們之間最佳資源配置耦合關系，對危險品運輸系統科學規劃與管理具有重要的意義。