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复杂决策情境下轴辐式地下物流网络规划方法研究

批准号:
52102392
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
陈一村
学科分类:
交通规划与设计
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈一村

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
发展“地下物流系统(Underground Logistics System,ULS)”,是解决日益加剧的“大城市病”、充分利用地下空间构建综合立体货运网络的战略性举措。2021年党中央,国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》,明确提出发展地面与地下融合协同的多式联运网络。本项目基于大型复杂工程项目生命周期理念和全局建模优化思想,针对复杂决策情境下多级轴辐式地下物流网络规划方法展开前瞻性研究。1)解析影响ULS运营性能的特征参数;2)提出货运需求量和成本参数混合不确定条件下三级轴辐式城市ULS网络“工程选址—需求分配—路径生成”的鲁棒优化方法;3)构建资源受限下ULS网络开发时序和资源配置模型并提出混合优化—仿真方法。对于ULS网络的深入解析可有效促进城市物流、地下空间和工程管理等学科领域的知识融合,为立体化综合交通运输体系合理布局和无缝衔接提供支撑,从根本上突破城市物流发展瓶颈。
英文摘要
The development of Underground Logistics System (ULS) is a strategic measure to solve the growing problem of “urban disease” and make full use of underground space to build a comprehensive multidimensional freight network. In 2021, the CPC Central Committee and the State Council issued the Outline of the National Comprehensive Multidimensional Transport Network Plan, which clearly proposed the development of a multi-modal transport network that integrates ground and underground. Based on the concept of life cycle of large complex engineering project and the theory of global modeling optimization, the research carries out a prospective study on the planning method of multi-level hub-and-spoke ULS network under complex decision-making situation. First, the characteristic parameters that affect the operational performance of ULS are analyzed. Second, a robust optimization method of “project location, demand allocation and path generation” for three-stage hub-and-spoke urban ULS network under mixed uncertainty of freight demand and cost parameters is proposed. Third, the ULS network of development timing and resource allocation model with resource constrained is built, and then a hybrid optimization-simulation method is proposed. The in-depth analysis of ULS network can effectively promote the knowledge integration of urban logistics, underground space and engineering management, which provide support for the rational layout and seamless connection of three-dimensional comprehensive transportation system and fundamentally break the development bottleneck of urban logistics.
发展城市地下物流系统作为城市综合交通运输系统的重要补充,用于改善货运服务质量并减少货运的负外部性是世界范围内研究的热点与前沿。本文基于系统工程、复杂网络和城市规划理论,围绕“城市级”规模的多层级地下物流网络规划方法,展开以下三个方面的研究,建立了复杂决策情境下多级轴辐式地下物流网络规划方法。.(1)ULS运营性能特征参数解析方法研究.考虑地下通道及节点容量、协同货运网络多元运输费用、地下物流网络环境效益等网络特征参数,开展了城市地下物流货运需求预测分析,提出ULS运营性能特征参数定量计算方法,结合城市协同货运网络的运作机理,分析构建了具有节点应急恢复功能的网络级联失效模型,为制定高效的应急恢复策略提供科学依据。.(2)轴辐式ULS网络鲁棒优化方法研究.构建了随机鲁棒情境下的轴辐式城市地下物流网络选址—布局—路径多目标建模优化方法,考虑客户需求和地下物流建设、运输各类费用的不确定性,引入鲁棒控制系数,形成地下物流网络规划的随机鲁棒情景集,采用一种基于线段分割思想的概率分布曲线近似方法和多目标Pareto前沿近似方法降低计算复杂度,提出改进多目标粒子群算法进行寻优,为大规模地下物流网络在复杂城市货运背景下的最终成网布局决策提供了支撑。.(3)资源受限下ULS网络开发时序和资源配置模型研究.基于AnyLogic软件仿真平台,通过离散事件仿真和智能体建模,构建了城市地下物流网络多时段多目标优化决策模型,设计混合优化—仿真算法框架对地下物流网络开发的全过程进行动态模拟和分析,提出了资源受限下的地下物流网络资源优化配置策略。.本项目提出的复杂决策情境下多级轴辐式地下物流网络规划方法,未来可应用于新型城市地下物流系统规划建设、韧性城市规划建设和城市综合防灾规划,以及我军韧性战场规划建设等多个方面。
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