同时取送货的车辆路径问题中的低碳研究

论文摘要

温室气体尤其是二氧化碳气体的减排问题已经成为世人广泛关注的热点问题。公路货物运输作为我国各种运输方式中货物周转量第二的货物运输方式，已成为我国二氧化碳排放量的重点领域。如何计算公路货物运输服务中的二氧化碳排放量以及在车辆路径规划问题中考虑二氧化碳减排因素对我国公路运输中降低二氧化碳的排放量具有重要意义。同时取送货的车辆路径问题（VRPSPD）是公路货物运输中一种常见的问题类型，并随着环保意识的逐年加强越来越普遍。本论文在给出公路运输服务中二氧化碳排放量的计算方法体系后，针对同时取送货的车辆路径问题进行低碳研究。公路运输服务中二氧化碳排放量的计算，首先必须根据运输服务的种类选取正确的计算单位，然后根据不同具体的要求确定计算的边界、边界内具体的特征过程与非特征过程。之后，根据具体的精度要求和成本限制，需要针对每个过程进行数据采集和处理。最后选取合理的计算方法和分配方法计算每个具体过程的二氧化碳排放量，进而得到整个货物运输服务的二氧化碳排放量。在对公路运输服务中二氧化碳排放量计算方法的研究基础上，本论文采用二脚标有方向的货物流模型对考虑二氧化碳减排因素的同时取送货的车辆路径问题进行建模。该模型主要考虑到车辆装载量和行驶距离对燃油消耗量和二氧化碳排放量的影响。通过参数的设定，该模型可以分别以最短行驶路径、最小二氧化碳排放量、最低总成本为目标函数。其中，总成本包括与车辆行驶距离有关的成本、燃油消耗成本、二氧化碳排放量的环境成本和发车成本。通过案例的分析，本论文得出最小碳排放目标或最低总成本目标下，模型给出的路径规划结果均比最短路径目标下的规划结果更低碳更节省总成本，而且两种目标下的总运输距离相对最短路径目标下的总运输距离并无显著的增长。而且，当车辆空载时耗油量变小或节点距离较大或距离变化范围较小的情况下，最小二氧化碳排放目标下模型的节能减排优势更加显著。文章最后给出了低碳路径规划的几点建议，可以帮助车辆调度员在没有软件支持下设计二氧化碳排放量和总成本均较低的车辆路线。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 温室气体减排问题的现状
• 1.1.2 物流运输业中减排问题的具体情况
• 1.2 研究目标
• 1.3 研究方法及论文结构安排
• 第2章 文献综述
• 2.1 同时取送货的车辆路径问题的定义与特征
• 2.2 同时取送货的车辆路径问题回顾
• 2.2.1 数学建模回顾
• 2.2.2 算法小结
• 2.3 考虑二氧化碳减排因素的车辆路径问题
• 2.4 距离计算
• 2.5 汽车折旧成本
• 第3章 公路运输中二氧化碳排放量的计算方法研究
• 3.1 计算单位的选取
• 3.2 服务边界的确定
• 3.3 分配方法的确定
• 3.4 数据收集
• 3.5 计算方法的确定
• 3.6 计算并形成报告
• 第4章 考虑减排因素的同时取送货的车辆路径问题的数学建模
• 4.1 问题描述及假设
• 4.2 数学模型
• 4.3 求解方法
• 第5章 案例分析
• 5.1 距离矩阵的生产
• 5.2 参数的设置
• 5.3 Xpress模型的改进
• 5.3.1 提高模型求解的精度
• 5.3.2 加快模型的求解
• 5.4 结果及分析
• 5.4.1 计算结果
• 5.4.2 案例特征值的分析
• 5.4.3 影响因素分析
• 5.4.4 低碳路径规划的几点建议
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果