危险品运输网络优化与路段分类管理研究

摘要

随着我国化工行业的迅猛发展，城市危险品运输日趋频繁。由于危险品特殊的物理特性，一旦发生事故，后果严重，危险品运输给道路沿线的人口以及环境带来了很大的威胁。规范危险品运输通道，优化运输网络并提出相应的路段管理方案，不但能够减小危险品运输事故发生的可能性，还能降低事故后果严重度，对城市危险品运输的安全保障有着较为深远的意义。
　　首先进行危险品运输路径优化选择。从可实施性以及可量化角度，选取规划道路的性质以及道路沿线的用地性质为指标来评定路段风险，同时将路段的应急能力作为校正因子，改进风险模型；以BPR路段阻抗函数来计算运输成本。分别以运输风险、运输成本为目标建立路径优化模型，提出Floyd与A*相结合的算法求解k短路径，并通过matlab编程实现。在此基础上提出了路段评分法对两个目标下的k短路径进行比选，选取双目标下的优化路径。
　　引用双层优化模型对危险品运输网络进行优化，上层优化模型为危险品运输网络风险最小模型，其中考虑需求预测的波动性，将鲁棒优化思想引用到模型中来，建立了基于鲁棒优化的危险品运输网络风险最小优化模型；下层模型为企业运输路线随机选择SUE模型。在优化求解过程中，利用Lingo软件求解上层线性规划问题，确立初步最优网络，利用Transcad软件求解下层SUE模型，并以下层求解结果的总成本值作为约束加入到上层优化模型中，重复求解过程直至求得一个优化的运输网络。
　　根据路段的风险值以及危险品运输量的不同，提出基于模糊聚类与总误差最小分类相结合的路段分类方法，提出了相应的路段管理策略，其中包括路段禁行管理、路段分级管理以及路段应急疏散管理策略。

目录

危险品运输网络优化与路段分类管理研究

RESEARCH ON TRANSPORT NETWORK OPTIMIZITION OF DANGEROUS GOODS AND CLASSIFIED MANAGEMENT OF SECTIONS

摘 要

Abstract

目 录

第一章 绪 论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外研究现状总结

1.3 主要研究内容

1.3.1 危险品运输路径优化选择

1.3.2 危险品运输网络优化

1.3.3 危险品运输路段管理

1.4 研究流程图

第二章 危险品运输路径优化选择

2.1 危险品运输路径优化指标体系

2.2 危险品运输路径优化指标量化

2.2.1 运输风险指标量化

2.2.2 运输成本指标量化

2.2.3 指标时变特性

2.3 危险品运输路径优化模型及求解

2.3.1 路径优化模型

2.3.2 K短路径求解

2.4 危险品运输路径双目标条件下优化选取

2.4.1 路段评分法

2.4.2 灰色关联度投影法

2.5 本章小结

第三章 危险品运输网络双层优化模型

3.1 危险品运输网络优化设计

3.2 危险品运输网络风险最小模型

3.2.1 需求预测不确定性问题

3.2.2 鲁棒线性优化模型及相关推导

3.2.3 基于鲁棒优化的网络风险最小模型

3.3 企业路径选择SUE模型

3.4 危险品运输网络优化求解过程

3.5 本章小结

第四章 危险品运输路段管理

4.1 路段聚类分析及指标分级

4.1.1 模糊聚类方法

4.1.2 指标分级方法

4.2 风险路段管理方法

4.2.1 路段禁行管理

4.2.2 路段分级管理

4.2.3 路段应急疏散管理

4.3 本章小结

第五章 案例分析

5.1 案例概况

5.2 危险品运输路径优化

5.2.1 指标量化

5.2.2 k短路径求解

5.2.3 双目标条件下的k短路径优化选取

5.3 危险品运输网络优化

5.3.1 鲁棒优化求解

5.3.2 用户路线选择随机分配求解

5.3.3 优化运输网络选取

5.4 危险品运输路段聚类

5.5 本章小结

结 论

参考文献

附录1：路段沿线用地性质表

附录2：matlab求解k短路径源程序

附录3：Lingo基于鲁棒优化的最优网络求解结果

附录4：matlab路段模糊聚类源程序

攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢