基于经济手段的道路危险品运输网络优化研究

摘要

现代社会中，危险货物制品与危险货物原料是工农业生产的重要物质需求，它们对国民经济的发展起着至关紧要的促进作用。在危险品生产应用过程中，道路运输保障是一个非常关键的环节。运输过程中一旦发生相关事故，后果不堪设想，国内外众多危险品运输事故案例也带来了深刻的教训。如何科学优化道路危险品运输网络，合理有效控制危险品运输过程中的风险，具有非常直观的理论价值和实践意义。本文根据道路危险品运输网络中的状态平衡及变化规律，分析政府的经济手段决策对网络特性指标和车辆行为的影响，主要完成工作如下:　　(1)针对基于收费的危险品运输网络设计问题，以网络总风险和车辆总时间成本最小为优化目标，考虑了网络中路段上的车辆拥挤效应，以及危险品对于社会车辆的风险，建立优化模型进行研究。政府的决策方式为对部分路段上的危险品车辆进行收费，而网络中所有车辆自由选择路径，由此建立基于收费的网络设计双层规划模型。根据该模型的特点设计了相应算法，并对算例进行了求解分析。　　(2)针对基于补贴的危险品运输网络设计问题，考虑网络中只有危险品车辆存在的情况下，政府与危险品运输商之间进行成本博弈，建立优化模型进行研究。政府既要使网络中总风险和总补贴成本最小，也要考虑路段上风险和补贴成本上限均衡的目标，通过对危险品车辆进行路段补贴影响运输商安排车辆路径。构建双层规划模型来描述问题，并设计了对应的启发式算法，最后通过两个算例对模型和算法进行验证分析并得出相应结论。　　(3)针对考虑补贴的危险品运输网络应急中心选址问题，将应急中心选址问题与危险品车辆路径选择问题结合，建立优化模型进行研究。网络中车辆类型为危险品车辆，政府管理部门的优化目标包括网络暴露人口风险、车辆总时间成本和应急中心覆盖量，其决策包括两方面:一是科学安排应急中心选址，二是通过补贴合理影响危险品运输商的车辆路径选择。危险品运输商具有自主选择路径的权利，依据通行成本选择危险品车辆路径。建立相应的双层规划模型来描述问题，并对算例进行了求解分析。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 道路危险品运输路径优化研究

1．2．2 道路危险品运输网络设计研究

1．3 研究内容与论文结构

1．4 研究技术路线

1．5 本章小结

2 基于收费的危险品运输网络设计问题

2．1 危险品运输网络优化的主要影响因素

2．1．1 风险机理与定义

2．1．2 广义成本概念

2．1．3 经济手段管控特点

2．2 基于收费的危险品运输网络设计模型

2．2．1 模型的约束特点

2．2．2 符号说明

2．2．3 模型的建立

2．3 模型求解算法

2．4 算例分析

2．4．1 算例

2．4．2 结果分析

2．5 本章小结

3 基于补贴的危险品运输网络设计问题

3．1 基于补贴的危险品运输网络设计模型

3．1．1 模型的约束特点

3．1．2 符号说明

3．1．3 模型的建立

3．2 模型求解算法

3．2．1 算法思想

3．2．2 算法步骤

3．3 算例Ⅰ

3．3．1 算例Ⅰ

3．3．2 算例Ⅰ求解过程与结果

3．3．3 算例Ⅰ结果分析

3．4 算例Ⅱ

3．4．1 算例Ⅱ

3．4．2 算例Ⅱ结果分析

3．5 本章小结

4 考虑补贴的危险品运输网络应急中心选址问题

4．1 路段覆盖率和问题假设

4．1．1 路段覆盖率

4．1．2 问题假设

4．2 考虑补贴的危险品运输网络应急中心选址模型

4．2．1 模型的约束特点

4．2．2 符号说明

4．2．3 未覆盖风险的定义

4．2．4 模型的建立

4．3 算例分析

4．3．1 模型求解算法

4．3．2 算例

4．3．3 结果分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 主要研究成果

5．2 下一步展望

参考文献

作者简历及攻读硕士期间取得的研究成果

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