基于可靠性的快运产品设计问题研究

摘要

随着我国产业结构的升级和社会经济的繁荣,快捷货物运输需求的增长势头明显,多样化的客户需求对于运输服务品质的要求也不断提高。可靠性作为衡量服务品质的重要依据,体现了快运产品的核心价值,成为决定企业生存和进一步发展的关键,这对快运企业产品设计工作提出了新的要求。而构建完整的产品设计理论框架、研究具有一定可靠性品质保证的快运产品设计方法对于这些企业提升其服务品质、优化资源配置、增强市场竞争能力具有重要的意义。
　　 论文围绕着保证一定可靠性品质的快运产品设计这一新问题,从服务网络设计的角度进行了研究,在回顾现有交通运输产品设计、可靠性评价的研究现状基础上,着重完成以下几方面工作:
　　 1.从服务网络设计的视角,构建快运产品设计问题的理论框架。分析这类产品设计问题的共性特征,将快运产品设计的核心内容归结为以实现运输资源、需求和服务三要素在时空网络中综合优化为目标的服务网络构建、“服务链”设计和货物流的分配三个方面。在此基础上,进一步研究了快运产品设计理论框架中各层面的内容,提出基于服务网络设计思想的形式化模型,作为解决产品设计核心内容的理论模型。
　　 2.研究多种运输方式下静态和动态服务网络的构建方法。分析不同类型服务间的接续,建立快运产品时空效用与服务网络时空属性之间的联系,并利用服务网络“服务链”描述货物实际的输送过程,采用基于计算机网络的服务质量评价理论与方法解决服务网络的可靠性评价指标选择和评价问题,并重点从服务网络能力和时间可靠性的角度对快运产品的时间和空间效用进行可靠性品质度量。
　　 3.重点研究了需求变化导致的快运产品可靠性降低问题。通过标定静态服务网络的能力水平,给出服务网络能力可靠性的计算方法。考虑到静态服务网络刻画了多种运输方式在服务网络中的空间分布情况,提出了针对一般静态服务网络拓扑结构和特殊“Hub-Spoke”网络结构的能力标定方法,并利用描述需求变化的随机变量建立了刻画实际供给能力可靠性水平的评价指标,从OD间和服务网络整体两个层面分析了供给能力的冗余状况,给出快运产品空间效用的可靠性度量方法。
　　 4.研究了服务网络的时间可靠性评价问题。考虑到动态服务网络模型描述了多种方式运输服务相互间在时间和空间上的关联关系,利用该时空网络中的“服务链”刻画不同类型货物流的输送过程,建立服务链的时限兑现率和适应性两类指标,对货物流的输送时间进行可靠性度量,并同样从OD间和网络整体两个层面对服务网络的时间可靠性水平进行度量。
　　 5.根据产品设计框架中基于服务网络设计思想的形式化模型,研究了包含能力可靠性和时间可靠性约束的产品设计问题。针对该模型中决策变量、关系函数和约束条件相互间的关联特征,提出了“分层次、分段组合式”求解算法,为这类问题的求解提供了一种方法。并以中铁快运实际的运营数据为例,对产品的可靠性品质进行度量,并在此基础上对现有方案进行优化比选,验证了模型和算法的有效性,为解决快运企业包含一定品质保证的产品设计问题理论依据。