供电应急物资多目标配送调度优化模型研究

摘要

电力已成为人们生活和生产中不可或缺的能源，供电的突然中断会给社会带来巨大的影响。电网企业在面对特大自然灾害和突发事件时，如何保障供电应急物资的及时供应，在最短的时间内修复供电线路的畅通，恢复灾区供电系统的正常运行，对于灾区的救灾救援工作具有重要的意义。为了能够最小化电网故障给社会带来的负面影响，需要优化供电应急物资配送过程，在最短时间内以较低成本最大效率的供给供电物资。供电应急物资的配送要求在最短的时间内最大可能性的覆盖全部应急需求点，同时，不能够忽略应急物资配送成本问题。这就要求在应急物资配送时，需要综合考虑各应急需求点满足的概率、运输时间和配送成本问题，也就使得自然灾害下应急物资配送除了考虑常规环境下物资配送成本问题外，还需要综合考虑应急物资配送的满足概率和配送时间等问题。本文对供电应急物资运输问题展开了深入的研究，通过分析供电应急物资运输过程，构建供电应急物资运输模型，找出供电应急物资配送的影响因素，分析供电应急物资配送的形成机制，并综合考虑供电应急物资配送的不同目标约束，构建供电应急物资多目标配送优化模型及求解算法。通过应用供电应急物资配送多目标优化模型，为供电应急物资的配送提供决策工具，以使得供电应急物资能够更快、更准的运达应急需求点。基于上述分析，本文开展了供电应急物资多目标配送调度优化，主要研究内容包括以下几个方面:
　　(1)归纳了国内外物资配送调度研究现状，梳理了供电物资配送调度的相关理论，把握了供电物资配送的主要内涵和理论依据，总结了供电应急物资多目标优化方法及物资调度优化理论，为建立供电应急物资配送调度模型奠定了坚实的理论基础。
　　(2)提出了供电物资配送优先级模型及最短路径分析模型。首先，建立了供电应急物资配送优先级模型，基于电网拓扑结构分析结果，引入介数基本概念，定义了电气介数指标，构建了物资配送优先级测算模型。然后，介绍了最短路的定义，基于Dijkstra经典精确式算法，引入三点估计法建立了供电物资配送最短路径数学模型，为供电应急物资多目标调度模型建立提供了基本前提。
　　(3)建立了供电应急物资多目标配送调度优化模型。介绍了供电应急物资调度的基本问题和前提假设，为了平衡供电物资配送时间、成本和满足概率，选择供电物资配送总成本最小、配送时间最短、满足概率最大作为优化目标，并综合考虑了供电应急物资配送面临的中转点物资流进流出平衡约束、中转点数量约束、物资配送数量与物资配送车辆载重约束、物资供给约束和物资流约束等，建立了供电应急物资多目标配送调度模型。
　　(4)构建了供电应急物资配送模型求解算法。为求解供电应急物资配送多目标优化模型，引入云进化算法改进传统粒子群算法，构建了基于云进化的粒子群算法。然后，为了求解多目标优化模型，确定目标函数权重系数，以单目标优化结果建立目标函数的投入产出表，应用熵权法确定目标函数的权重系数，加权形成模型综合优化目标函数。最后，为了确定供电应急物资配送调度最优解，引入模糊满意度理论，建立供电应急物资配送调度最优解决策方法。
　　(5)以我国某地区实际供电物资应急案例进行实证分析，验证了所提模型的有效性和适用性。首先，介绍了该供电物资应急案例的样本情况。然后，分别对多目标配送调度优化模型、配送优先级模型和最短路径配送模型进行了实证分析。结果表明，所提多目标优化模型和求解算法能够确定物资配送优先级因子和最短路径的期望时间，物资配送调度模型能够确定最优物资配送方案，为实际应用提供决策依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 应急物流采购研究现状

1．2．2 供电应急物资存储研究现状

1．2．3 供电应急物资运输研究现状

1．2．4 供电应急物资调度研究现状

1．3 论文主要研究内容及创新点

1．3．1 主要研究内容与框架

1．3．2 主要研究创新点

第二章 预备知识与理论分析框架

2．1 供电应急物资的内涵与理论分析

2．1．1 供电应急物资定义与分类

2．1．2 供电应急物资管理内容

2．1．3 供电应急物资调度

2．2 多目标优化方法

2．2．1 多目标内涵

2．2．2 数学原理

2．2．3 多目标的选择

2．3 物资调度优化理论

2．3．1 调度优化的含义

2．3．2 调度优化的内容

2．3．3 调度优化的方法

2．4 本章小结

第三章 供电应急物资配送优先级及最短路径分析

3．1 供电应急物资配送优先级模型

3．1．1 拓扑结构分析

3．1．2 配送线路介数分析

3．1．3 配送优先级测算模型

3．2 供电应急物资调度最短路径模型

3．2．1 最短路的定义

3．2．2 经典精确式算法

3．2．3 最短路径数学模型

3．3 本章小结

第四章 供电应急物资多目标配送调度优化模型

4．1 多目标配送调度优化模型

4．1．1 前提假设

4．1．2 目标函数

4．1．3 约束条件

4．2 求解算法

4．2．1 云进化粒子群算法

4．2．2 目标函数赋权方法

4．2．3 最优决策

4．3 本章小结

第五章 实证分析

5．1 样本说明

5．2 对多目标配送调度优化的实证分析

5．2．1 多目标分析

5．2．2 多目标配送调度优化

5．3 对配送优先级的实证分析

5．3．1 关于线路应急优先级

5．3．2 关于节点应急优先级

5．4 对最短配送路径的实证分析

5．4．1 样本的主干交通拓扑图

5．4．2 最短配送路径实算与结果分析

5．5 本章小结

第六章 研究成果和结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

作者简介

致谢