计重收费策略下的复杂车辆路径问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    71201065
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    秦虎
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    G0102.运筹与管理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Toll-by-weight is a unique scheme for collecting tolls on Chinese expressways, whereby expressway tolls are collected based on the weight and traveling distance of the vehicle. Most vehicle routing models assume that the cost of traversing each edge is equivalent to the edge length or is proportional to some constant; as a result,such models cannot be practically applied to the Chinese expressway transportation system. The toll-by-weight scheme is not adopted by other contries and has been implemented in China only for a short time period, thus the vechile routing problems involving the toll-by-weight scheme received little attention.This project studies how to optimally design the routes of vehicles under the toll-by-weight scheme, focusing on two typical and practical but complex problems: (1) The vehicle routing problem with toll-by-weight, split delivery and time windows; and (2) The three-dimensional loading vehicle routing problem with toll-by-weight scheme. Based on the characteristics of the problems and the toll-by-weight schemes, we will design advanced exact algorithms, novel heuristics, meta-heuristics and hybrid meta-heuristics to solve the problems. This project will promote the study of various vehicle routing problems under the toll-by-weight scheme and provide operable and effective solution procedures for Chinese expressway transportation service providers.
计重收费是我国独有的高速公路收费政策，即车辆的通行费与车重和行驶距离相关。文献中大多数车辆路径模型都假设车辆成本仅与行驶距离相关，而不考虑车重的因素，因此这些模型无法用来优化我国高速公路系统中车辆的路径。计重收费政策尚未被其他国家采用，并且此政策在我国实施的时间不长，因此计重收费相关的车辆路径问题受到的关注非常少。本项目研究在计重收费策略下如何优化车辆的路径，重点研究两个有代表性的、贴近实际的、并且非常复杂的车辆路径问题:(1)计重收费策略、带时间窗和允许货物拆分下的车辆路径问题；和(2)计重收费策略和三维装箱下的车辆路径问题。这两个问题都是新问题，我们将先对问题和计重收费函数的特点进行分析，然后设计精确算法，新颖的启发式算法，超启发式算法和混合启发式算法等方法对其进行求解。本项目有利于将计重收费策略下的车辆路径问题推向国际学术前沿，同时可以为我国的运输企业提供切实可行的、有效的解决方案。

结项摘要

现存文献中绝大多数车辆路径问题都是以最小化所有车辆的行驶距离作为目标函数。但是在实际操作中，运输成本同时与车辆的行驶距离和车重这两个因素密切相关。简单来说，某辆车行驶单位距离的成本是其重量的一个单调递增函数。考虑计重收费的车辆路径问题在我国高速公路运输中有着广泛的应用，因为目前我国有超过27个省市自治区采用了计重收费模式。此外，当油耗或者碳排放带来的成本是运输商需要考虑的重要因素时，计重收费车辆路径问题模型也同样适用，因为单位距离的油耗或碳排放量也是车重的一个单调递增函数。本项目主要研究了几类考虑车重的车辆路径问题及其它几类车辆路径问题，结合数学规划、计算机智能算法等相关技术手段，通过采用数学模型、计算实验、模型校正和结果分析等相结合的方法，提出了不同应用环境下的车辆路径规划解决方案。本项目的研究成果可以给我国运输业者，快递公司，第三方物流公司等相关企业提供有价值的参考和借鉴，从而帮助相关企业降低运输成本，提高竞争力。在项目实施过程中，发表（含接收）SCI/SSCI检索论文12篇，其中2篇被交通优化类顶级期刊《Transportation Science》接收，5篇发表在国际著名期刊《European Journal of Operational Research》上，1篇发表在交通类著名期刊《Transportation Research Part E》上；赴香港城市大学进行学术交流6个月；参加了6次国内学术会议；培养管理科学与工程方向的博士研究生2名，硕士研究生7名；项目主持人获得省内人才称号一项。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
A memetic algorithm for the capacitated m-ring-star problem
具有能力的 m 环星问题的模因算法
  • DOI：
    10.1007/s10489-013-0460-6
  • 发表时间：
    2014-03
  • 期刊：
    Applied Intelligence
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Zhang, Zizhen;Qin, Hu;Lim, Andrew
  • 通讯作者：
    Lim, Andrew
Adaptive large neighborhood search heuristics for the vehicle routing problem with stochastic demands and weight-related cost
具有随机需求和重量相关成本的车辆路径问题的自适应大邻域搜索启发式
  • DOI：
    10.1016/j.tre.2015.11.004
  • 发表时间：
    2016-01-01
  • 期刊：
    TRANSPORTATION RESEARCH PART E-LOGISTICS AND TRANSPORTATION REVIEW
  • 影响因子：
    10.6
  • 作者：
    Luo, Zhixing;Qin, Hu;Lim, Andrew
  • 通讯作者：
    Lim, Andrew
A memetic algorithm for the multiperiod vehicle routing problem with profit
多周期有利润车辆路径问题的模因算法
  • DOI：
    10.1016/j.ejor.2012.11.059
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    European Journal of Operational Research
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Che, Oscar;Cheang, Brenda;Lim, Andrew;Qin, Hu
  • 通讯作者：
    Qin, Hu
A cluster-based scheduling model using SPT and SA for dynamic hybrid flow shop problems
使用SPT和SA的基于集群的调度模型解决动态混合流水车间问题
  • DOI：
    10.1007/s00170-012-4645-7
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Wang Kai;Choi Shiu Hong;Qin Hu;Huang Yun
  • 通讯作者：
    Huang Yun
A study of perturbation operators for the pickup and delivery traveling salesman problem with LIFO or FIFO loading
后进先出或先进先出加载的提货旅行商问题的扰动算子研究
  • DOI：
    10.1007/s10732-015-9293-2
  • 发表时间：
    2015-10
  • 期刊：
    Journal of Heuristics
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Wei Lijun;Qin Hu;Zhu Wenbin;Wan Long
  • 通讯作者：
    Wan Long

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其他文献

爆炸波在松散介质中传播及破坏的
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    秦虎
木材的动态力学性能及破坏机制研
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  • 期刊：
    固体力学学报
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  • 作者：
    窦金龙;汪旭光;秦虎
  • 通讯作者：
    秦虎
采动过程中瓦斯抽采流量与煤层支承应力的相关性
  • DOI：
    10.13225/j.cnki.jccs.2014.3003
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    2015
  • 期刊：
    煤炭学报
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  • 通讯作者：
    李文璞
重型颅脑损伤后静脉血栓栓塞症的研究进展
  • DOI：
    10.13798/j.issn.1009-153x.2018.08.021
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国临床神经外科杂志
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  • 作者：
    高勇;秦虎;范国锋;汪永新
  • 通讯作者：
    汪永新
爆炸波膨化法对木质纤维材料形态
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    纤维素科学与技术，16(1)：54(57，2008.3
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    秦虎;汪旭光;熊代余
  • 通讯作者：
    熊代余

其他文献

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秦虎的其他基金

快递公司干线运输中的优化问题研究
  • 批准号：
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    2019
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  • 项目类别：
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考虑同步的车辆路径优化问题研究
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    71571077
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  • 项目类别：
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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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