基于混合蚁群算法的异质车队低碳研究 - 低碳世界杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表

一、稿件要求： 1、稿件内容应该是与某一计算机类具体产品紧密相关的新闻评论、购买体验、性能详析等文章。要求稿件论点中立，论述详实，能够对读者的购买起到指导作用。文章体裁不限，字数不限。 2、稿件建议采用纯文本格式(*.txt)。如果是文本文件，请注明插图位置。插图应清晰可辨，可保存为*.jpg、*.gif格式。如使用word等编辑的文本，建议不要将图片直接嵌在word文件中，而将插图另存，并注明插图位置。 3、如果用电子邮件投稿，最好压缩后发送。 4、请使用中文的标点符号。例如句号为。而不是.。 5、来稿请注明作者署名(真实姓名、笔名)、详细地址、邮编、联系电话、E-mail地址等，以便联系。 6、我们保留对稿件的增删权。 7、我们对有一稿多投、剽窃或抄袭行为者，将保留追究由此引起的法律、经济责任的权利。二、投稿方式： 1、请使用电子邮件方式投递稿件。 2、编译的稿件，请注明出处并附带原文。 3、请按稿件内容投递到相关编辑信箱三、稿件著作权： 1、投稿人保证其向我方所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、投稿人保证向我方所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、投稿人向我方所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。若投稿人有违反该款约定的行为，则我方有权不向投稿人支付报酬。但我方在收到投稿人所投作品10日内未作出采用通知的除外。 5、投稿人授予我方享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、投稿人委托我方声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。

基于混合蚁群算法的异质车队低碳研究

作者:

关键词:

摘要：

1 引言

随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的提升，机动车保有量也逐年攀升，随之而来的汽车尾气污染问题也日益突出。目前，机动车尾气污染成为雾霾形成的重要原因之一已形成共识[1]。社会需求促进了物流业的快速发展，载货汽车总吨位也在不断增加。与小型汽车相比，由于载货汽车吨位大、使用率高、行驶时间和距离长，所以，污染物的排放量也远大于其他小型车辆。如何优化载货汽车的配送调度方案，在对生产运输扰动最小的条件下，减少碳排放量，对大气污染治理具有十分重要的意义[2-3]。

为更加符合车辆运输的实际情况，本文从加入碳排放约束的车辆路径优化、异质车队和多路径选择（柔性路径）三个方面对减少大气污染的车辆路径优化模型进行分析研究。

首先是加入碳排放约束的车辆路径问题。在车辆路径问题（Vehicle Routing Problem，VRP）模型中加入碳排放约束，不仅符合国家节能减排政策，也可以降低车辆油耗，节约成本。Demir等[4]对减少车辆碳排放量的绿色运输路径优化研究进行了综述，指出货运车辆排放了大量污染物，考虑低碳的VRP可以显著降低车辆的温室气体排放，并指出车辆速度对单位碳排放量的影响比重远大于行驶距离和旅行时间。Hooshmand和Mirhassani[5]建立了时变网络下的车辆碳排放模型，并将加油决策纳入路线规划，结果表明，模型优化方案能够有效减少碳排放量。Wang等[6]建立了两级协同多中心车辆路径问题模型，提出了一种同时降低总运行成本和减少二氧化碳排放的三相方法。Kancharla和Ramadurai[7]建立了考虑负载、速度和加速度的燃油消耗模型。使用行驶循环速度替代平均速度，结果表明可节省8%～12%的燃油，从而减少碳排放量。Roberto等[8]建立了一个减少碳排放量的绿色VRP模型，加入了车辆速度、坡度等变量，在不产生额外运营成本的情况下实现了碳减排。

其次，一个载货车队通常由多种不同类型的车辆构成，不同类型的车辆在运载能力、油耗成本等方面存在较大差异，一般称之为异质车队。异质车队的VRP也是近年来研究热点，与同质车队相比，异质车队相关的VRP优化方案能够明显减少旅行成本和燃油消耗量，并减少温室气体的排放[9-12]。Susilawati等[13]以总行程成本和运营成本为目标，建立了包含服务等级的异质车队车辆路径规划模型，优化计算结果表明异质车队能够有效减少燃料成本，减少空气污染。葛显龙等[14]建立了考虑碳排放因素的多车型车辆路径模型。数值试验结果表明车速、车型和碳排放量约束对配送成本不可忽略。

第三个方面是柔性路径。在VRP优化过程中，当两个节点之间有多个路径可供选择时（柔性路径），也可以有效减少燃料消耗和CO2排放，目前，这方面研究较少，Tadei等[15]较早提出了多路径旅行推销员模型，模型中每对节点之间有多个随机旅行成本的路径连结，通过建立模型仿真计算得到运输效率提高，总旅行成本降低的优化方案；Huang等[16]提出了具有多路径的柔性（TDVRP-PF）的时间相关车辆路径问题模型，以成本和旅行时间为优化目标进行求解，结果表明该模型可以显著降低燃油消耗量，减少大气污染。

低碳VRP对满足企业节能减排的需求和降低油耗成本具有十分重要意义，异质车队的建立与柔性路径的选择是实现低碳VRP的重要途径。在实际运输过程中，异质车队与柔性路径是普遍存在的，异质车队中不同载重车辆单位行驶里程的碳排放量不同，柔性路径下车辆可以选择不同长度与速度的路径到达客户节点，从而产生不同的碳排放量。因此，异质车队与柔性路径可以对VRP优化过程中的碳排放量产生直接影响，并且在低碳VRP优化过程中二者相互作用，单一方面优化显然难以得到全局最优解。由于需要深入分析异质车队、柔性路径与低碳VRP之间的相互作用关系，且集成优化模型的构建与求解均较为复杂，因此，目前尚未看到相关的文献，但是以上相关研究成果为进行此方面探索提供了可供借鉴的理论和方法。

本文在上述分析基础上，提出了异质柔性低碳VRP（Heterogeneous Flexible Low-carbon Vehicle Routing Problem，HFLVRP）模型，即多种不同车型、不同碳排放量的异质车队，进行多路径选择的VRP模型。并且在模型中考虑了以下约束：（1）到访不同客户时，车辆的载货重量随货物卸载而动态变化，从而影响碳排放量。（2）在模型中，有些节点之间有多条路径可供选择，由于各个道路的质量和畅通程度不同，所以每条路径上车辆的平均行驶速度不同。（3）根据单条路径不同路段的道路质量和畅通程度，划分多个路段，不同路段，车辆的平均行驶速度不同。