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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 航空快遞網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡(jiǎn)介：
- 本文立足國(guó)內(nèi)航空快遞公司剛起步階段的發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)，快遞公司現(xiàn)有的規(guī)劃方法和規(guī)劃手段相對(duì)比較原始，更多依靠規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方面的熟悉程度，而且每一次的規(guī)劃調(diào)整耗時(shí)較長(zhǎng)，難以適應(yīng)外部資源及需求變化，而做到規(guī)劃和評(píng)價(jià)快速響應(yīng)，整個(gè)工作缺乏一個(gè)有效的規(guī)劃工具和評(píng)價(jià)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)的航空網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及評(píng)價(jià)的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀。小組選題航空快遞網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，進(jìn)行立項(xiàng)研究。
- 詳細(xì)介紹：
- 國(guó)內(nèi)航空快遞公司剛起步階段，公司現(xiàn)有的規(guī)劃方法和規(guī)劃手段相對(duì)比較原始，更多依靠規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方面的熟悉程度，而且每一次的規(guī)劃調(diào)整耗時(shí)較長(zhǎng)，難以適應(yīng)外部資源及需求變化，而做到規(guī)劃和評(píng)價(jià)快速響應(yīng)，整個(gè)工作缺乏一個(gè)有效的規(guī)劃工具和評(píng)價(jià)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)的航空網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及評(píng)價(jià)。同時(shí)，現(xiàn)有的全貨機(jī)航線基本都是“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”以及“環(huán)型”飛行模式，航線覆蓋面小，部分航段裝載率過(guò)低，往返流向上貨量極不均衡，在現(xiàn)有的飛行模式下無(wú)法繼續(xù)投入全貨機(jī)資源，但單流向上的貨量大，不投入全貨機(jī)資源已經(jīng)無(wú)法滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。然而，中國(guó)航空運(yùn)輸市場(chǎng)將以每年7.6%的速度增長(zhǎng)，成為僅次于美國(guó)的第二大航空市場(chǎng)。面對(duì)如此光明的市場(chǎng)前景，國(guó)內(nèi)航空快遞公司卻難以捍衛(wèi)本國(guó)市場(chǎng)領(lǐng)土，甚至有被邊緣化的危險(xiǎn)。 從航空公司網(wǎng)絡(luò)角度還是目前我國(guó)快遞行業(yè)存在的問(wèn)題來(lái)看，其本質(zhì)都是一種系統(tǒng)性規(guī)劃的缺陷。如何使用合適的理論方法對(duì)某個(gè)航空企業(yè)甚至國(guó)家航線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定量?jī)?yōu)化以及效率改善，是一個(gè)值得研究的課題。因此本文旨在通過(guò)對(duì)航空快遞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行理論研究，從而找到提升航空網(wǎng)絡(luò)效率的有效方法。 同時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)此鮮有成果，項(xiàng)目小組深入分析后，選題航空快遞網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行立項(xiàng)研究。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本文思路：本文主要思路是將貨物與飛機(jī)在滿足航段容量約束并實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)需求的條件下以最小成本分配到網(wǎng)絡(luò)中。在此基礎(chǔ)上將所有航段流構(gòu)成可行的飛機(jī)閉環(huán)路徑，并求得以最小成本運(yùn)輸完所有貨物所需各機(jī)型數(shù)量。立足于國(guó)內(nèi)快遞公司現(xiàn)有規(guī)模，本文先假定航段無(wú)限制，求得結(jié)果后對(duì)此假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證是否合理。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 創(chuàng)造性地將飛機(jī)空載運(yùn)行成本與貨物流成本進(jìn)行分離，不僅保證了模型理論上的正確性，同時(shí)飛機(jī)空載運(yùn)行成本部分比較容易獲得，且數(shù)值大其相對(duì)誤差小。放棄了飛機(jī)裝載率參數(shù)，減少了對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的搜集與計(jì)算，從而降低了調(diào)研成本與難度，使其更貼近實(shí)際；同時(shí)通過(guò)編寫(xiě)C++程序調(diào)用Cplex軟件進(jìn)行模型求解極大地增加了其解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為航空快遞公司提供了基于利潤(rùn)最大化同時(shí)保證快遞時(shí)效的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及程序源代碼。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文將飛機(jī)空載運(yùn)行成本與貨物流成本進(jìn)行分離，放棄裝載率參數(shù)，減少了對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的搜集與計(jì)算，從而降低了調(diào)研成本與難度，使其更貼近實(shí)際；同時(shí)通過(guò)編寫(xiě)C++程序調(diào)用Cplex軟件進(jìn)行模型求解極大地增加了其解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為航空快遞公司提供了基于利潤(rùn)最大化同時(shí)保證快遞時(shí)效的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及程序源代碼，順應(yīng)航空快遞市場(chǎng)發(fā)展要求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為國(guó)內(nèi)剛起步的航空快遞公司發(fā)展增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 快遞服務(wù)要求在一個(gè)時(shí)間限制內(nèi)將貨物從起點(diǎn)運(yùn)送到目的地，由于對(duì)時(shí)間的嚴(yán)格要求，長(zhǎng)距離運(yùn)輸一般由飛機(jī)完成。本文在航空快遞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，將快遞流量及各機(jī)型以最小成本分配到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)用Concert Technology C++程序調(diào)用ILOG Cplex Optimizer API對(duì)模型進(jìn)行求解得到各航段的快遞流量及各機(jī)型的使用次數(shù)，并將得到的網(wǎng)絡(luò)流構(gòu)造成可行的閉環(huán)路線，得出最優(yōu)航空快遞網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，對(duì)剛性散航與柔性散航的處理進(jìn)行深入分析與討論，形成最終方案。過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)算例詳細(xì)說(shuō)明了本文方法的使用。 關(guān)鍵詞：航空快遞 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 多貨物流 散航
獲獎(jiǎng)情況
- 作品尚未發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 尚未進(jìn)行鑒定
參考文獻(xiàn)
- [2]Armacost A P，Aarnhart C，Ware K A，et al.USP optimizes its air network[J]，2004，34(1)：15-25. [8]Kim D，Barnhart C，Ware K，et al.Multimodal express package delivery：A service network design application[J].Transportation Science，1999，33(4)：391-407. [12]C.Barnhart，N.L.Boland，L.W.Clarke，E.L.Johnson，G.L.Nemhauser，and R.G.Shenoi，“Flight string models for aircraft fleeting and routing，”Transportation Science，vol. 32，no. 3，pp. 208-220，1998. [16]C.Barnhart and R.Schneur，“Air network design for express shipment service，”O(jiān)perations Research，vol. 44，no. 6，1996. [17]Y.Chan and R.J.Ponder，“The small package air freight industry in the United States：A review of the federal express experience，”Transportation Research-A，vol. 13A，1979. [18]L.Chestler，“Overnight air express：Spatial pattern，competition and the future in small package delivery services，”Transportation Quarterly，vol. 39，no. 1，1985.
同類課題研究水平概述
- （1）國(guó)內(nèi)航空快遞公司處于起步階段，民營(yíng)快遞巨頭順豐航空快遞公司于2009年底成功實(shí)現(xiàn)首飛，對(duì)此，國(guó)內(nèi)鮮有成果。 （2）1979年，Chan和Ponder回顧了跟Fedex公司相關(guān)的航空貨遞業(yè)的發(fā)展歷程，他們概述了該行業(yè)的特征并作了管理實(shí)踐的調(diào)查。 （3）1985年，Chestler研究了快遞行業(yè)的早期發(fā)展，定量分析了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，競(jìng)爭(zhēng)模式與hub選址。 （4）1985年，Kanafani和Ghobrial分析了航線網(wǎng)絡(luò)的匯聚（hubbring）現(xiàn)象，他們研究了匯聚現(xiàn)象背后的經(jīng)濟(jì)本質(zhì)，并得出結(jié)論，在一些網(wǎng)絡(luò)里面，合理的匯聚可以得到可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 （5）1989年，Hall分析了通宵運(yùn)輸?shù)募s束對(duì)航空貨遞業(yè)一些特性的影響。 （6）1993年，Kuby和Gray研究了軸輻式網(wǎng)絡(luò)中的中途停留與補(bǔ)給問(wèn)題，并且以Fedex的實(shí)際數(shù)據(jù)為例作了案例分析。 （7）1996年，Barnhart和Schneur針對(duì)快遞服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建立了數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了一個(gè)算法，他們的數(shù)學(xué)模型中只有一個(gè)hub點(diǎn)也只有一種類型的飛機(jī)，他們的結(jié)論是貨物流完全由飛機(jī)路徑?jīng)Q定。 （8）1997年，Kim針對(duì)復(fù)雜運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題建立了一系列的模型和算法，并舉例說(shuō)明了該方法在快遞業(yè)的使用。 （9）Magnanti，Golden和Assad，Desaulniers等，Desrosiers等都研究了車輛路徑選擇的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題。 （10）2000年，Andrew P.Armacost使用復(fù)合變量對(duì)快遞服務(wù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模和求解，解決了大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)因?yàn)樽兞恳?guī)模過(guò)于龐大難以求解的問(wèn)題。 從國(guó)外上述研究可以看到，幾乎所有的研究都集中在軸輻式網(wǎng)絡(luò)上，因?yàn)檩S輻式快遞網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定，易于管理，且在分撥中心數(shù)量龐大時(shí)體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性，其在現(xiàn)實(shí)中更是得到最廣泛的應(yīng)用，所有的大型快遞公司都是按照這樣的方式組織和規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)。但是在分撥中心數(shù)量較少，特別是對(duì)國(guó)內(nèi)的一些剛具一定規(guī)模的快遞公司來(lái)講，軸輻式網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)最佳的選擇，反而是非軸輻式網(wǎng)絡(luò)更能夠體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性，然而在理論上對(duì)于非軸輻式網(wǎng)絡(luò)的模型和算法的研究較少，國(guó)內(nèi)更是鮮有成果。
