考虑港口竞合及腹地运输路径选择的多式联运网络优化研究

论文摘要

港口为提升自身竞争力在腹地规划多式联运网络、建设内陆港。然而现实中很多港口规划多式联运网络时未考虑临近竞争港口的影响,造成内陆港选址重叠、资金严重浪费。为促进区域港口协调发展,政府及港口经营企业推动港口合作。合作港口可共用内陆港,并通过优化腹地多式联运网络布局降低网络运营成本。作为腹地多式联运网络的使用者,托运人决策从腹地城市至港口的运输路径。托运人的腹地运输路径选择对多式联运网络货流量有直接影响。本文考虑港口竞争及合作、托运人的腹地运输路径选择优化多式联运网络。基于已有相关研究,分别对港口竞争环境下的腹地运输路径选择、港口动态竞争及腹地运输路径选择的多式联运网络优化、港口合作及多货种运输路径选择的多式联运网络多阶段优化问题进行研究,并取得如下成果:1构建港口竞争环境下腹地运输路径选择的巢式Logit模型,该模型考虑了到相同港口运输路径效用随机项的相关性。拓展了腹地运输路径选择研究,为竞争港口预测腹地多式联运网络货流量提供理论依据。结果表明,巢式Logit模型比多项式Logit模型的拟合度更高,单次运量较小时托运人倾向选择公路运输,相比于公路运输托运人选择多式联运时对运输成本、运输时间及通关时间更重视,相比于多式联运托运人选择公路运输时对可靠性更重视。2构建港口动态竞争及腹地运输路径选择的多式联运网络优化模型,该模型考虑了竞争港口进行内陆港选址的先后顺序及内陆港最大容量约束,拓展了港口竞争环境下的内陆港选址方法,为竞争港口优化多式联运网络布局提供理论依据。算例分析结果表明,当一个竞争港口存在唯一的Nash博弈占优策略,并且该策略是其Stackelberg博弈均衡策略,纯Nash博弈均衡下的内陆港选址策略与Stackelberg博弈均衡下的内陆港选址策略一致。先决策港口在Stackelberg博弈均衡时的内陆港选址策略可能不是其在混合Nash博弈均衡中的占优策略。内陆港选址策略可能被港口服务费用、在港等待时间影响。3构建港口合作及多货种运输路径选择的多式联运网络多阶段优化模型,该模型考虑了内陆港容量及内陆港与合作港口间班列运营随时间的动态调整、多货种运输路径选择差异及各时期投资预算约束,拓展了港口合作环境下的内陆港选址方法,为港口动态优化及多式联运网络布局提供理论依据。算例分析结果表明,该模型可降低网络布局优化成本、运营成本、运输成本及时间成本。可靠性要求较高的托运人倾向选择多式联运。合作港口的服务费用、服务时间、对不同货种的处理能力、港口挂靠航线对港口货流比例、多式联运比例有较大影响。综上,研究成果不仅拓展了腹地运输路径选择、内陆港选址、港口竞争及合作、多式联运网络优化的相关理论研究,也可为港口在竞争及合作环境下优化多式联运网络布局及多式联运发展提供参考。

论文目录

• 创新点摘要
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外相关研究进展及存在的不足
•     1.2.1 港口、运输方式及内陆港的选择
•     1.2.2 考虑港口竞合的内陆港选址
•     1.2.3 多式联运网络优化
•     1.2.4 相关研究存在的不足
•   1.3 研究内容
•   1.4 研究思路及研究方法
•     1.4.1 研究思路
•     1.4.2 研究方法
• 2 相关理论基础
•   2.1 多式联运相关理论
•     2.1.1 多式联运的参与者
•     2.1.2 多式联运网络优化相关问题
•   2.2 内陆港相关理论
•     2.2.1 内陆港可提供的服务
•     2.2.2 内陆港的分类
•     2.2.3 内陆港的投资建设者
•   2.3 竞合及博弈理论
•     2.3.1 企业竞争及合作
•     2.3.2 港口竞争、联盟及整合
•     2.3.3 非合作博弈
•     2.3.4 合作博弈
•     2.3.5 演化博弈及重复博弈
•   2.4 离散选择及优化理论
•     2.4.1 离散选择模型理论基础
•     2.4.2 优化理论基础
•     2.4.3 精确算法及求解软件
•     2.4.4 分散搜索-路径重连算法
•   2.5 本章小结
• 3 港口竞争环境下腹地运输路径选择分析
•   3.1 腹地运输路径选择的影响因素分析
•     3.1.1 港口相关因素
•     3.1.2 内陆运输相关因素
•   3.2 港口竞争环境下的腹地运输路径选择
•     3.2.1 模型选择
•     3.2.2 港口竞争环境下腹地运输路径选择的巢式Logit模型
•   3.3 算例分析及模型验证
•     3.3.1 融合行为偏好及意向偏好调查的数据收集
•     3.3.2 可选路径及因素水平设置
•     3.3.3 极大似然估计
•     3.3.4 巢式Logit模型和多项式Logit模型的参数估计及对比
•     3.3.5 结果分析
•   3.4 本章小结
• 4 港口动态竞争及腹地运输路径选择的多式联运网络优化
•   4.1 问题分析
•     4.1.1 港口规划腹地多式联运网络的动态博弈
•     4.1.2 托运人的腹地运输路径选择
•   4.2 港口动态竞争及腹地运输路径选择的多式联运网络优化模型
•     4.2.1 参数及决策变量
•     4.2.2 基于巢式Logit模型的效用函数及路径选择概率
•     4.2.3 模型建立
•   4.3 算法设计
•     4.3.1 基于策略组合枚举的算法设计
•     4.3.2 基于剔除先决策者劣策略的算法设计
•   4.4 算例分析
•     4.4.1 港口静态博弈和动态博弈均衡解对比
•     4.4.2 算法对比分析
•     4.4.3 竞争港口服务参数的影响分析
•     4.4.4 内陆港服务参数的影响分析
•   4.5 本章小结
• 5 港口合作及多货种路径选择的多式联运网络多阶段优化
•   5.1 问题分析
•     5.1.1 多货种托运人的运输要求
•     5.1.2 港口合作后的腹地多式联运网络优化
•   5.2 港口合作及多货种路径选择的多式联运网络多阶段优化模型
•     5.2.1 参数及决策变量
•     5.2.2 目标函数计算
•     5.2.3 模型建立
•   5.3 算法设计
•     5.3.1 解编码及初始种群生成
•     5.3.2 带容量约束的多货种货流分配
•     5.3.3 参考集产生及更新
•     5.3.4 子集产生及贪婪路径重连
•     5.3.5 停止准则
•   5.4 算例分析
•     5.4.1 多阶段和单阶段模型对比
•     5.4.2 算法有效性分析
•     5.4.3 多货种腹地运输路径选择对比
•     5.4.4 合作港口服务参数的影响分析
•   5.5 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 蒋晓丹

导师: 范厚明

关键词: 港口竞合,内陆港,离散选择模型,博弈,多阶段选址

来源: 大连海事大学

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 数学,交通运输经济

单位: 大连海事大学

分类号: O225;F512.4

DOI: 10.26989/d.cnki.gdlhu.2019.000433

总页数: 134

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