基于多自主体的集装箱多式联运协调与协同优化研究

In the face of integration and diversification of logistics service requirement with the globalization of supply chain, the optimization and scheduling only within a logistic link usually play a limited role. To coordinate resources and improve services over a larger range, more and more logistic enterprises pay attention to coordination and cooperation each other. In this context, this project studies the coordination and cooperative optimization for container multi-modal transport from the perspective of distributed decision making. Based on two essential concerns, “multi-modal transport” and “coordination and cooperative optimization”, we intend to establish the mechanism framework of coordination and cooperative optimization for container multi-modal transport based on multi-agent. On this basis, our research contents are as follow: 1) For the ship line and the port in container multi-modal transport, we study the port-ship coordination and the corresponding mechanism form the perspective of local coordination; 2) For the operator and the carrier in container multi-modal transport, we study the dynamic formation of supply chain for container multi-modal transport from the perspective of global optimization; 3) Based on the studies above, we study the coordination and the integration of multi-tasks which belong to different agents, in order to achieve the large scale transportation. In this project, the modelling and optimizing method for coordination and cooperation between agents is the key issue, and the fruits will provide new theoretical guidance and methods for supply chain operations management and cooperative optimization of container multi-modal transport.

面对全球供应链背景下的一体化、多样化物流服务要求，单纯的依靠一个物流环节的优化调度往往作用有限。为了更大范围内的协调资源和改善服务，越来越多的物流企业开始重视企业之间的协调与协作。在该背景下，本课题从分布式决策的角度研究集装箱多式联运的协调与协同优化问题，基于“多式联运”和“协调与协同优化”两个基本要素，建立基于多自主体的集装箱多式联运协同优化的多级调度体系架构，进而：1）针对航运公司和港口，从局部协调的角度研究港航协作、及其协调机制；2）针对多式联运经营人和承运人，从全局优化的角度研究集装箱多式联运供应链的动态构建、及多主体间的利益协商机制；3）基于以上研究基础，进一步研究分属不同利益主体的多任务协调与整合，以实现集装箱多式联运的规模化运输。其中，基于多主体的协调与协商机制建模与优化方法是本课题的重点。研究成果将为集装箱多式联运供应链的运营管理与协同优化提供新的理论指导和方法。

随着制造业全球化趋势的不断深化，集装箱多式联运作为一种综合运输组织模式，已经成为国际贸易的重要桥梁。集装箱多式联运在显现出不同于单一运输方式和既有运输系统的诸多优势的同时，也存在着诸多不合理的运输现象，而仅针对单一运作主体内部的资源优化作业起到的作用往往有限。因此，我们基于多主体技术对集装箱多式联运协调与协同优化问题展开探讨，重点从以下三个方面逐层递进行了研究：.1）港航协作与协同优化建模方法研究。.先抓住港口和航运公司这两类最为重要运作主体，针对其泊位分配和航速优化问题分别进行建模，并对模型的有效性进行了验证。在此基础上，以航速作为契合点设计泊位和航速协同优化模型和协商机制，从而在应对局部突发性扰动影响的同时，在更大范围内实现航运供应链的节能减排。.2）集装箱多式联运供应链全局优化建模方法研究。.对多式联运中可预测性扰动问题，提出了一种考虑运输可靠性的多目标非线性路径优化模型，并设计基于三维立体图和改进Dijkstra算法的求解方法。在此基础上，将多式联运经营人和承运人视为相互独立的运作主体，设计多指标体系下的效应函数、以及多主体间的招投标决策。所提出的多主体协商机制在大规模航运数据下得到了验证。.3）集装箱多式联运多任务协调与协同优化建模方法研究。.从港口的角度对分属不同码头的泊位资源，提出了一种多码头泊位协同优化模型、以及基于价格调整和转让支付策略的协商机制，通过多码头间的泊位资源调配以降低码头突发性设施故障所造成的影响。在此基础上，从航运公司的角度提出了一种时空约束下基于时间约束网的多任务协同优化模型，对多个航运任务进行整合以实现规模化运输，从而降低了不合理的运输现象。.上述研究中，基于多主体的协同优化建模和方法是本课题的重点。研究成果可以为我国的集装箱多式联运供应链的运营管理、及运作主体间的同优化提供新的理论指导和方法。