基于网络选址的系统可靠性研究
发布时间：2021-09-24 07:58
选址决策是网络设计中的一个重要问题。系统设施可能因交通拥堵、恐怖袭击、恶劣天气、地震、泥石流、沙尘暴等人为或自然因素而失效,带来巨大的损失。选址决策是不可逆的,设施系统的可靠性在设计之初就必须考虑。在上述背景下,本文提出并研究了基于网络选址的系统可靠性问题。首先,建立设施系统的网络模型,其中顶点代表服务设施或客户,边代表物品或信息的传输途径。由于设施系统的可靠性在很大程度上会受网络边失效的影响,为了度量此种情形下的设施系统可靠性,提出可行可靠度概念。其次,将SCLP、PMP和UFLP三个经典设施选址问题综合起来,区分有（无）边失效、容量有（无）限制,建立网络设施选址综合模型。由于边失效情形数是潜在失效边数的指数函数,本文基于集合的对称差设计了求解上述离散优化模型的邻域搜索算法。通过构造实例并求解,结果表明,在成本增加不多的情况下,考虑边失效情形可以明显提高设施系统的可靠性。最后,对比边失效情形下无容量限制和有容量限制的综合设施选址模型实例的求解结果,验证了本文所建模型的有效性。由于设施选址决策的实施成本高昂且难以逆转,一旦边失效,只能通过重新分配客户来补救,这使得成本增加很多。本文通过...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用20个顶点数据的模型1的解决方案
西安建筑科技大学硕士学位论文182.3.2同时考虑成本和边失效的设施系统可靠度上述方案中有51个方案的可行可靠度为1，这些方案在可行可靠性意义上没有差别。因此，这51个方案都可以视为SCLP的最优解。除了考虑边失效，成本也是必须考虑的因素。下面在成本上进一步优化。首先，通过对模型一求解，得到供应设施点的集合{2,6,13,15,20}，分配方案为2→1,3,4,5,11；6→7,8,9；13→10,12,14；15→16,17；20→18,19，目标函数值为48487.7。该解决方案可行可靠度为1，建立了如图2.1所示的设施系统，其中红色标记的边表示从每个配送设施点到其客户的配送路线。图2.1使用20个顶点数据的模型1的解决方案第二步，同时考虑成本和边失效对模型二求解。假设供应设施点2、6、13、15和20的供应能力无限制，设λ=1.5。由于潜在失效边较少，将算法中N替换m(=8)。模型二的解决方案如图2.2所示。图2.2使用20个顶点数据的模型2的解决方案与模型一的解决方案相比，我们看到供应设施点2被1取代，五个供应设施
西安建筑科技大学硕士学位论文253.2.2同时考虑成本、边失效及容量限制的设施系统可靠度上述方案中有10个解的可行可靠度为1，这些方案在可行可靠性意义上没有差别，因此这10个方案都可以视为有容量限制选址模型的最优解。除了考虑边失效，成本也是必须考虑的因素。下面在成本上进一步优化。首先，通过对模型三求解，得到供应设施点的集合{2,8,13,15,18}，分配方案为2→1,3,4,5,11；8→6,7；13→9,10,12,14；15→16,17；18→19,20.如图3.1所示，该方案的目标函数值为47887.1，可行可靠度为0.5。图3.1使用20个顶点数据的模型3的解决方案第二步，同时考虑成本和边失效采用2.2节邻域搜索算法对模型四求解，得到供应设施点分别为为3、6、13、15与18,分配方案为3→1,2,4,5,11,12；6→7,8,9；13→10,14；25→16,17；18→19,20。可行可靠度为1如图3.2所示.图3.2使用20个顶点数据的模型4的解决方案与模型三的解决方案相比，我们看到供应设施点未改变，需求点5的供应路线发生变化；分配方案未发生变化。此时的目标函数值为51104.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有容量限制的仓库选址及调运问题研究[J]. 范昌胜,徐锦华,陈新庄,李斌. 西南民族大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]柴达木循环经济试验区物流中心研究[J]. 王志成. 铁道运输与经济. 2015(04)
[3]关键基础设施防护主从对策模型及其求解算法[J]. 朱悦妮,郑征,张逍怡,蔡开元. 系统工程理论与实践. 2014(06)
[4]中断情景下应急设施保护选址模型研究[J]. 万晓榆,陈煜舟,付德强. 中国安全科学学报. 2013(07)
[5]基于损毁情景的可靠连通应急设施选址问题[J]. 朱建明. 电子科技大学学报(社科版). 2012(03)
[6]容量受限工厂选址问题模型及贪婪蚁群算法求解[J]. 于宏涛,高立群. 东北大学学报(自然科学版). 2011(12)
[7]离散设施选址问题研究综述[J]. 王非,徐渝,李毅学. 运筹与管理. 2006(05)
博士论文
[1]考虑设施失效的选址问题、模型与算法[D]. 汤罗浩.国防科学技术大学 2016
硕士论文
[1]快消品生产项目的订单优化管理[D]. 谢智桐.上海交通大学 2014
[2]几种离散选址模型的算法研究[D]. 路凤敏.南京航空航天大学 2010
本文编号：3407396
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用20个顶点数据的模型1的解决方案
西安建筑科技大学硕士学位论文182.3.2同时考虑成本和边失效的设施系统可靠度上述方案中有51个方案的可行可靠度为1，这些方案在可行可靠性意义上没有差别。因此，这51个方案都可以视为SCLP的最优解。除了考虑边失效，成本也是必须考虑的因素。下面在成本上进一步优化。首先，通过对模型一求解，得到供应设施点的集合{2,6,13,15,20}，分配方案为2→1,3,4,5,11；6→7,8,9；13→10,12,14；15→16,17；20→18,19，目标函数值为48487.7。该解决方案可行可靠度为1，建立了如图2.1所示的设施系统，其中红色标记的边表示从每个配送设施点到其客户的配送路线。图2.1使用20个顶点数据的模型1的解决方案第二步，同时考虑成本和边失效对模型二求解。假设供应设施点2、6、13、15和20的供应能力无限制，设λ=1.5。由于潜在失效边较少，将算法中N替换m(=8)。模型二的解决方案如图2.2所示。图2.2使用20个顶点数据的模型2的解决方案与模型一的解决方案相比，我们看到供应设施点2被1取代，五个供应设施
西安建筑科技大学硕士学位论文253.2.2同时考虑成本、边失效及容量限制的设施系统可靠度上述方案中有10个解的可行可靠度为1，这些方案在可行可靠性意义上没有差别，因此这10个方案都可以视为有容量限制选址模型的最优解。除了考虑边失效，成本也是必须考虑的因素。下面在成本上进一步优化。首先，通过对模型三求解，得到供应设施点的集合{2,8,13,15,18}，分配方案为2→1,3,4,5,11；8→6,7；13→9,10,12,14；15→16,17；18→19,20.如图3.1所示，该方案的目标函数值为47887.1，可行可靠度为0.5。图3.1使用20个顶点数据的模型3的解决方案第二步，同时考虑成本和边失效采用2.2节邻域搜索算法对模型四求解，得到供应设施点分别为为3、6、13、15与18,分配方案为3→1,2,4,5,11,12；6→7,8,9；13→10,14；25→16,17；18→19,20。可行可靠度为1如图3.2所示.图3.2使用20个顶点数据的模型4的解决方案与模型三的解决方案相比，我们看到供应设施点未改变，需求点5的供应路线发生变化；分配方案未发生变化。此时的目标函数值为51104.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有容量限制的仓库选址及调运问题研究[J]. 范昌胜,徐锦华,陈新庄,李斌. 西南民族大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]柴达木循环经济试验区物流中心研究[J]. 王志成. 铁道运输与经济. 2015(04)
[3]关键基础设施防护主从对策模型及其求解算法[J]. 朱悦妮,郑征,张逍怡,蔡开元. 系统工程理论与实践. 2014(06)
[4]中断情景下应急设施保护选址模型研究[J]. 万晓榆,陈煜舟,付德强. 中国安全科学学报. 2013(07)
[5]基于损毁情景的可靠连通应急设施选址问题[J]. 朱建明. 电子科技大学学报(社科版). 2012(03)
[6]容量受限工厂选址问题模型及贪婪蚁群算法求解[J]. 于宏涛,高立群. 东北大学学报(自然科学版). 2011(12)
[7]离散设施选址问题研究综述[J]. 王非,徐渝,李毅学. 运筹与管理. 2006(05)
博士论文
[1]考虑设施失效的选址问题、模型与算法[D]. 汤罗浩.国防科学技术大学 2016
硕士论文
[1]快消品生产项目的订单优化管理[D]. 谢智桐.上海交通大学 2014
[2]几种离散选址模型的算法研究[D]. 路凤敏.南京航空航天大学 2010
本文编号：3407396
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