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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 城市軌道交通線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著城市軌道交通的蓬勃發(fā)展，對(duì)其配套設(shè)施的研究也越來(lái)越迫切了。 本作品基于如何設(shè)計(jì)布局合理、安全高效的物資配送系統(tǒng)這個(gè)問(wèn)題出發(fā)，詳細(xì)地分析了影響地鐵交通線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)的影響因素，并創(chuàng)新性地從多線共用物資總庫(kù)角度出發(fā)建立物資供應(yīng)模式，建立了物資配送的總體規(guī)劃模型。最后，本作品運(yùn)用Matlab軟件開(kāi)發(fā)出輔助決策工具——城市地鐵線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 項(xiàng)目背景： 隨著國(guó)家十二五規(guī)劃重點(diǎn)指出優(yōu)先發(fā)展公共交通，國(guó)內(nèi)軌道交通市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展，但現(xiàn)階段相對(duì)應(yīng)的配套設(shè)施的研究卻無(wú)法滿足應(yīng)用需求，所以對(duì)于配套設(shè)施的研究也就越來(lái)越迫切。 線網(wǎng)物資的配送系統(tǒng)作為建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的重要配套設(shè)施，對(duì)未來(lái)城市軌道交通線網(wǎng)的整體布局起著至關(guān)重要的作用。目前各地軌道交通建設(shè)中，普遍采用一條線設(shè)置一個(gè)物資總庫(kù)的模式，存在著增加占地和投資、物資和備品重復(fù)存儲(chǔ)等缺點(diǎn)。 作品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新點(diǎn)： 本作品選擇武漢地鐵作為研究對(duì)象，創(chuàng)新性地從多線共用物資總庫(kù)角度出發(fā)建立一級(jí)總庫(kù)、多線共庫(kù)、分區(qū)域布點(diǎn)的物資供應(yīng)模式，基于這個(gè)配送模式建立了物資配送的總體規(guī)劃模型。同時(shí)，本作品創(chuàng)新性地采取兩階段法，將定性分析與定量分析相結(jié)合：先應(yīng)用總體規(guī)劃模型得到一組相近的方案，再考慮應(yīng)用環(huán)境利用評(píng)價(jià)模型做出決策。這種二階段分析法符合實(shí)際情況，具有很好的適用性和推廣性。 最后，本作品運(yùn)用Matlab軟件開(kāi)發(fā)出輔助決策工具。優(yōu)化結(jié)果顯示該模式很好地滿足搶修、維修時(shí)效的同時(shí)，能節(jié)省投資、方便管理，是今后發(fā)展的主流模式。輔助決策工具可以方便地分析物資配送系統(tǒng)的影響因素，方便業(yè)主的分析與決策。同時(shí)，本作品還可以對(duì)運(yùn)營(yíng)的系統(tǒng)進(jìn)行二次優(yōu)化，達(dá)到系統(tǒng)的集約式發(fā)展、安全高效的效果，有很大的推廣價(jià)值。 市場(chǎng)前景： 本作品方法普適性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、結(jié)論科學(xué)、效果明顯，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前本作品正處于中試階段，同時(shí)團(tuán)隊(duì)也正與其他鐵道部門(mén)開(kāi)展后續(xù)合作，添加多城市對(duì)比和物資類(lèi)別管理，完善系統(tǒng)模型和軟件，將城市地鐵線網(wǎng)材料配送系統(tǒng)應(yīng)用推廣到全國(guó)范圍。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 國(guó)家“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)指出要優(yōu)先發(fā)展公共交通。但近年來(lái)，相對(duì)于城市軌道交通線網(wǎng)的高速發(fā)展，與之相應(yīng)的配套設(shè)施系統(tǒng)的研究卻難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。物資配送系統(tǒng)作為地鐵線網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的重要配套設(shè)施，對(duì)未來(lái)城市軌道交通線網(wǎng)的整體布局起著至關(guān)重要的作用。 本作品從如何設(shè)計(jì)布局合理、管理高效的武漢地鐵線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)的這個(gè)問(wèn)題出發(fā)，先后調(diào)研了南京和上海的地鐵線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)，系統(tǒng)地研究了影響物資配送系統(tǒng)的因素，通過(guò)研究表明為保證地鐵線網(wǎng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵在于確定科學(xué)的配送模式，建立合理的數(shù)學(xué)模型，找到合適的求解算法，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)規(guī)劃系統(tǒng)。 主要的創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1)創(chuàng)新性地提出一級(jí)總庫(kù)、多線共庫(kù)、分區(qū)域布點(diǎn)的物資供應(yīng)模式； 2)率先運(yùn)用兩階段法，建立了總體規(guī)劃數(shù)學(xué)模型和方案評(píng)價(jià)模型； 3)運(yùn)用Matlab軟件開(kāi)了城市地鐵線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)，用于仿真實(shí)際物資配送過(guò)程，輔助決策；并詳盡分析了對(duì)物資配送方案產(chǎn)生影響的各個(gè)因素，得出主要設(shè)計(jì)變量。 技術(shù)關(guān)鍵：從多線共用物資總庫(kù)出發(fā)確定物資供應(yīng)模式，將模型求解結(jié)果和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.布局合理：設(shè)計(jì)方案滿足區(qū)域地鐵線網(wǎng)的布局需求；? 2.費(fèi)用經(jīng)濟(jì)：設(shè)計(jì)方案與原方案相比，運(yùn)營(yíng)成本有明顯減少，管理更加便捷。 3.安全高效：設(shè)計(jì)方案必須滿足地鐵線網(wǎng)物資的實(shí)時(shí)需求，保證地鐵線網(wǎng)安全高效的運(yùn)行。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品與現(xiàn)有作品相比突出性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： 1.配送模式方面，傳統(tǒng)的一條地鐵線路一個(gè)物資總庫(kù)配送模式，帶來(lái)冗余和浪費(fèi)，本作品突破這種傳統(tǒng)的配送方式，創(chuàng)新性地提出了一級(jí)總庫(kù)、多線共用物資總庫(kù)，分區(qū)域布點(diǎn)的物資供應(yīng)模式。結(jié)果顯示優(yōu)化后的方案比優(yōu)化前地方案在20年內(nèi)固定費(fèi)用節(jié)省4229萬(wàn)，運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省599萬(wàn)。 2.分析建模方面，國(guó)內(nèi)采用的大部分是定性分析，國(guó)外關(guān)注的重點(diǎn)在于定量分析。本文創(chuàng)新性地采用采取兩階段法，將定量和定性分析相結(jié)合，建立具體的數(shù)學(xué)模型和分析評(píng)價(jià)模型。本文提供了專(zhuān)家評(píng)分法、層次分析法或模糊綜合評(píng)價(jià)法等三種評(píng)價(jià)分析方法，可以根據(jù)實(shí)際情況，從一組候選解中選出最優(yōu)決策方案，而不是傳統(tǒng)的單一最優(yōu)解。 根據(jù)湖北省科技信息研究院查新檢索中心《科技查新報(bào)告》，在所檢國(guó)內(nèi)公開(kāi)報(bào)告的文獻(xiàn)范圍內(nèi)，未見(jiàn)與委托課題查新點(diǎn)相同的地鐵線網(wǎng)材料配送系統(tǒng)研究文獻(xiàn)報(bào)告。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲得獎(jiǎng)勵(lì)： 1.本作品榮獲2010年度中國(guó)鐵道建筑總公司科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)； 2.本作品在2011年湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲特等獎(jiǎng) 發(fā)表文章： 《蜂群優(yōu)化算法在軌道交通線網(wǎng)物資總庫(kù)合理布局中的應(yīng)用》，現(xiàn)代城市軌道交通，2011年第1期； 機(jī)構(gòu)鑒定： 2010年10月湖北省科技信息研究院查新檢索中心《科技查新報(bào)告》 著作權(quán)申請(qǐng)： 本軟件已經(jīng)提出軟件著作權(quán)的申請(qǐng)。
作品所處階段
- 本系統(tǒng)處于中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 雙方共同合作研發(fā)，所得成果由雙方共享。
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場(chǎng)展示、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品運(yùn)用數(shù)學(xué)建模和交通運(yùn)輸?shù)戎R(shí)，建立選址規(guī)劃模型，并且開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的城市地鐵線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)，方便規(guī)劃與決策。通過(guò)縮減物資總庫(kù)的數(shù)目達(dá)到了集約式發(fā)展、安全高效的效果。應(yīng)用地鐵線網(wǎng)配送系統(tǒng)相關(guān)方面的知識(shí)和材料配送系統(tǒng)相關(guān)方面的要求修改了現(xiàn)實(shí)布局中一些不合理的設(shè)置。 本作品方法普適、操作簡(jiǎn)單、結(jié)論科學(xué)、效果明顯，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本作品突破了傳統(tǒng)的一線一庫(kù)的物資總庫(kù)模式，提出了一級(jí)總庫(kù)、多線共用物資總庫(kù)，分區(qū)域布點(diǎn)的物資供應(yīng)模式節(jié)約了建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本，且方便推廣。我國(guó)現(xiàn)有12座城市（包括武漢在內(nèi)）在建地鐵，12座城市擬建設(shè)地鐵，設(shè)計(jì)方可應(yīng)用本作品的線網(wǎng)物資配送系統(tǒng)軟件，為不同城市設(shè)計(jì)總體布局方案。 目前本作品正處于中試階段，同時(shí)團(tuán)隊(duì)與其他鐵道部門(mén)也正開(kāi)展后續(xù)合作，添加多城市的物資配送系統(tǒng)對(duì)比評(píng)價(jià)和物資類(lèi)別管理，完善系統(tǒng)模型和軟件，將城市地鐵線網(wǎng)材料配送系統(tǒng)應(yīng)用推廣到全國(guó)范圍。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)對(duì)物資總庫(kù)布局問(wèn)題的研究，大部分集中于路徑規(guī)劃算法和選址評(píng)價(jià)兩個(gè)方面，主要工作是對(duì)方法進(jìn)行改進(jìn)。其中，路徑規(guī)劃算法以定量計(jì)算為主，主要包括傳統(tǒng)的重心法，鮑姆爾—沃爾夫（Baumol-Wolke）法，隨機(jī)期望值法等，以及近年來(lái)的遺傳算法、改進(jìn)小生境遺傳算法等；供應(yīng)鏈選址評(píng)價(jià)以定性分析為主，主要包括加權(quán)因素比較法、層次分析法、DEA評(píng)價(jià)法等。 本文調(diào)研了國(guó)內(nèi)一些地鐵物資供應(yīng)模式現(xiàn)狀。其中南京地鐵1號(hào)線采用的是一級(jí)總庫(kù)、分散布點(diǎn)的物資供應(yīng)模式，這種布局方式提高了物資共享程度，保證搶修、維修及時(shí)，但是車(chē)輛段庫(kù)房分散、物料管理自動(dòng)化程度不高、庫(kù)房利用率低。上海地鐵在8條線上都設(shè)置車(chē)輛段和一定數(shù)量的停車(chē)場(chǎng)，所有的車(chē)輛段都?xì)w1號(hào)線梅隆車(chē)輛段統(tǒng)一管理。這種布局方式雖然集中度高，但是導(dǎo)致了運(yùn)輸成本高、響應(yīng)時(shí)效差的問(wèn)題。 國(guó)外學(xué)者對(duì)選址模型研究較多，提出了九個(gè)基本的選址模型，包括簡(jiǎn)單選址模型、有容量限制的選址模型、需求變動(dòng)的選址模型、動(dòng)態(tài)選址模型等，其目標(biāo)函數(shù)都是使運(yùn)輸費(fèi)用和固定選址投資費(fèi)用最小，最終得到唯一的最優(yōu)方案，不適用于實(shí)際工程應(yīng)用。 本作品的研究?jī)?nèi)容統(tǒng)一考慮了選址問(wèn)題、物資存儲(chǔ)、物資配送問(wèn)題，目前在國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)方面的研究與應(yīng)用。
