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期刊导读

公路大件运输线路选择模型研究
Research on Selection Model of Highway Large Parts Transportation Route

吴宇 WU Yu
(四川中康大件运输有限责任公司,成都 610036)
(Sichuan Zhongkang Large Cargo Transportation Co.,Ltd.,Chengdu 610036,China)

摘要:本文首先介绍了公路大件运输线路选择的原则,必须保证安全性、时效性、经济性、专业性,然后基于传统公路大件运输线路的选择方法,提出最新的线路选择步骤,最后,对影响线路的各种因素建立模型,并给出算法。
Abstract: Firstly, the paper introduces the principle of highway large parts transportation route selection, which must ensure safety, timeliness, economy and professionalism. Then, based on the traditional selection method of highway large parts transportation lines, the latest route selection steps are put forward. Finally, the model of various factors affecting the line is established and the algorithm is given.
关键词:公路;大件运输;线路选择
Key words: highway;large parts transportation;route selection

  中图分类号:U294                                        文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2018)30-0030-03

0  引言
在传统的公路大件运输线路选择的各个步骤中,道路踏勘工作是大件设备运输效益的根本体现,也是大件运输根本保障。根据设备尺寸,对道路进行详细路堪工作,结合设备尺寸选择一条合理线路进行运输。这个过程中对道路踏勘的要求比较高,要能够保证后期大件运输的可行性,同时还要求能对障碍点的处置经济科学。而这些要求主要取决于道路踏勘的工作人员的工作经验和个人能力,具有很大的主观性和风险性。
1  公路大件运输线路选择的原则
由于公路大件货物超长、超宽、超高、超重的特殊性,因此在线路选择的时候要遵循安全、时效、经济、专业的原则。
①安全性。由于大件货物均是在指定工厂,采用特殊工艺生产的贵重设备, 价值高、无替换品,所以无论采用何种运输方式,始终应考虑到设备的无替换性、非标准性,将“安全第一”作为第一指导原则[1]。
②时效性。由于多数大件货物关系到生产的进行,在途时间多一天,生产就会延误一天。因此,在保证大件货物运输安全的前提下,应追求运输时间最短。
③经济性。大件货物由于自身的特点,在运输过程中会采用专门的运输工具,造成运输费用增加。因此,在选择运输路线、排障方法时就应追求费用最少[2]。
④专业性。大件运输不同于普通货物的运输,运输前要求有专业的分析,包括货物分析、车辆分析、线路分析;运输途中要有专业的指导,主要包括大件运输在通过各个公路路段时的指导,如过桥、过隧道等情况。因此大件运输线路选择对运输组织、人员、技术、知识等的专业要求都很高。
2  公路大件运输线路选择步骤
本文研究的公路大件运输线路选择步骤如下:
①通过公路大件运输线路选择模型和有关算法,并结合公路大件运输线路系统选出可行的运输线路;
②根据线路评价指标调整可行线路方案,生成合理线路;
③实地勘察,对沿线桥梁、隧道、收费站、天桥进行勘察,并调整方案;
④综合系统的选择与实际的勘察,确定最终的运输线路。
本文研究的公路大件运输线路选择步骤流程图如图1所示。
此种公路大件运输线路选择的方法加入了线路选择模型和成本、安全性以及经济性的计算,并结合了公路大件运输线路选择系统。同时在对线路的评价时,采用相应的评价方法。这样在公路大件运输的线路选择上就更加定量化且科学化[3-4]。
3  公路大件运输线路选择的模型建立
公路大件运输可行线路选择模型的建立通过对线路上某一直线段、收费站、桥梁、隧道、弯道、坡度的分析,建立大件运输线路选择模型。
3.1 直线公路段
在公路的直线段上,可以通过比较大件运输车辆和直线段上的公路的宽度、公路上空的障碍物高度以及公路的承载力进行比较,判断是否能够通过。在公路直线段上,大件货物可行线路选择的模型计算公式为:
W车<W路H车<H天桥WH车<C公路
式中,W车—大件货物运输车辆宽度, W路—公路宽度, H车—大件货物运输车辆高度, H天桥—天桥高度,
WH车—大件货物车辆的重量,C公路—公路的承载力。
 W车<W路为大件货物运输车辆宽度小于公路宽度,
H车<H天桥为大件货物运输车辆高度小于天桥高度,
WH车<C公路为大件货物车辆的重量要小于公路的承载力。
3.2 收费站
收费站是公路沿线的常见设施,它由双向的收费亭、收费通道、收费站路边以及收费站顶棚组成。大件货物在收费站处可行线路选择的模型计算,主要通过将大件运输车辆的宽度、高度与收费站的整个宽度与高度进行比较来判断。
收费站处可行线路选择的模型计算公式:

式中:W车—大件货物运输车辆宽度, H车—大件货物运输车辆高度, a—收费亭宽度, b—收费通道宽度,
H收费站—收费站高度, l—收费站路边宽度。
■为大件货物运输车辆宽度要小于收费亭、收费通道以及收费站路边宽度之和。H车<H收费站为大件货物运输车辆高度要小于收费站高度。
3.3 桥梁
大件货物运输车辆在桥梁上可行线路选择的模型计算,主要取决于车辆和桥梁宽度的比较以及车辆的重量与桥梁的承载力的比较。
桥梁上可行线路选择的模型计算公式:
W车<2W桥+2dWH车<C
式中,W车—大件货物车辆的宽度, WH车—大件货物车辆的重量, W桥—桥梁宽度,d—人行道宽度, C—桥梁设计载荷。
W车<2W桥+2d为大件货物车辆的宽度要小于桥梁车道宽度和人行道宽度之和,WH车<C为大件货物车辆的重量要小于桥梁设计载荷。
3.4 隧道
通过隧道时主要考虑隧道的宽度、高度与大件货物车辆的宽度和高度的比较。
隧道处可行线路选择的模型计算公式:
W车<W隧H车<H隧
式中:W车—大件货物车辆宽度,W隧—隧道宽度, H车—大件货物车辆高度, H隧—隧道高度,W车<W隧为大件货物车辆宽度要小于隧道宽度,H车<H隧为大件货物车辆高度要小于隧道高度。
3.5 弯道
各道路的弯道或改造后弯道的最小转弯半径R要大于大件运输车辆转弯所需半径r。
弯道处公路大件运输可行线路模型计算公式:
W通道>R车                          
式中:W通道—公路通道宽度,R车—车辆最小转弯半径。
W通道>R车为运输路段的公路通道宽度要大于车辆最小转弯半径。
3.6 坡度
所选线路中道路的坡度或改造后坡度应小于大件运输车辆的最大爬坡度。即:
WL< Imax                         
式中:WL—道路的坡度,Imax—汽车最大爬坡度。
WL< Imax为运输路段的道路的坡度要小于汽车最大爬坡度。
综合以上各模型,在所选的线路中每一直线段、收费站、桥梁、隧道、弯道、坡度都要满足大件运输车辆通行的要求,即大件运输货物能安全通过所选线路。同时线路以最少的成本和最短的时间为目标。基于以上目标和条件,建立公路大件运输可行线路选择的模型。
假设公路网G=(S,E),S表示路网节点集合,E表示相邻节点间的路段集合,相邻节点i、k之间的路段表示为e (i,k)。路段e (i,k)的费用记为Cij;路段e (i,k)的距离记为dik;0-1决策变量fjik,当大件运输车辆从i地经相邻k地驶向目的地j时为1,否则为0 [5-6]。
 ■
■  
式中,W车—大件货物运输车辆宽度, W路—公路宽度, H车—大件货物运输车辆高度, H天桥—天桥高度,WH车—大件货物车辆的重量,C公路—公路的承载力, a—收费亭宽度, b—收费通道宽度,l—收费站路边宽度,
H收费站—收费站高度, W桥—桥梁宽度,d—人行道宽度, C—桥梁设计载荷,W隧—隧道宽度, H隧—隧道高度,
W通道—公路通道宽度,R车—车辆最小转弯半径,WL—道路的坡度,Imax—汽车最大爬坡度,Ci—各项费用,Ti—各项时间。
     公路大件运输线路选择模型以运输距离d最短,运输成本c最小,运输时间t最短为目标。 在此目标下,满足一下的约束条件:W车f■■<W路为运输路段的大件货物运输车辆宽度小于公路宽度,H车f■■<H天桥为运输路段的大件货物运输车辆高度小于天桥高度,WH车f■■<C公路为运输路段的大件货物运输车辆的重量要小于公路的承载力。■为运输路段的大件货物运输车辆宽度要小于收费亭、收费通道以及收费站路边宽度之和。H车f■■<H收费站为运输路段的大件货物运输车辆高度要小于收费站高度。W车f■■<2W桥+2d为运输路段的大件货物车辆的宽度要小于桥梁车道宽度和人行道宽度之和,WH车f■■<C为运输路段的大件货物车辆的重量要小于桥梁设计载荷。W车f■■<W隧为运输路段的大件货物车辆宽度要小于隧道宽度,H车f■■<H隧为运输路段的大件货物车辆高度要小于隧道高度。■为大件货物车流的平衡约束,即路网中任意两地间分配的车流等于两地间的实际车流。W通道f■■>R车为运输路段的公路通道宽度要大于车辆最小转弯半径。WLf■■<Imax为运输路段的道路的坡度要小于汽车最大爬坡度。
4  模型算法
模型并不一定总是有解。比如,从起点到终点因桥梁或公路的障碍,不存在可行线路,只能通过相应的排障措施来确定运输线路。
     大件货物运输线路搜索算法
输入:G=(V,E,P,W)、S1、S2、S、Q、o、d、fod
输出:公路大件运输可行线路。
①建立一个只含有启示节点o的搜索树T,T中变的方向有子节点(扩展节点的后继节点)指向父节点(扩展节点)。建立一个未扩展节点表open,将起始节点o置于其中。Open表中的节点按f值由小到大排序。
②建立扩展节点表closed,初始值为空。
③若open为空,则输出未找到运输路线;否则,转向下一步。
④选择open表上的第一个节点(f值最小的节点),将其从open表转移至closed表。若存在若干个f值最小且相同的节点,为了保证搜索能尽量朝着目标节点的方向进行,选择起始节点到当前节点的矢量方向和当前节点到目标节点的矢量方向夹角最小的节点。记此节点为节点i。
⑤若节点i为目标节点d,则输出可行线路并推出。此线路可在搜索树T由目标节点d回溯至起始节点o。
⑥若节点i不为目标节点d,生成节点i的后续节点结合ψ(i)=Ф。生成ψ(i)实际上是确定大件货物可通行点路段集合。
参考文献:
[1]侯栋梁.大件货物运输方案制定研究[D].成都:西南交通大学,2009:1-2.
[2]许高阳,郝永林,魏源林.大件设备运输线路选择与清障[J].物流时代,2009,20(1):58.
[3]罗雄.大件物流公路安全运输决策支持系统研究与应用[D].重庆:重庆大学,2012:2-3.
[4]乔国会,张东杰,聂钦中,等.大件货物公路运输线路选择方法研究[J].技术与方法,2010,214(4):55-56.
[5]王心磊.大件运输车辆外观通过性仿真研究.[D].吉林:吉林大学,2007:4-5.
[6]杨春兰,黄东胜,张雨,等.公路大件运输计算机决策系统建模与软件开发[J].武汉理工大学学报,2003,27(1):106-109.

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