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研究生: 林嵩然
Lin, Sung-Jan
論文名稱: 路線貨物運輸業需求不確定性載運規劃問題之研究
The Stochastic Dynamic Load Planning for Time-definite Common Carriers
指導教授: 林正章
Lin, Cheng-Chang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 交通管理科學系
Department of Transportation and Communication Management Science
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 貨物運輸軸輻式網路需求不確定性載運規劃問題
外文關鍵詞: hub-and-spoke network, freight transport, stochastic dynamic load planning
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  • 零擔貨運業者乃未滿整櫃貨物載運者,因此有必要透過集合組裝以達整櫃運送之效益。而近年來業者為了改善效率,逐漸將營運網路轉換成為業界常採用之軸輻式營運網路,以降低營運成本。
    路線貨運業者內部營運計畫常同時探討貨物路徑規劃、貨櫃型態和車輛指派、與司機排班規劃。相關文獻探討業者營運皆以內部營運作業為一天一次的載運週期為主,並利用一長期收集而來的載運貨量平均值,假設為研究已知的貨物運輸需求量。本研究以為在載運網路中,站所在一天之運作週期中僅做一次的發送及到著的作業週期,則會使有許多時間為站所及車輛閒置,如此並不具效率,且假設歷史貨物載運量作為已知之貨物需求,更為不合理。本研究提出多時段載運,為使路線貨運業內部營運網路在一天之中可進行兩次的作業週期,即於可行的時段內可多次發送,並利用推測性規劃的觀念來解決需求不確定性為未知的特性。
    本研究嘗試由問題特性歸納與分析後,考慮多時段載運網路及需求不確定之特性,必須考慮時間與決策之問題,故本研究藉時空架構構建動態網路以考量於不同的決策點,必須決定之貨物路徑與車輛路線,並進而構建數學模式以及發展可行之求解演算法進行求解,最後並進行實例研究測試,以瞭解路線貨運業多時段載運之可行性。

    The time-definite freight delivery common carriers pickup, consolidate and deliver small shipments. The pure hub-and-spoke network consolidates partial loads with the result of lower operating cost. As the result, it has become the most common line-haul operations configuration for the freight delivery industry. To improve the operational efficiency, the carriers in Taiwan gradually adjusted, re-configured and transformed their line-haul operations in pure hub-and spoke networks.
    The line-haul operations network planning of time-definite freight delivery common carriers includes the determination of freight paths, trailer assignment and balance, and feeder schedules to guide daily operations. Most research in the subject of operational planning limited to one daily pickup and delivery operation. Furthermore, the assumed the demand was an average of long-term historical freight demand. In practice, the demand fluctuates. In addition, multiple-frequency may potentially reduce the fleet size and overall operating cost. Thus, in this research we studied the economic effects on multiple-frequency line-haul operations under the uncertain demand. Under the uncertain demand, the multiple-stage load planning problem is to determine the freight paths and fleet size with their routes so that the sum of scheduled and expected recourse costs is minimized. The problem is a multiple-stage stochastic and integer program.
    In this research, we constructed a space-time capacitated directed network for the multiple-stage line-haul operations. Subsequently, we developed a branch and bound algorithm with embedded scenario aggregation to determine the optimal operations plan. The branches were determined by scenario aggregation. For numerical experiment, we selected a set of small networks of the third largest common carrier in Taiwan. The results showed a lower operating cost than the conventionally used deterministic load plan.

    摘要 英文摘要 誌謝 目錄 I 表目錄 III 圖目錄 IV 第一章 緒論 1 1-1 研究動機 1 1-2 研究目的 3 1-3 研究範圍 3 1-4 研究方法與流程 4 第二章 文獻回顧 7 2-1 貨運業軸輻式網路營運規劃相關研究 8 2-2 貨運業沿途裝載軸輻式網路營運規劃相關研究 9 2-3 貨運業多時段軸輻式網路營運規劃相關研究 10 2-4 小結 10 第三章 需求不確定性多時段載運網路與模式 11 3-1 路線貨運業現行網路分析與發展趨勢 11 3-1-1 路線貨運業現行網路架構 13 3-1-2 路線貨運業現行營運流程 14 3-2 需求不確定性多時段載運網路 15 3-3 需求不確定性多時段載運網路之特性與網路結構 19 3-4 需求不確定性多時段載運網路之資訊與決策 22 3-5 需求不確定性多時段載運規劃模式 26 3-5-1 模式假設 26 3-5-2 集合、參數與變數說明 27 3-5-3 需求不確定性多時段載運規劃模式 28 第四章 演算法開發 36 4-1 Scenario Aggregation 36 4-2 Scenario Aggregation求解需求不確定多時段載運問題 37 4-2-1 Scenario Aggregation於需求不確定多時段載運問題之應用 37 4-2-2 scenario排列組合之方式 39 4-2-3 Scenario Aggregation求解需求不確定性多時段載運問題演算流程 40 4-3 啟發式Scenario Aggregation 43 第五章 實例研究 47 5-1 實例簡介 47 5-2 已知參數之取得 48 5-3 小型載運網路測試 51 5-4 實例結果分析 64 5-4-1 需求確定與需求不確定載運網路營運成本比較 64 5-4-2 演算求解策略分析 66 第六章 結論與建議 67 6-1結論 67 6-2建議 68 參考文獻 70 附錄一 i 附錄二 iii

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    5.林正章、黃冠翔,「懲罰函數法應用於即時性貨物排程問題之研究」,運輸計劃季刊,28(3),民國88年,頁421-450。
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    7.吳永嘉,「路線運輸業多頻率載運規劃問題之研究」,國立成功大學交通管理研究所碩士論文,民國88年6月。
    8.高玉明,「路線貨運業貨排程問題之研究」,國立成功大學交通管理研究所碩士論文,民國85年6月。
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    10.陳春益、林正章、高玉明,「路線貨運業貨物排程問題之研究」,運輸計劃季刊,26(2),民國86年,頁327-352。
    11.劉志遠,「路線貨運業貨物運輸網路整體設計之研究」,國立成功大學交通管理研究所碩士論文,民國86年6月。
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    校外:2003-08-27公開
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