【基于A(yíng)MPL數(shù)學(xué)建模的S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案11000字（論文）】

第第節(jié)省運(yùn)輸成本，使運(yùn)輸路徑更加的合理化，節(jié)約了S發(fā)電廠(chǎng)在燃料運(yùn)輸上的時(shí)間成本。最后，結(jié)合對(duì)S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路的優(yōu)化，求解最優(yōu)收購(gòu)運(yùn)輸路徑，并對(duì)燃料運(yùn)輸作業(yè)的流程、車(chē)輛安排等管理工作提出了一些建議，對(duì)同行業(yè)生物質(zhì)電廠(chǎng)的燃料收購(gòu)運(yùn)輸管理都具有一定的指導(dǎo)意義。1.2研究?jī)?nèi)容及方法1.2.1研究?jī)?nèi)容本文是圍繞著S發(fā)電廠(chǎng)的燃料收購(gòu)運(yùn)輸管理和其運(yùn)輸線(xiàn)路優(yōu)化進(jìn)行展開(kāi)研究的，將根據(jù)運(yùn)輸線(xiàn)路的不足之處進(jìn)行分析，再針對(duì)問(wèn)題改善，實(shí)行優(yōu)化。全文分為以下五個(gè)部分，其研究架構(gòu)如圖1-1所示。第一章：首先闡述了本文的研究背景、意義、研究的內(nèi)容和方法，為本文的寫(xiě)作提供了清晰的思路。第二章：主要介紹燃料運(yùn)輸線(xiàn)路方面的理論知識(shí)和AMPL軟件使用的領(lǐng)域，為下文奠定理論基礎(chǔ)。第三章：簡(jiǎn)單介紹了S發(fā)電廠(chǎng)、燃料收購(gòu)點(diǎn)及燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路的基本情況，并分析了運(yùn)輸線(xiàn)路存在的問(wèn)題。第四章：根據(jù)運(yùn)輸路存在的問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比，選擇最優(yōu)的方案。燃料收購(gòu)路徑研究，作為本文的重點(diǎn)部分，在前面幾章的研究基礎(chǔ)之上，提出了燃料收購(gòu)路徑的定義：是指在一定的燃料收購(gòu)需求和運(yùn)輸條件下，針對(duì)多個(gè)收購(gòu)點(diǎn)，以電廠(chǎng)車(chē)隊(duì)20輛車(chē)中的1輛車(chē)為例，有計(jì)劃地到收購(gòu)點(diǎn)收購(gòu)燃料所形成的對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸線(xiàn)路。本文對(duì)比多種解決方案后最終選擇了AMPL進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)計(jì)算的求解再現(xiàn)了模型在實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用過(guò)程，側(cè)面反映了模型在解決發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸路徑問(wèn)題上的可行性以及適用性。第五章：本章為研究成果和結(jié)論。對(duì)全文進(jìn)行了概括性的總結(jié)，指出了本論文在研究中因筆者自身的局限性造成的不足以及改善后的燃料運(yùn)輸路徑的優(yōu)化情況，本篇論文的研究構(gòu)架圖如圖1-1所示。緒論 緒論研究背景及意義 研究背景及意義相關(guān)理論相關(guān)理論最短路徑介紹運(yùn)輸管理理論最短路徑介紹運(yùn)輸管理理論AMPL模型AMPL模型S發(fā)電廠(chǎng)燃料運(yùn)輸線(xiàn)路現(xiàn)狀S發(fā)電廠(chǎng)燃料運(yùn)輸線(xiàn)路現(xiàn)狀燃料運(yùn)輸路徑存在的問(wèn)題燃料運(yùn)輸路徑存在的問(wèn)題數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集AMPL建模與運(yùn)行分析AMPL建模與運(yùn)行分析模型優(yōu)化與對(duì)比模型優(yōu)化與對(duì)比總結(jié)致謝總結(jié)致謝圖1-1研究構(gòu)架圖1.2.2研究方法本文研究的是關(guān)于S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸?shù)穆窂絻?yōu)化問(wèn)題，結(jié)合同行業(yè)存在的運(yùn)輸路徑的類(lèi)似問(wèn)題，通過(guò)分析S發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)輸線(xiàn)路現(xiàn)狀，分析其所存在的主要問(wèn)題；使用AMPL軟件將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，提出一個(gè)更優(yōu)的運(yùn)輸線(xiàn)路。對(duì)原有的運(yùn)輸線(xiàn)路進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的調(diào)整，并對(duì)調(diào)整中所遇到的相關(guān)問(wèn)題，提出了針對(duì)性的改善建議。2相關(guān)理論概述及AMPL簡(jiǎn)介2.1運(yùn)輸管理理論運(yùn)輸管理是指產(chǎn)品從生產(chǎn)手中到中間商手中再至消費(fèi)者手中的運(yùn)輸過(guò)程的管理。它包括了運(yùn)輸方式的選擇以及運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和線(xiàn)路的設(shè)定還有運(yùn)輸費(fèi)用的節(jié)約。其實(shí)質(zhì)是對(duì)鐵路、公路、水運(yùn)、空運(yùn)和管道等5種運(yùn)輸方式的運(yùn)行、發(fā)展和變化，進(jìn)行有目的、有意識(shí)的控制與協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸目標(biāo)的過(guò)程。[4]運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成要素：運(yùn)輸系統(tǒng)、運(yùn)輸線(xiàn)路、運(yùn)輸工具、運(yùn)輸參與者。其中運(yùn)輸線(xiàn)路是運(yùn)輸系統(tǒng)中最重要的要素，是運(yùn)輸運(yùn)算中不可缺少的重要數(shù)據(jù)。合理運(yùn)輸?shù)耐緩剑哼x擇合理的運(yùn)輸模式和運(yùn)輸工具，再確定合理的運(yùn)輸路線(xiàn)，提高機(jī)械運(yùn)輸?shù)难b載效率、構(gòu)建運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。合理運(yùn)輸意義的具體表現(xiàn)：減少流通環(huán)節(jié)、縮短在途時(shí)間、加快商品流通；有效利用運(yùn)輸工具，減少空駛浪費(fèi)，節(jié)約社會(huì)勞動(dòng)；防止商品損失，降低費(fèi)用水平，提高經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)輸管理的重要性：①企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的保障；②構(gòu)建良好的管理節(jié)約企業(yè)的財(cái)政支出；③良好的運(yùn)輸管理能為企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供一個(gè)契機(jī)。2.2最短路徑問(wèn)題介紹最短路徑問(wèn)題（short-pathproblem）是網(wǎng)絡(luò)理論解決的典型問(wèn)題之一，可用于解決道路鋪設(shè)、線(xiàn)路規(guī)劃、工廠(chǎng)布局和機(jī)械更新等實(shí)際問(wèn)題。其基本內(nèi)容是：如果網(wǎng)絡(luò)中的每條邊都有一個(gè)數(shù)值（長(zhǎng)度、成本、時(shí)間等），那么求出總權(quán)值和兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最小路徑就是最短路徑問(wèn)題。[5]最短路徑問(wèn)題是圖論研究中的一個(gè)經(jīng)典算法問(wèn)題，它的目標(biāo)是尋找圖中一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和路徑組成的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。算法具體的形式包括：

（1）確認(rèn)起點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題，根據(jù)已知起始結(jié)點(diǎn)，求最短路徑的問(wèn)題。

（2）確認(rèn)終點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題，該問(wèn)題是已知終點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)，求最短路徑的問(wèn)題。在沒(méi)有規(guī)定路徑方向的問(wèn)題中，其結(jié)果與確定起點(diǎn)最短路徑問(wèn)題結(jié)果相同，在規(guī)定了方向的路徑上面，則與其結(jié)果不同。

（3）確認(rèn)起點(diǎn)終點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題，根據(jù)已知的起點(diǎn)和終點(diǎn)，求兩結(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。2.3AMPL建模軟件AMPL（AMathematicalProgrammingLanguage）屬于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的分支，是一種建模語(yǔ)言。對(duì)于數(shù)學(xué)規(guī)劃和大規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題，例如分配、生產(chǎn)和調(diào)度等類(lèi)型的問(wèn)題，可以借助此工具對(duì)其進(jìn)行描述和求解。據(jù)NEOS統(tǒng)計(jì)，AMPL是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的數(shù)學(xué)建模語(yǔ)言，可用于求解常見(jiàn)的線(xiàn)性問(wèn)題、非線(xiàn)性問(wèn)題、整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題等。對(duì)于求解生產(chǎn)模型的最大利潤(rùn)問(wèn)題，交通問(wèn)題，最短路徑問(wèn)題等，利用AMPL提供簡(jiǎn)單而直接的代碼模型，將其代入數(shù)據(jù)模型即可進(jìn)行求解。AMPL熟悉的代數(shù)表示法和交互式命令環(huán)境被設(shè)計(jì)用來(lái)幫助建立模型，與各式各樣的求解程序進(jìn)行通信，并檢查解決方案，目前，AMPL已經(jīng)為商業(yè)、教育和研究等多個(gè)領(lǐng)域提供了多種模型。[6]AMPL的求解的大致思路可以簡(jiǎn)單概括為：分析問(wèn)題、數(shù)據(jù)整理、建立模型、運(yùn)行模型。具體步驟如下：分析問(wèn)題。對(duì)于本次模型，首先要從S發(fā)電廠(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行出發(fā)，了解其燃料運(yùn)輸?shù)哪Ｊ胶凸驹O(shè)定的收購(gòu)點(diǎn)的地址，以及運(yùn)輸管理現(xiàn)在存在的問(wèn)題；包括運(yùn)輸線(xiàn)路的選取、每個(gè)收購(gòu)點(diǎn)之間的距離、運(yùn)輸量和供給量；最后對(duì)整個(gè)整體進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)整理。通過(guò)找到本次要求的問(wèn)題對(duì)象，有針對(duì)性地收集AMPL所需要的數(shù)據(jù)，并歸納整理好數(shù)據(jù)，以便于建立模型的數(shù)據(jù)代碼部分（data部分），數(shù)據(jù)是運(yùn)行模型的核心，有著至關(guān)重要的作用。建立模型。AMPL模型分為代碼（mod）模型和數(shù)據(jù)(data)模型，集合數(shù)量根據(jù)實(shí)際問(wèn)題來(lái)確定，模型中用set執(zhí)行；確定參數(shù)，找出題干中所有的參數(shù)，模型中用param表示；找出決策變量，變量用var表示；確定目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)根據(jù)問(wèn)題的詞干確定，一般為求解最大值和最小值問(wèn)題，分別用maxmize和minimize表示；列出約束條件，即參數(shù)或變量的取值范圍等，用subjectto表示；最后確定數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型的建立步驟和代碼模型相同。運(yùn)行模型。模型的運(yùn)行即模型求解，求解主要用到的語(yǔ)言有reset開(kāi)始運(yùn)行，solve運(yùn)行，display演示求解的其他變量的值，還有調(diào)用求解器optionsolvercplex等。3S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路現(xiàn)狀及問(wèn)題分析3.1S發(fā)電廠(chǎng)及燃料收購(gòu)點(diǎn)概況3.1.1S發(fā)電廠(chǎng)概況S生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)位于廣西梧州市藤縣中和陶瓷產(chǎn)業(yè)園中和集中區(qū)A區(qū)東北端，是藤縣中和陶瓷產(chǎn)業(yè)園集中區(qū)各大陶瓷廠(chǎng)的重要供電支撐點(diǎn)，發(fā)電廠(chǎng)成立于2011年，經(jīng)營(yíng)范圍包括生物質(zhì)發(fā)電與供熱。S生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)的是1×30MW抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，配備了1×130t/h生物質(zhì)燃料鍋爐，主要燃料為桉樹(shù)皮、木材加工剩余物。S發(fā)電廠(chǎng)的燃料鍋爐每天需要燃燒約500噸的燃料，S發(fā)電廠(chǎng)年耗燃料量約25.0萬(wàn)噸，S發(fā)電廠(chǎng)燃料收儲(chǔ)點(diǎn)可容納約7天的燃料量；在正式發(fā)電前，S發(fā)電廠(chǎng)已儲(chǔ)存1000噸燃料作為庫(kù)存?zhèn)溆?。圖3-1為S生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖。圖3-1S生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖3.1.2燃料收購(gòu)點(diǎn)概況S發(fā)電廠(chǎng)與廣西梧州市各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的40個(gè)燃料收購(gòu)點(diǎn)達(dá)成長(zhǎng)期合作，40個(gè)收購(gòu)點(diǎn)分別劃分為5個(gè)區(qū)域，其中由于藤縣區(qū)域的8個(gè)收購(gòu)點(diǎn)的分布情況和復(fù)雜的運(yùn)輸線(xiàn)路較為符合本次的研究要求，所以選取藤縣區(qū)域的燃料收購(gòu)點(diǎn)作為本文的研究對(duì)象，現(xiàn)對(duì)藤縣區(qū)域的燃料收購(gòu)點(diǎn)概況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，藤縣區(qū)域8個(gè)收購(gòu)點(diǎn)分別分布在廣西藤縣的塘步鎮(zhèn)、藤州鎮(zhèn)、濛江鎮(zhèn)、金雞鎮(zhèn)、象棋鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)、古龍鎮(zhèn)、東榮鎮(zhèn)，圖3-2為藤縣區(qū)域收購(gòu)點(diǎn)分布圖。為了滿(mǎn)足S發(fā)電廠(chǎng)每天24小時(shí)正常運(yùn)作的發(fā)電要求，各收購(gòu)點(diǎn)應(yīng)具備收購(gòu)、加工、儲(chǔ)存、裝運(yùn)等功能，儲(chǔ)存量要滿(mǎn)足非收購(gòu)季節(jié)電廠(chǎng)對(duì)燃料的需求。圖3-3為塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)破碎機(jī)圖。表3-1中的“燃料供給量”為各收購(gòu)點(diǎn)每日可提供給S發(fā)電廠(chǎng)最大上限的燃料量。圖3-2收購(gòu)點(diǎn)分布圖圖3-3塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)破碎機(jī)圖表3-1燃料收購(gòu)點(diǎn)信息表收購(gòu)點(diǎn)名稱(chēng)至S發(fā)電廠(chǎng)距離（km）燃料供給量（噸）燃料種類(lèi)塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（1）6km每日供給約2噸干濕混合藤州鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（2）12.5km每日供給約2噸干濕混合東榮鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（3）72km每日供給約6噸干濕混合太平鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（4）55km每日供給約5噸干濕混合濛江鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（5）35km每日供給約3噸干濕混合象棋鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（6）47km每日供給約3噸干濕混合金雞鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（7）29km每日供給約3噸干濕混合古龍鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)（8）84km每日供給約6噸干濕混合燃料供給量合計(jì)（噸）30噸3.2S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路管理現(xiàn)狀由于藤縣區(qū)域的8個(gè)收購(gòu)點(diǎn)供應(yīng)量較少，所以燃料收儲(chǔ)點(diǎn)只派出2輛核載30噸的貨車(chē)對(duì)該區(qū)域的燃料進(jìn)行收購(gòu)運(yùn)輸，結(jié)合運(yùn)輸路程遙遠(yuǎn)、駕駛員需確保正常休息和保證正常的燃料運(yùn)輸供應(yīng)量等因素，這2輛貨車(chē)的收購(gòu)員是上一天班休息一天的上班模式。燃料收儲(chǔ)點(diǎn)剩余的18輛貨車(chē)，則是根據(jù)電廠(chǎng)每日燃料需求和收購(gòu)員排班情況來(lái)安排車(chē)輛到其余32個(gè)收購(gòu)點(diǎn)收購(gòu)燃料。為確保電廠(chǎng)能正常發(fā)電，鍋爐需要24小時(shí)燃燒運(yùn)作，所以收儲(chǔ)點(diǎn)必須每天派出車(chē)輛去收購(gòu)點(diǎn)收購(gòu)燃料，以此來(lái)保證燃料倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的燃料充足。S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)有兩級(jí)運(yùn)輸體系，即從樹(shù)林到收購(gòu)點(diǎn)的一級(jí)運(yùn)輸和收購(gòu)點(diǎn)到發(fā)電廠(chǎng)的二級(jí)運(yùn)輸。一級(jí)燃料運(yùn)輸，是指農(nóng)民收集桉樹(shù)皮原料后運(yùn)輸至收購(gòu)點(diǎn)，或木料廠(chǎng)處將木頭加工后剩余的桉樹(shù)皮原料運(yùn)輸至收購(gòu)點(diǎn)；二級(jí)燃料運(yùn)輸，則是燃料收購(gòu)點(diǎn)把干、濕樹(shù)皮原料進(jìn)行分類(lèi)、切碎加工后再堆垛儲(chǔ)藏，由電廠(chǎng)燃料收儲(chǔ)點(diǎn)上門(mén)收購(gòu)。二級(jí)燃料運(yùn)輸影響到收購(gòu)點(diǎn)和電廠(chǎng)的整體利益，是燃料運(yùn)輸進(jìn)入發(fā)電廠(chǎng)的最后一個(gè)流程，燃料是否可以順利進(jìn)入發(fā)電廠(chǎng)是對(duì)燃料二級(jí)運(yùn)輸?shù)囊环N挑戰(zhàn)。[7]這一過(guò)程主要包括裝燃料、運(yùn)輸燃料和卸燃料等三個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)輸燃料在這一流程中顯得非常的重要，設(shè)計(jì)合理的運(yùn)輸線(xiàn)路，規(guī)劃完善的運(yùn)輸流程，是保障發(fā)電廠(chǎng)正常運(yùn)作的必要條件，也是降低企業(yè)物流成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法。[8]運(yùn)輸體系流程圖如圖3-3所示。收購(gòu)點(diǎn)電廠(chǎng)運(yùn)輸運(yùn)輸收集樹(shù)林、收購(gòu)點(diǎn)電廠(chǎng)運(yùn)輸運(yùn)輸收集樹(shù)林圖3-3運(yùn)輸體系流程圖3.3S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路存在的問(wèn)題分析3.3.1收購(gòu)點(diǎn)燃料供應(yīng)不穩(wěn)定國(guó)內(nèi)的生物質(zhì)電廠(chǎng)大部分都是選擇農(nóng)作物秸稈作為燃料，但由于秸稈燃料存在供應(yīng)上的區(qū)域局限性和季節(jié)性，致使秸稈資源收集困難，樹(shù)皮、木屑等資源便成為了替代品。雖然S發(fā)電廠(chǎng)是處于盛產(chǎn)桉樹(shù)的華南地區(qū)，但是發(fā)電廠(chǎng)所在縣的各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)燃料收購(gòu)點(diǎn)的桉樹(shù)皮燃料還是受到了市場(chǎng)供需不平衡的影響。由于桉樹(shù)皮燃料易燃、松散的特殊性，只可以存儲(chǔ)一部分的燃料，倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)最多也只能容納存儲(chǔ)7天的燃料量。[9]為了達(dá)到發(fā)電廠(chǎng)全年持續(xù)生產(chǎn)的要求，燃料經(jīng)過(guò)收購(gòu)點(diǎn)的加工處理，存儲(chǔ)在收購(gòu)點(diǎn)，S發(fā)電廠(chǎng)燃料收儲(chǔ)點(diǎn)每天派出收購(gòu)員前往收購(gòu)點(diǎn)收購(gòu)。然而桉樹(shù)皮燃料收購(gòu)被其季節(jié)性所影響，各收購(gòu)點(diǎn)在燃料收購(gòu)?fù)竞偷具\(yùn)輸?shù)娜剂狭坑泻艽蟛町?。如藤縣區(qū)域的古龍鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)1到12月份的燃料運(yùn)輸量從0到4500噸不等，發(fā)電廠(chǎng)其他收購(gòu)點(diǎn)每個(gè)月份的燃料供給量也存在一定的差異，在淡季和自然氣候的影響，部分燃料收購(gòu)點(diǎn)的供給量會(huì)出現(xiàn)大幅度的減少，燃料供給不足這就會(huì)給S發(fā)電廠(chǎng)的日常收購(gòu)和發(fā)電效率造成極大的影響。因此，燃料供應(yīng)量不穩(wěn)定這一問(wèn)題時(shí)刻威脅著S發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)作效率。3.3.2運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，路線(xiàn)多分布在藤縣區(qū)域的收購(gòu)點(diǎn)有8個(gè)，主要通過(guò)公路將燃料從收購(gòu)點(diǎn)運(yùn)輸至S發(fā)電廠(chǎng)。每個(gè)收購(gòu)點(diǎn)到發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)輸路線(xiàn)基本都有多條可以選擇，包括不同級(jí)別的公路，運(yùn)輸距離不一樣，公路狀況不一樣，所產(chǎn)生的運(yùn)輸路程、時(shí)間和費(fèi)用不同。[10]有些路線(xiàn)的運(yùn)輸線(xiàn)路很近，但是由于鄉(xiāng)村道路比較崎嶇，導(dǎo)致運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)；有些路線(xiàn)路況比較好，但是運(yùn)輸線(xiàn)路距離遠(yuǎn)；部分收購(gòu)點(diǎn)周邊還有收費(fèi)站，增加了運(yùn)輸成本，但是選擇沒(méi)有收費(fèi)站的路線(xiàn)，運(yùn)輸距離就往往會(huì)增加很多。因此，S發(fā)電廠(chǎng)需要綜合考慮燃料運(yùn)輸距離、車(chē)輛行駛時(shí)間和運(yùn)輸成本等多種因素后的最佳運(yùn)輸路線(xiàn)。綜上所述，所以收購(gòu)員在接到指派任務(wù)后都是憑主觀(guān)意識(shí)去選擇前往某一收購(gòu)點(diǎn)裝載燃料，以下線(xiàn)路是收購(gòu)員經(jīng)常行駛運(yùn)輸?shù)木€(xiàn)路：塘步鎮(zhèn)→藤州鎮(zhèn)→古龍鎮(zhèn)→象棋鎮(zhèn)→東榮鎮(zhèn)→太平鎮(zhèn)→蒙江鎮(zhèn)→金雞鎮(zhèn)→塘步鎮(zhèn)，這一線(xiàn)路的總路程為413km。經(jīng)過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，S發(fā)電廠(chǎng)距離最近的塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)的路程為6km，而距離最遠(yuǎn)的古龍鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)的路程長(zhǎng)達(dá)84km。據(jù)東北電力設(shè)計(jì)院總工程師劉鋼對(duì)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)線(xiàn)路的研究和長(zhǎng)春地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)的數(shù)據(jù)分析可知，電廠(chǎng)燃料收購(gòu)線(xiàn)路會(huì)對(duì)生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)收益產(chǎn)生較大影響：燃料運(yùn)輸成本會(huì)隨收購(gòu)線(xiàn)路的增加而增加，從而帶來(lái)燃料成本的增加和隨之而來(lái)企業(yè)利潤(rùn)減少。[11]由于專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才缺乏，缺乏對(duì)路線(xiàn)合理規(guī)劃，造成收購(gòu)員多次繞路，運(yùn)輸路程的增加同時(shí)致使了運(yùn)輸時(shí)間和車(chē)輛燃油費(fèi)的增加。3.3.3燃料收購(gòu)點(diǎn)分散隨著藤縣中和陶瓷園的迅猛發(fā)展，其對(duì)S發(fā)電廠(chǎng)的供電需求越來(lái)越高，因此，S發(fā)電廠(chǎng)對(duì)燃料的需求也不斷增加。由于周邊相鄰幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供給不足，S發(fā)電廠(chǎng)只能擴(kuò)大收購(gòu)范圍，為確保每日的燃料量，距離S發(fā)電廠(chǎng)最近的藤縣區(qū)域的燃料收購(gòu)點(diǎn)顯得尤為重要。藤縣面積達(dá)3945平方公里，從規(guī)劃線(xiàn)路的角度去看藤縣區(qū)域的8個(gè)收購(gòu)點(diǎn)就顯得分布零散，拿東榮鎮(zhèn)和象棋鎮(zhèn)這兩個(gè)收購(gòu)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，一個(gè)在北一個(gè)在南。即使每個(gè)點(diǎn)都可以以最短距離連接起來(lái)，但其形成的運(yùn)輸成本也是難以控制到最小化的。4S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸線(xiàn)路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案4.1AMPL建模的基礎(chǔ)S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸車(chē)輛為20輛，本次模型選取其中的1輛貨車(chē)作為研究對(duì)象，對(duì)其每日的運(yùn)輸路線(xiàn)和時(shí)間進(jìn)行研究。S發(fā)電廠(chǎng)燃料運(yùn)輸問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型可以簡(jiǎn)化為：從發(fā)電廠(chǎng)定為起點(diǎn)然后至8個(gè)燃料收購(gòu)點(diǎn)，每個(gè)收購(gòu)點(diǎn)之間的距離以及和到發(fā)電廠(chǎng)的距離都是已知，由于農(nóng)村的道路不是筆直的，測(cè)量出來(lái)距離用兩點(diǎn)間的直線(xiàn)假設(shè)代替，在知道這些數(shù)據(jù)條件下，要在這些線(xiàn)路中進(jìn)行合理的挑選，按照不同的權(quán)重進(jìn)行綜合分析最后使得總運(yùn)輸線(xiàn)路最短最合理。4.2數(shù)據(jù)收集及模型建立運(yùn)行分析4.2.1數(shù)據(jù)收集根據(jù)前面的關(guān)于S發(fā)電廠(chǎng)的燃料運(yùn)輸線(xiàn)路存在的路徑問(wèn)題分析，需要整理出各個(gè)站點(diǎn)的距離建立里程表格：表4-1收購(gòu)點(diǎn)編號(hào)表收購(gòu)點(diǎn)數(shù)據(jù)代碼中設(shè)定代號(hào)（阿拉伯?dāng)?shù)字）塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)1藤州鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)2東榮鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)3太平鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)4濛江鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)5象棋鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)6金雞鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)7古龍鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)8表4-2收購(gòu)點(diǎn)距離表各收購(gòu)點(diǎn)之間的距離（km）收購(gòu)點(diǎn)123456781017766039533480217060432340256837660016419985414604316024836825539234124062474965340998362026108734258568472609488068412549108940表4-2收購(gòu)點(diǎn)距離表，表示S發(fā)電廠(chǎng)設(shè)定的各個(gè)收購(gòu)點(diǎn)相互之間的距離，為了方便記錄和代碼實(shí)現(xiàn)，后續(xù)在A(yíng)MPL代碼數(shù)據(jù)中用1到8的阿拉伯?dāng)?shù)字代替站點(diǎn)的名稱(chēng)。4.2.2模型的描述及約束條件S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)線(xiàn)路問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型可以描述為：從一個(gè)起始點(diǎn)開(kāi)始設(shè)定為唯一入口，然后依次經(jīng)過(guò)各個(gè)收購(gòu)點(diǎn)，最后到S發(fā)電廠(chǎng)燃料倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)為一個(gè)完整的收購(gòu)回路。現(xiàn)將每一收購(gòu)點(diǎn)看作成一個(gè)點(diǎn)，且點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離全部已知，求一個(gè)路徑經(jīng)過(guò)這些點(diǎn)且全部經(jīng)過(guò)的總路程最短。模設(shè)定的條件有：對(duì)于每個(gè)收購(gòu)點(diǎn)有且僅有一個(gè)出口一個(gè)入口；沒(méi)有任何別的回路；構(gòu)成一個(gè)閉回路。（1）參數(shù)：v是裝貨點(diǎn)構(gòu)成的集合；i和j表示裝貨點(diǎn)；dij表示兩個(gè)裝貨點(diǎn)i和j之間的距離。（2）變量對(duì)于集合中的任意點(diǎn)有i≠j,如果Xij=1則直接由i點(diǎn)走到j(luò)點(diǎn)，否則Xij=0。4.3數(shù)學(xué)模型則可以構(gòu)建數(shù)學(xué)模型如下數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)是裝貨的運(yùn)輸距離最短；公式表示于每個(gè)裝貨點(diǎn)而言，僅一條路徑進(jìn)和一條路出(單線(xiàn)入單線(xiàn)出)；保證沒(méi)有其他的子回路產(chǎn)生，Xij=1或0,Xij=1時(shí)表示由i到j(luò),否則為0。4.4模型計(jì)算4.4.1收購(gòu)點(diǎn)的線(xiàn)路AMPL的mod模型建立根據(jù)前面表格收集到的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在一直點(diǎn)相互間的距離。設(shè)定集合A{1...group}表示收購(gòu)點(diǎn)的集合，B{1...spot}代表點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)輸路徑；已知要將所有點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)閉回路，且每個(gè)點(diǎn)有且僅有一個(gè)入口一個(gè)出口，所以該模型要規(guī)避其他的運(yùn)輸路徑；設(shè)定點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離為mileage；收購(gòu)點(diǎn)集合group并依次記為1到8；決策變量記為after表示本次模型中經(jīng)過(guò)哪些收購(gòu)點(diǎn)，相對(duì)應(yīng)的最短距離目標(biāo)函數(shù)minimizedistance:sum{iinA,jinA:i!=j}juli[i,j]*use[i,j]，于是得到了本次AMPL的mod代碼部分命名為S.mod：paramgroup>0,integer;#interger保存整數(shù)setA:=1..group;#為盤(pán)點(diǎn)站點(diǎn)集合parammileage{A,A}>=0;#路徑距離paramspot>=0,integer,default0;setB{1..spot};#小回路varafter{A,A}binary;minimizedistance:sum{iinA,jinA:i!=j}mileage[i,j]*after[i,j];subjecttosuccessore{iinA}:sum{jinA:i!=j}after[i,j]=1;subjecttopredecessor{jinA}:sum{iinA:i!=j}after[i,j]=1;subjecttospot_elim{kin1..spot}:sum{iinB[k],jinAdiffB[k]}after[i,j]>=1;4.4.2收購(gòu)點(diǎn)的線(xiàn)路AMPL的dat模型建立根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，已知點(diǎn)與點(diǎn)之間的相互距離，根據(jù)mod部分可以設(shè)定出運(yùn)行dat部分，命名為S.dat：paramgroup:=8;parammileage:12345678:=10177660395334802006043234025683000164199854140000248368255000006247496000000261087000000094800000000;4.4.3收購(gòu)點(diǎn)線(xiàn)路的AMPL代碼運(yùn)行與分析在建立好的模型基礎(chǔ)上，對(duì)模型進(jìn)行了運(yùn)算求解，得到以下運(yùn)行結(jié)果：ampl:reset;ampl:modelS.mod;ampl:dataS.dat;ampl:optionsolvercplex;ampl:solve;CPLEX12.6.0.0:optimalintegersolution;objective587MIPsimplexiterations0branch-and-boundnodesampl:displayafter;after[*,*]:12345678:=101000000210000000300010000400000001500100000600001000700000100800000010圖4-1AMPL運(yùn)行結(jié)果圖由運(yùn)行結(jié)果可以看出出現(xiàn)的路徑有：1→2；8→7→6→5→3→4；因此在運(yùn)行結(jié)果中出現(xiàn)了2個(gè)小回路，按照題設(shè)要求，本次優(yōu)化方案只有一條閉回路，因此還需要規(guī)避這個(gè)問(wèn)題，需要再添加限制條件。要忽略掉這些小的回路，文中需要在模型操作窗添加一個(gè)限制條件對(duì)B{1,2}進(jìn)行分割，執(zhí)行語(yǔ)法命令為：letspot:=1;letB[1]:={1,2}；限制條件將該回路視為一個(gè)點(diǎn)再次求解。添加完限制條件后，再次對(duì)模型進(jìn)行迭代求解，得到以下運(yùn)行結(jié)果：圖4-2優(yōu)化后AMPL運(yùn)行結(jié)果圖最后通過(guò)運(yùn)行結(jié)果可以看出運(yùn)行結(jié)果表示的為一條閉回路：1→2→3→8→4→5→6→7→1即為：塘步鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；藤州鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；東榮鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；古龍鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；太平鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；濛江鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；象棋鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；金雞鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)；藤州鎮(zhèn)收購(gòu)點(diǎn)的順序進(jìn)行收購(gòu)的線(xiàn)路選取。4.5AMPL模型的結(jié)果4.5.1運(yùn)行結(jié)果的線(xiàn)路對(duì)比電廠(chǎng)燃料班提供的日常偏好的運(yùn)輸路徑為1→2→8→6→3→4→5→7→1，優(yōu)化前運(yùn)輸路徑圖如圖4-3所示。優(yōu)化前的路徑距離長(zhǎng)，路線(xiàn)重復(fù)率較高，運(yùn)輸周期較長(zhǎng)。根據(jù)前面圖4-2的運(yùn)行結(jié)果可以得出最優(yōu)運(yùn)輸線(xiàn)路為1→2→3→8→4→5→6→7→1，優(yōu)化后運(yùn)輸路徑圖如圖4-4所示。按照實(shí)際情況最后的一步為到達(dá)S發(fā)電廠(chǎng)燃料倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)，優(yōu)化后的路徑路程短，路線(xiàn)重復(fù)率低，運(yùn)輸?shù)闹芷诙?。圖4-3優(yōu)化前運(yùn)輸路徑圖圖4-4優(yōu)化后運(yùn)輸路徑圖圖4-3是沒(méi)有優(yōu)化前的運(yùn)輸線(xiàn)路，線(xiàn)路為1→2→8→6→3→4→5→7→1；總路程為17+68+108+99+16+24+47+34=413（km）；基于A(yíng)MPL優(yōu)化后線(xiàn)路為圖4-4，其優(yōu)化后的路徑為1→2→3→8→4→5→6→7→1，優(yōu)化后的總路程為17+60+41+25+24+62+26+34=289（km）。則優(yōu)化前后相差413-289=124（km），因此優(yōu)化后的線(xiàn)路將要比之前的線(xiàn)路近124km。如果按照日常貨車(chē)的運(yùn)行速度在城市道路以平均60km/h速度，則設(shè)使用時(shí)間為T(mén)，單位為h（小時(shí)），得出優(yōu)化前后的路程時(shí)間對(duì)比表如下：表4-3優(yōu)化前后對(duì)比表優(yōu)化前后路程路徑時(shí)間（T）總路程（km）優(yōu)化前1→2→8→6→3→4→5→7→16.9h413優(yōu)化后1→2→3→8→4→5→6→7→14.8h2894.5.2AMPL運(yùn)輸線(xiàn)路優(yōu)化效果由表格和優(yōu)化前后對(duì)比可以看出S發(fā)電廠(chǎng)的燃料運(yùn)輸線(xiàn)路得到了明顯的優(yōu)化，每日投入時(shí)間減少近兩小時(shí)，路程減少了124km，提高了S發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)作效率同時(shí)減少了成本投入，在應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的企業(yè)燃料需求上提供了更好的應(yīng)對(duì)方法，運(yùn)輸時(shí)間和路程的減少，運(yùn)輸周期縮短，每日的收購(gòu)量增加。優(yōu)化的效果可以歸納為以下幾點(diǎn)：運(yùn)輸?shù)穆烦虦p短在優(yōu)化前貨車(chē)收購(gòu)員都是根據(jù)自己的主觀(guān)意識(shí)進(jìn)行路徑的選取的，同時(shí)鄉(xiāng)村道路部分條件較差，時(shí)常會(huì)遇到惡劣的天氣情況，收購(gòu)員會(huì)選擇繞路收購(gòu)，優(yōu)化前的路徑每日路程很長(zhǎng)，每日運(yùn)輸來(lái)回需要12小時(shí)。優(yōu)化過(guò)后，雖然限定了線(xiàn)路運(yùn)輸，但是每日可以節(jié)省124km，接近2小時(shí)的路程，這大大降低了成本投入和提高了工作效率，縮短運(yùn)輸路程，提高了運(yùn)輸周期，也為S發(fā)電廠(chǎng)每日的運(yùn)輸節(jié)省了很大成本。運(yùn)輸?shù)男侍岣唠S著S發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)展每日的發(fā)電量也不會(huì)一成不變的，隨著社會(huì)的需求發(fā)電量逐年增加，那么多燃料的需求也會(huì)慢慢增加需求，現(xiàn)在一車(chē)能解決的可能以后每日就需要多輛車(chē)，經(jīng)過(guò)AMPL優(yōu)化后每日單趟節(jié)約將近三分之一的路程，這對(duì)以后的運(yùn)輸具有指導(dǎo)意義，提高了運(yùn)輸?shù)男?。運(yùn)輸模式的規(guī)范化在優(yōu)化之前S發(fā)電廠(chǎng)燃料收儲(chǔ)點(diǎn)的運(yùn)輸線(xiàn)路較為混亂，收購(gòu)員每天運(yùn)輸線(xiàn)路十分復(fù)雜，工作量大。優(yōu)化過(guò)后每日會(huì)根據(jù)S發(fā)電廠(chǎng)的需求結(jié)合各地收購(gòu)點(diǎn)的供給量，經(jīng)過(guò)科學(xué)的規(guī)劃線(xiàn)路把每日的行程下發(fā)到各個(gè)收購(gòu)員手中，收購(gòu)員按照訂單的詳細(xì)信息和計(jì)劃路線(xiàn)進(jìn)行收購(gòu)運(yùn)輸，節(jié)省了時(shí)間成本，使得運(yùn)輸與收購(gòu)成為了規(guī)范化的模式，將復(fù)雜的問(wèn)題按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理完善。4.6S發(fā)電廠(chǎng)燃料收購(gòu)運(yùn)輸問(wèn)題改善建議4.6.1拓寬收購(gòu)渠道，加強(qiáng)市場(chǎng)意識(shí)培養(yǎng)S發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)該及時(shí)拓寬自身燃料收購(gòu)渠道，積極開(kāi)拓同行業(yè)業(yè)務(wù)合作。在應(yīng)對(duì)燃料收購(gòu)淡季或受自然災(zāi)害時(shí)，S發(fā)電廠(chǎng)可以及時(shí)地通過(guò)其他渠道迅速調(diào)配所需的發(fā)電燃料，應(yīng)對(duì)燃料短缺所造成的影響。如增加鄰市或鄰省的燃料收購(gòu)點(diǎn)，或者燃料短缺時(shí)向同行業(yè)進(jìn)行調(diào)配。同時(shí)，S發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)該與生物質(zhì)燃料供應(yīng)商培育良好的合作關(guān)系，保證燃料質(zhì)量的穩(wěn)定。這樣一來(lái)無(wú)論是燃料是否在淡旺季，都能夠及時(shí)的保證發(fā)電廠(chǎng)的燃料供給，并且都能夠隨著市場(chǎng)的規(guī)律，都可以找到穩(wěn)定的合作伙伴。[12]4.6.2規(guī)范運(yùn)輸線(xiàn)路由于之前的運(yùn)輸線(xiàn)路都是按照收購(gòu)員主觀(guān)意識(shí)決定的，大大地增加了運(yùn)輸路程和時(shí)間，所以每日由發(fā)電廠(chǎng)的專(zhuān)職人員對(duì)下一日的燃料收購(gòu)線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且及時(shí)分發(fā)到相對(duì)應(yīng)的收購(gòu)員手中，這樣既可以規(guī)范工作流程，也可以節(jié)約時(shí)間成本和縮短路程，同時(shí)合理的燃料收購(gòu)路線(xiàn)也節(jié)省了油耗，降低了公司的成本投入。同時(shí)，S發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)該提前計(jì)算出近3天發(fā)電廠(chǎng)燃料的需求量，根據(jù)需求再結(jié)合每日各個(gè)收購(gòu)點(diǎn)反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收購(gòu)預(yù)算，并及時(shí)地將燃料收購(gòu)訂單的內(nèi)容信息完善，其中是要標(biāo)明燃料需求量是多少?lài)?，各個(gè)站點(diǎn)的需求量是多少，同時(shí)訂單的線(xiàn)路應(yīng)該在后面標(biāo)注出來(lái)，有利于收購(gòu)員的運(yùn)輸線(xiàn)路選取。4.6.3重新劃分收購(gòu)點(diǎn)區(qū)域，合理進(jìn)行車(chē)輛調(diào)配在研究S發(fā)電廠(chǎng)藤縣區(qū)域收購(gòu)點(diǎn)車(chē)輛運(yùn)輸收購(gòu)路徑時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分收購(gòu)點(diǎn)分散度較大，導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)穆烦碳哟?，不利于發(fā)電廠(chǎng)的收購(gòu)線(xiàn)路規(guī)劃，增加了成本投入；如東榮鎮(zhèn)和象棋鎮(zhèn)一北一南，在進(jìn)行收購(gòu)運(yùn)輸時(shí)路程距離跨度過(guò)大。所以S發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)該合理的進(jìn)行區(qū)域收購(gòu)點(diǎn)的規(guī)劃劃分，應(yīng)該按照供給量和各個(gè)收購(gòu)點(diǎn)之間的距離綜合考慮，將一些距離相對(duì)近且供給量總和能夠滿(mǎn)足公司需求的收購(gòu)點(diǎn)，劃分在一個(gè)區(qū)域進(jìn)行收購(gòu)運(yùn)輸，而不是單獨(dú)按照縣區(qū)域進(jìn)行劃分，這樣的局限性較大。同時(shí)在進(jìn)行車(chē)輛調(diào)配時(shí)，應(yīng)