服务网络设计

——(1984,Crainic,Multicommodity, Multimode Freight Transportation: A General Modeling and Algorithmic Framework for the Service Network Design Problem)

文献引用：
[1] Crainic T G , Rousseau J M . Multicommodity, multimode freight transportation: A general modeling and algorithmic framework for the service network design problem[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 1986, 20(3):225-242.

1. 服务网络

Service Network （服务网络）：这里特指的是Freight Transportation Service Network （货运服务网络）

货运服务网络设计不同于路径设计，对需要货运服务网络设计的主体有比较高的要求，不能仅仅只是简单的承运者，而是需要有管理至少是部分路线的权利，比如大型第三方承运者，货运平台，中央政府等。

2.服务网络设计主要解决的问题

服务网络设计问题旨在解决货运服务提供者中长期的规划问题，提高货运服务质量，可以被用来解决以下场景中的货运服务：

铁路货运：不同类型的火车服务（如普快，特快，直达，单线等等。）
卡车的城际运输，零担运输
集装箱多式联运

无论何种货运，中长期规划主要有以下几个主要问题：

服务网络设计或运输路径时的类型和服务水平。通过什么路径去提供服务，以什么方式提供服务，计划时间内服务提供的次数。
流量（货运）路由确定流量如何在网络中移动。对于每种流量类别（起点-目的地-商品的组合），必须确定通过服务网络的一条或多条路线，这些路线上的终端以及使用每条路线的货运量。
终端策略确定用于流量分类（或合并），模式传输以及将流量分配给系统每个终端上的运营商的策略。

3.服务网络设计问题的模型

3.1 物理网路 Gph=(N,Aph)G_{ph} = (N,A_{ph})Gph=(N,Aph)

NNN ：节点的集合，节点是物理设施：如专用或多式联运码头，接送点，路口）。
AphA_{ph}Aph ：是一系列物理的节点的连线（路段，铁路段，河段，飞机\海运航线）

举例（一个线性物理网络）
o(j1)-----------------o(j2)-------------------o(j3)--------------------o(j4)

3.2 服务网络 Gs=(N,As)G_{s} = (N,A_{s})Gs=(N,As)

NNN ：节点的集合，节点是物理设施：如专用或多式联运码头，接送点，路口）。
AsA_{s}As ：一系列可提供的货运服务的集合。
asa_{s}as ：任一服务(each service)，as∈Asa_{s} \in A_{s}as∈As

每项服务(each service), 通过以下几点定义：

从物理网络始发到目的地所经过的路由
在该路由上停止的终端顺序
服务的类型（指定特征如模式，速度，优先级等）

接着上面的例子，举个服务的例子，下面列举了7种服务
(a1): o(j1)-------express----------o(j4)
(a2): o(j1)------direct--------------o(j4)
(a3): o(j1)-----o(j2)----------------o(j4)
(a4): o(j1)---------------o(j3)------o(j4)
(a5): o(j1)-----o(j2)----o(j3)------o(j4)
(a6): ______ o(j2)----------------o(j4)
(a7): ______ o(j2)----o(j3)------o(j4)

可见一个服务asa_{s}as具有开始的节点，终止的节点，以及经过的节点，以及速度（express，direct）等特征。

3.3 运输类 (Traffic Class)与 itineraries(路程）
Traffic Class（运输类）：根据特定商品类型的某种货运吨位（或车辆数量）以及出发点和终止点来确定每种运输类。

接着上面的例子，举个traffic class 与其itineraries 的例子
Traffic class （j1,j3, c）
c是运输需求量，以某种货运吨位（或车辆数量）计量的货运量
[p1]: (a4){o(j1)---------------o(j3)------o(j4)}
注释： j1站点处集货，继续运往j3卸货，继续运往 j4
[p2]： (a3) {o(j1)-----o(j2)----------------o(j4)} + (a7) {______o(j2)----o(j3)------o(j4)}
注释：j2站点处分流，转车运输运往j3
[p3] (a3){o(j1)-----o(j2)----------------o(j4)} + (a7){ ______o(j2)----o(j3)------o(j4)}
注释： j2站点处卸货，继续运往j3
[p4] (a5){o(j1)-----o(j2)----o(j3)------o(j4)}
注释：j1站点处集货，继续运往j2卸货，继续运往 j3

由此，我们可以发现，对于一个traffic class 不止有一个itinerary 可以选择，如果选择多个itineraries，还有不同种流量分配的方法，这些选择与分配进而就会影响到货运服务提供方提供服务在规划时间内提供服务的次数，但这些选择与分配的组合是复杂的人很难直接从中得到最优的或者相对最优的选择与分配），因此需要通过构建模型来得到最优的选择和相应的流量分配方法。

之后安排写一下通用模型以及一个具体模型的小算例求解过程。

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