近年來(lái)，我國(guó)化工、冶金、制造等工業(yè)的迅速發(fā)展帶動(dòng)了危險(xiǎn)品運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展。中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)危化品物流分會(huì)的相關(guān)資料顯示，當(dāng)前化工企業(yè)是危險(xiǎn)品運(yùn)輸業(yè)最主要的客戶來(lái)源，約占總量的90%以上，其中我國(guó)東南部危險(xiǎn)品消費(fèi)企業(yè)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸量占總量的71%。同時(shí)相關(guān)研究也指出，國(guó)內(nèi)約95%以上的危險(xiǎn)品需要在不同的城市之間進(jìn)行運(yùn)輸。2022年我國(guó)危險(xiǎn)品年運(yùn)輸量已達(dá)20.3億t，預(yù)計(jì)未來(lái)危險(xiǎn)品運(yùn)輸量還會(huì)進(jìn)一步增加。
　　危險(xiǎn)品是一類對(duì)人員、財(cái)產(chǎn)和生態(tài)具有潛在或?qū)嵸|(zhì)性危害的物質(zhì)材料。危險(xiǎn)品的特殊性質(zhì)決定了在其生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝卸以及運(yùn)輸過(guò)程中總伴隨著極大的風(fēng)險(xiǎn)，事故時(shí)有發(fā)生。若發(fā)生事故，輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，甚至危及人員安全。高風(fēng)險(xiǎn)是危險(xiǎn)品運(yùn)輸區(qū)分普通貨物運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。如何科學(xué)地組織危險(xiǎn)品運(yùn)輸具有重大的研究意義。
　　目前已有的危險(xiǎn)品運(yùn)輸方面的圖書多從運(yùn)輸組織、管理和實(shí)施的角度概要介紹危險(xiǎn)品運(yùn)輸規(guī)劃的知識(shí)體系，盡管內(nèi)容涵蓋較為全面，但對(duì)運(yùn)輸路徑優(yōu)化理論涉獵不多。雖然部分著作對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸優(yōu)化理論的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，然而其研究?jī)?nèi)容主要集中在危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題上，涉及相關(guān)危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑多目標(biāo)優(yōu)化、雙層規(guī)劃的較少。研究者需要從實(shí)踐中提取科學(xué)問(wèn)題，從不同角度構(gòu)建新的組合優(yōu)化模型，分析模型的結(jié)構(gòu)特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)高效的算法，并驗(yàn)證模型和算法的有效性。本書正是基于此開展了相關(guān)研究。本書針對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸問(wèn)題大規(guī)模、時(shí)變、多目標(biāo)等特點(diǎn)，考慮專用道設(shè)置策略、多式聯(lián)運(yùn)方式、環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)、碳排放政策等不同情境，在系統(tǒng)、深入地進(jìn)行問(wèn)題分析與數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上，開發(fā)了有效的算法求解，力圖在危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理優(yōu)化領(lǐng)域，初步構(gòu)建應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)技術(shù)解決危險(xiǎn)品運(yùn)輸問(wèn)題的理論框架，解決諸如建模方法、算法設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)等問(wèn)題。
　　本書作者長(zhǎng)期從事復(fù)雜系統(tǒng)建模與優(yōu)化、運(yùn)籌與管理的研究，在危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化理論與方法方面有深厚的積累和深入的研究。本書總結(jié)了作者危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化方面的主要研究工作，創(chuàng)新之處包括以下六個(gè)方面。
　　（1）研究了非時(shí)變風(fēng)險(xiǎn)條件下危險(xiǎn)品運(yùn)輸專用道優(yōu)化問(wèn)題。在現(xiàn)有的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)地選擇在哪些路段上設(shè)置專用道，并分別為每一個(gè)危險(xiǎn)品運(yùn)輸任務(wù)設(shè)計(jì)滿足時(shí)間和安全要求的專用道路徑，以達(dá)到最小化專用道設(shè)置所造成的交通影響和最小化運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的目的。設(shè)計(jì)了ε約束法獲得了原多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的帕累托最優(yōu)解，并利用模糊隸屬度法幫助決策者從多個(gè)帕累托最優(yōu)解中選擇出一個(gè)首選解。
　�。�2）針對(duì)非時(shí)變風(fēng)險(xiǎn)條件下危險(xiǎn)品運(yùn)輸專用道優(yōu)化問(wèn)題，開發(fā)了一種分割求解法和割平面相結(jié)合的算法來(lái)求解ε問(wèn)題。即根據(jù)該問(wèn)題的特征，研究了預(yù)處理技術(shù)以減少其解空間；采用分割求解法求解ε問(wèn)題，獲得了其最優(yōu)解；利用割平面法尋找ε問(wèn)題的有效不等式，加快了分割求解法的收斂。
　�。�3）研究了時(shí)變風(fēng)險(xiǎn)條件下危險(xiǎn)品運(yùn)輸專用道優(yōu)化問(wèn)題。基于該問(wèn)題的特征，開發(fā)了預(yù)處理技術(shù)以減少解空間，并在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用ε約束法將該多目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列單目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃ε問(wèn)題，提出了基于部分整數(shù)松弛策略和一個(gè)新的分割面生成技術(shù)的分割求解法求解該ε問(wèn)題。
　�。�4）研究了考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，深入分析了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)的特征，提出了考慮環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，建立了考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，開發(fā)了基于問(wèn)題運(yùn)輸時(shí)間約束特性的預(yù)處理技術(shù)以縮小解空間。在此基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的分割求解法求解該問(wèn)題。
　　（5）研究了單/多任務(wù)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。針對(duì)單任務(wù)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，在對(duì)單任務(wù)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，以最小化多式聯(lián)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)和最小化多式聯(lián)運(yùn)成本為目標(biāo)，建立了該問(wèn)題的多目標(biāo)整數(shù)規(guī)劃模型。針對(duì)多任務(wù)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，為了規(guī)避多任務(wù)問(wèn)題可能造成的風(fēng)險(xiǎn)分布不均勻的情況，引入了運(yùn)輸弧段和運(yùn)輸站點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)閾值來(lái)兼顧多任務(wù)聯(lián)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)空間分布的均衡性，構(gòu)建了多任務(wù)危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，提出了改進(jìn)的ε約束法，求得問(wèn)題所有的帕累托最優(yōu)解。
　�。�6）研究了考慮定額碳稅政策的危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)路徑雙層優(yōu)化問(wèn)題�？紤]到政府監(jiān)管部門以及危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)之間的不同目標(biāo)需求，構(gòu)建了定額碳稅政策下的危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)雙層規(guī)劃模型。同時(shí)，考慮到危險(xiǎn)品多式聯(lián)運(yùn)發(fā)生事故概率的不確定性，將事故發(fā)生概率設(shè)置為不確定參數(shù)，通過(guò)不確定集合對(duì)其進(jìn)行刻畫，結(jié)合魯棒優(yōu)化理論，實(shí)現(xiàn)含不確定參數(shù)的雙層模型向確定性雙層模型的轉(zhuǎn)化�；�于轉(zhuǎn)化后模型的特性，提出了兩種不同的求解算法：精確算法和改進(jìn)粒子群-遺傳混合算法。
　　本書系統(tǒng)地遵循提出問(wèn)題、問(wèn)題建模、算法設(shè)計(jì)、算法分析的研究思路，綜合運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、管理學(xué)、混合整數(shù)規(guī)劃理論、多目標(biāo)規(guī)劃理論、雙層規(guī)劃理論、算法設(shè)計(jì)技術(shù)以及編程技術(shù)等多學(xué)科的方法開展研究。本書進(jìn)一步豐富了危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化理論和方法，所提出的運(yùn)籌優(yōu)化理論、方法和技術(shù)等研究成果，不僅為復(fù)雜組合優(yōu)化問(wèn)題提供一種新的解決思路，還從運(yùn)作層面上為危險(xiǎn)品運(yùn)輸問(wèn)題提供有效理論與技術(shù)支撐，為政府監(jiān)管部門和危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)提供決策技術(shù)支撐。
　　在本書的撰寫過(guò)程中，作者直接或間接地引用了國(guó)內(nèi)外危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑優(yōu)化建模及方法方面的多種文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)。前人相關(guān)的研究成果是組織開展本書研究工作的基礎(chǔ)，在此向相關(guān)學(xué)者和出版機(jī)構(gòu)表示真誠(chéng)的感謝。本書的部分研究成果是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)72271201，71601154）、國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)24BGL109）、陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)2017JQ7008）、西北工業(yè)大學(xué)精品學(xué)術(shù)著作培育項(xiàng)目等資助下取得的，西北工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院的代翔宇和蘇路領(lǐng)參與了相關(guān)課題的研究工作，在此一并表示感謝。
　　雖然書稿進(jìn)行了反復(fù)修改，但由于作者水平有限，仍難免存在錯(cuò)漏之處，懇請(qǐng)各位專家和學(xué)者不吝指正。
　　
作者
2024年12月