近年來，我國化工、冶金、制造等工業(yè)的迅速發(fā)展帶動了危險品運輸業(yè)的飛速發(fā)展。中國物流與采購聯(lián)合會�；�品物流分會的相關資料顯示，當前化工企業(yè)是危險品運輸業(yè)最主要的客戶來源，約占總量的90%以上，其中我國東南部危險品消費企業(yè)的危險品運輸量占總量的71%。同時相關研究也指出，國內(nèi)約95%以上的危險品需要在不同的城市之間進行運輸。2022年我國危險品年運輸量已達20.3億t，預計未來危險品運輸量還會進一步增加。
　　危險品是一類對人員、財產(chǎn)和生態(tài)具有潛在或實質性危害的物質材料。危險品的特殊性質決定了在其生產(chǎn)、儲存、裝卸以及運輸過程中總伴隨著極大的風險，事故時有發(fā)生。若發(fā)生事故，輕則造成財產(chǎn)損失，重則會對周圍環(huán)境造成污染，甚至危及人員安全。高風險是危險品運輸區(qū)分普通貨物運輸?shù)臉藴�。如何科學地組織危險品運輸具有重大的研究意義。
　　目前已有的危險品運輸方面的圖書多從運輸組織、管理和實施的角度概要介紹危險品運輸規(guī)劃的知識體系，盡管內(nèi)容涵蓋較為全面，但對運輸路徑優(yōu)化理論涉獵不多。雖然部分著作對危險品運輸優(yōu)化理論的發(fā)展做出了巨大貢獻，然而其研究內(nèi)容主要集中在危險品運輸車輛路徑優(yōu)化問題上，涉及相關危險品運輸路徑多目標優(yōu)化、雙層規(guī)劃的較少。研究者需要從實踐中提取科學問題，從不同角度構建新的組合優(yōu)化模型，分析模型的結構特性，在此基礎上設計高效的算法，并驗證模型和算法的有效性。本書正是基于此開展了相關研究。本書針對危險品運輸問題大規(guī)模、時變、多目標等特點，考慮專用道設置策略、多式聯(lián)運方式、環(huán)境污染風險、碳排放政策等不同情境，在系統(tǒng)、深入地進行問題分析與數(shù)學建模的基礎上，開發(fā)了有效的算法求解，力圖在危險品運輸管理優(yōu)化領域，初步構建應用運籌學技術解決危險品運輸問題的理論框架，解決諸如建模方法、算法設計及評價等問題。
　　本書作者長期從事復雜系統(tǒng)建模與優(yōu)化、運籌與管理的研究，在危險品運輸路徑優(yōu)化理論與方法方面有深厚的積累和深入的研究。本書總結了作者危險品運輸路徑優(yōu)化方面的主要研究工作，創(chuàng)新之處包括以下六個方面。
　�。�1）研究了非時變風險條件下危險品運輸專用道優(yōu)化問題。在現(xiàn)有的運輸網(wǎng)絡中最優(yōu)地選擇在哪些路段上設置專用道，并分別為每一個危險品運輸任務設計滿足時間和安全要求的專用道路徑，以達到最小化專用道設置所造成的交通影響和最小化運輸風險的目的。設計了ε約束法獲得了原多目標優(yōu)化問題的帕累托最優(yōu)解，并利用模糊隸屬度法幫助決策者從多個帕累托最優(yōu)解中選擇出一個首選解。
　�。�2）針對非時變風險條件下危險品運輸專用道優(yōu)化問題，開發(fā)了一種分割求解法和割平面相結合的算法來求解ε問題。即根據(jù)該問題的特征，研究了預處理技術以減少其解空間；采用分割求解法求解ε問題，獲得了其最優(yōu)解；利用割平面法尋找ε問題的有效不等式，加快了分割求解法的收斂。
　�。�3）研究了時變風險條件下危險品運輸專用道優(yōu)化問題�；�于該問題的特征，開發(fā)了預處理技術以減少解空間，并在此基礎上，應用ε約束法將該多目標混合整數(shù)規(guī)劃問題轉化為一系列單目標混合整數(shù)規(guī)劃ε問題，提出了基于部分整數(shù)松弛策略和一個新的分割面生成技術的分割求解法求解該ε問題。
　�。�4）研究了考慮環(huán)境風險的危險品運輸路徑多目標優(yōu)化問題，深入分析了環(huán)境污染風險的特征，提出了考慮環(huán)境污染風險的危險品運輸風險評價方法，建立了考慮環(huán)境風險的危險品運輸路徑多目標優(yōu)化問題的數(shù)學模型，開發(fā)了基于問題運輸時間約束特性的預處理技術以縮小解空間。在此基礎上，提出改進的分割求解法求解該問題。
　�。�5）研究了單/多任務危險品多式聯(lián)運路徑多目標優(yōu)化問題。針對單任務危險品多式聯(lián)運路徑多目標優(yōu)化問題，在對單任務危險品多式聯(lián)運風險進行評價的基礎上，以最小化多式聯(lián)運風險和最小化多式聯(lián)運成本為目標，建立了該問題的多目標整數(shù)規(guī)劃模型。針對多任務危險品多式聯(lián)運路徑多目標優(yōu)化問題，為了規(guī)避多任務問題可能造成的風險分布不均勻的情況，引入了運輸弧段和運輸站點的風險閾值來兼顧多任務聯(lián)運風險空間分布的均衡性，構建了多任務危險品多式聯(lián)運路徑多目標優(yōu)化問題的數(shù)學模型，提出了改進的ε約束法，求得問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品多式聯(lián)運路徑雙層優(yōu)化問題�？紤]到政府監(jiān)管部門以及危險品運輸企業(yè)之間的不同目標需求，構建了定額碳稅政策下的危險品多式聯(lián)運雙層規(guī)劃模型。同時，考慮到危險品多式聯(lián)運發(fā)生事故概率的不確定性，將事故發(fā)生概率設置為不確定參數(shù)，通過不確定集合對其進行刻畫，結合魯棒優(yōu)化理論，實現(xiàn)含不確定參數(shù)的雙層模型向確定性雙層模型的轉化�；�于轉化后模型的特性，提出了兩種不同的求解算法：精確算法和改進粒子群-遺傳混合算法。
　　本書系統(tǒng)地遵循提出問題、問題建模、算法設計、算法分析的研究思路，綜合運用運籌學、管理學、混合整數(shù)規(guī)劃理論、多目標規(guī)劃理論、雙層規(guī)劃理論、算法設計技術以及編程技術等多學科的方法開展研究。本書進一步豐富了危險品運輸路徑優(yōu)化理論和方法，所提出的運籌優(yōu)化理論、方法和技術等研究成果，不僅為復雜組合優(yōu)化問題提供一種新的解決思路，還從運作層面上為危險品運輸問題提供有效理論與技術支撐，為政府監(jiān)管部門和危險品運輸企業(yè)提供決策技術支撐。
　　在本書的撰寫過程中，作者直接或間接地引用了國內(nèi)外危險品運輸路徑優(yōu)化建模及方法方面的多種文獻和數(shù)據(jù)。前人相關的研究成果是組織開展本書研究工作的基礎，在此向相關學者和出版機構表示真誠的感謝。本書的部分研究成果是在國家自然科學基金項目（編號72271201，71601154）、國家社會科學基金項目（編號24BGL109）、陜西省自然科學基金項目（編號2017JQ7008）、西北工業(yè)大學精品學術著作培育項目等資助下取得的，西北工業(yè)大學管理學院的代翔宇和蘇路領參與了相關課題的研究工作，在此一并表示感謝。
　　雖然書稿進行了反復修改，但由于作者水平有限，仍難免存在錯漏之處，懇請各位專家和學者不吝指正。
　　
作者
2024年12月