Studies on Auction Mechanism and Bid Generation in the Procurement of Truckload Transportation Services

par Ke Lyu

Thèse de doctorat en Optimisation et Sûreté des Systèmes

Sous la direction de Ada Che et de Haoxun Chen.

Soutenue le 08-10-2021

à Troyes en cotutelle avec Northwestern Polytechnical University (Chine) , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube) , en partenariat avec CSC (China Scholarship Council) (Organisme gouvernemental étranger) et de Laboratoire Informatique et Société Numérique / LIST3N (laboratoire) .

Le président du jury était Christian Prins.

Le jury était composé de Christian Prins, Marie-Ange Manier, Nengmin Wang, Xi Chen, Jingwen Zhang.

Les rapporteurs étaient Marie-Ange Manier, Nengmin Wang.

mots clés

• Transport de marchandises
• Vente aux enchères
• Problème de tournées de véhicules
• Optimisation combinatoire
• Programmation (mathématiques)
• Transport de marchandises
• Vente aux enchères
• Problème de tournées de véhicules
• Optimisation combinatoire
• Programmation (mathématiques)

Titre traduit

Études sur le mécanisme d'enchères et la génération d'enchères dans l'achat de services de transport

Résumé

Le transport par camions entiers est un mode courant de transport de marchandises, qui représente une part importante de l’industrie de transport, où les expéditeurs achètent des services de transport auprès des transporteurs. L'achat de services de transport est souvent réalisé par des enchères. Par concevoir des mécanismes d'enchères efficaces et des méthodes efficaces pour résoudre les problèmes de génération d'enchères associés, les expéditeurs et les transporteurs peuvent réduire leurs coûts et augmenter leurs bénéfices respectivement. Cette thèse étudie trois problèmes soulevés dans l'achat de services de transport par camions entiers réalisé par une enchère combinatoire. Premièrement, deux mécanismes d'enchères combinatoires à deux phases sont conçus avec des paquets supplémentaires de demandes offerts à l’enchère générés respectivement par le commissaire-priseur et les transporteurs dans la deuxième phase. Deuxièmement, un algorithme de génération de colonnes est proposé pour résoudre le problème de génération d'enchères apparu dans l'enchère combinatoire. Enfin, le problème de génération d’enchères est étendu à un problème qui tient compte à la fois plusieurs périodes et l'incertitude dans l'achat de services de transport par camions entières. Ce problème d'optimisation stochastique est formulé par l’optimisation de scénario et l’équivalence déterministe. Pour résoudre ce modèle, une approche de décomposition de Benders est proposée.

mots clés

• Freight and freightage
• Auctions
• Vehicle routing problem
• Combinatorial optimization
• Programming (Mathematics)

Résumé

Truckload transportation is a common mode of freight transportation, which accounts for a substantial portion of transportation industry, where shippers procure transportation services from carriers. Transportation service procurement is often realized by auction. Through designing effective auction mechanisms and efficient methods for solving related bid generation problems, shippers and carriers can save costs and increase profits respectively. This thesis studies three problems raised in the procurement of truckload transportation services realized by combinatorial auctions. Firstly, two two-phase combinatorial auction mechanisms are designed with supplementary bundles of requests offered for bid generated by the auctioneer and the carriers respectively in the second phase. Secondly, a column generation algorithm is proposed to solve the bid generation problem appeared in the combinatorial auction. Finally, the bid generation problem is extended to one that considers both multiple periods and uncertainty in truckload transportation service procurement. This stochastic optimization problem is formulated through scenario optimization and deterministic equivalence. To solve this model, a Benders decomposition approach is proposed.