Single-Allocation Hub-Location-Problem (single-allocation hub location problem)

\(\large (\text{HLP1})~~\left\{~ \begin{align*} & \begin{aligned} & \rlap{\text{Min.}}\phantom{\text{u. d. N.}} && f(x, y, z)=\sum_{j=1}^n\sum_{i=1}^m\Big[\big(c_{ji}\cdot\sum_{j'=1}^n b_{jj'} + c_{ij}\cdot\sum_{j'=1}^n b_{j'j}\big)\cdot z_{ij} + \sum_{i'=1:i'\neq i}^m c_{ii'}\cdot x_{ii'}^j\Big]+\sum_{i=1}^m c_i^f\cdot y_i+\sum_{i=1}^m \sum_{i'=2:i'>i}^m c_{ii'}^f\cdot y_{ii'} \end{aligned} \\ & \begin{aligned} & \text{u. d. N.} && \sum_{i=1}^m z_{ij}=1 && (j=1, \ldots, n) \\ & && \big(\sum_{j'=1}^n b_{jj'}\big)\cdot z_{ij}+\sum_{i'=1:i'\neq i}^m x_{i'i}^j = \sum_{i'=1:i'\neq i}^m x_{ii'}^j + \sum_{j'=1}^n b_{jj'}\cdot z_{ij'} && (i=1, \ldots, m;~j=1, \ldots, n) \\ & && \sum_{j=1}^n \Big[\big(\sum_{j'=1}^n b_{jj'}\big)\cdot z_{ij} + \sum_{i'=1:i'\neq i}^m x_{i'i}^j\Big]\le a_i \cdot y_i && (i=1, \ldots, m) \\ & && \sum_{j=1}^n (x_{ii'}^j+x_{i'i}^j) \le \big(\sum_{j=1}^n\sum_{j'=1}^n b_{jj'}\big)\cdot y_{ii'} && (i, i'=1, \ldots, m: i < i')\\ & && x_{ii'}^j \ge 0 && (i, i'=1, \ldots, m:i\neq i';~j=1, \ldots, n) \\ & && y_i,~y_{ii'},~z_{ij}\in\{0, 1\} && (i, i'=1, \ldots, m: i < i';~j=1, \ldots, n) \end{aligned} \end{align*}\right. \)
\(a_i\)Umschlagskapazität von Hub \(i\)
\(b_{jj'}\)Prognostiziertes Versandaufkommen von Depot \(j\) zu Depot \(j'\)
\(c_i^f\)Fixe Einrichtungs- und Betriebskosten von Hub \(i\)
\(c_{ii'}^f\)Fixe Einrichtungs- und Betriebskosten der Transportrelation von Hub \(i\) zu Hub \(i'\)
\(c_{ij}\)Transportstückkosten von Knoten \(i\) zu Knoten \(j\) des Hub-and-Spoke-Netzwerks
\(m\)Anzahl der potentiellen Hub-Standorte \(i\)
\(n\)Anzahl der Depots \(j\)
\(\ast\)\(x^j_{ii'}\ge 0\)Transportmenge von Hub \(i\) zu Hub \(i'\) aus Depot \(j\)
\(\ast\)\(y_i\in\{0, 1\}\)\(=1\), falls Hub \(i\) eingerichtet wird, \(=0\), sonst
\(\ast\)\(y_{ii'}\in\{0, 1\}\)\(=1\), falls Transportrelation von Hub \(i\) zu Hub \(i'\) eingerichtet wird, \(=0\), sonst
\(\ast\)\(z_{ij}\in\{0, 1\}\)\(=1\), falls Depot \(j\) an Hub \(i\) angebunden wird, \(=0\), sonst