城市配送车辆路径模型和算法研究

城市配送车辆路径模型和算法研究

摘要：本文主要从多配送中心联合配送的车辆动态调

度模型、城市配送路线优化的智能算法以及实时监控的城市配送车辆调度动态管理方案的研究进行阐述，以期为解决车辆的配送线路问题提供参考资料。

关键词：城市配送车辆路径模型算法研究社会商业化和经济全球化的时代的到来,让服务商和物

流商清楚地认识到物流配送车辆优化调度的重要意义,既可

以降低商品物流成本,更能提高客户服务水平，可谓一举两得，也是对物流企业品牌树立和生存发展至关重要的。

、多配送中心联合配送的车辆动态调度模型的研究提高配送网络的运行可靠性和有效可达性，是物流配送

运输网络优化的主要目标，因此，以物流配送运输网络畅通可靠度最大为目标进行建模。笔者根据现在很多城市物流配送的多品种、小批量、多批次和短周期等特点，主要考虑以

约束条件：各条配送路线的货物总量不得超过车辆容积及载重量的限制；在物流中心现有运力允许的范围内；在配送过程中，每个配送点只能访问一次，且必须访问一次；每辆车只能服务一条线路，且每辆配送车从配送中心出发，最后必须回到配送中心；配送费用应当控制在一定水平下。遵循

上述约束条件，建立优化模型如下：

[maxZ=maxp =n=1NE n 书n] [s.t 书n=n 书

yqn??QnN??Mi=Onxij=1(j=1,2,…，

n)j=0nxij=1(i=1,2,…，

n)i=1nxoi=i=1nxio=Ni=Onj=Oncijxij??A]

式中：书n为网络中第n条配送线路的畅通可靠度；q为

第n条线路所安排车辆的载重；q为第n条线路上所有配送车辆数；Ci j 为节点i 至节点j 的费用，[xij1 车辆线路经过弧

点货物总量；N 为配送线路的总体数目；M 为物流中心配送i,j)0 车辆线路不经过弧( i,j)]

A 为某种确定水平下的费用定额，为常数，可根据经验

值确定。

二、城市配送路线优化的智能算法的研究城市配送中的多配送

中心，多种类货物的车辆调度问题

是NP－Hard 问题的组合，是多目标优化问题。根据物流配送网络系统的具体情况，笔者选择蚁群算法进行系统优化的研究分析。

所谓蚁群算法，就是人类在观察自然界真实蚂蚁觅食的

过程中总结出来的仿生优化算法，它在短短的十余年的发展历程中展现出顽强的生命力，成功地应用于解决旅行商问题

(traveling salesman problem , tsp)，车间作业调度问题(job-shopscheduling problem ，j s p ) ，车辆路径问题等组合优化问题。

我们用蚂蚁替代车辆，当下一个要服务的配送点会使运

载总量超出汽车载重量，就返回到配送中心，表示这辆车完成此次运输。然后换一辆车接着出发服务其余配送点，直到所有配送点都得到

了一次服务，此时代表蚂蚁完成一次巡游。

当所有蚂蚁都巡游一次，记为一次循环。一次循环后，根据各蚂蚁巡游历程的好坏（目标函数值），计算信息素增量，更

新相关路径上的信息素。具体实现步骤如下：

步骤1 初始化各基本参数，置nc=0；

步骤2 计算转移概率；步骤3 根据计算出的转移概率和随机产生的q 值，为每

只蚂蚁选择下一条移动的路径；

步骤4 当每一只蚂蚁都走过一条边到达下一配送点后，

就按局部更新规则对这条边进行一次信息素的局部更新；

步骤5 对每一只蚂蚁重复以上循环执行步骤2 到步骤4，

直到所有的配送点皆有蚂蚁走过且配送点的需求得到满足；

步骤6 在生成的全部路径中找出符合模型最优目标的

路径，则走过该路径的蚂蚁就是最优蚂蚁；

步骤7 对最优蚂蚁所经过的每一条边，按全局更新规则

对这条路径进行一次信息素的全局更新；

步骤8 重复执行步骤2 到步骤7，直到执行次数nc 达

到指定的最大迭代次数或连续若干代内没有更好的解出现为止。

配送网络畅通可靠度的最优意味着配送的延误出现的

概率最小，也即为对配送的有效可达性的最有力的保障。

、实时监控的城市配送车辆调度动态管理方案的研究一）降

低成本，提高效率

车辆作业流程的产生源于对物品诸要素（收件人规定的

时间段、重量、体积、货品类型、递送方式、跟踪要求/ 贵重物品），环境诸要素（收件人地点、车辆禁驶区域和路段、街区宽窄、库房地点），车辆诸要素（容积、载重量、车况、

车辆类型、历史路况）等诸多因素的综合自动规划，由优化

算法产生作业方案（即目标、资源的合理利用和搭配），安

排最佳的配送、揽收方式（人或车，专递或转递），最佳的行车路径，最佳的收递顺序。目标是以最低的成本、最短的时间、最高的效率处理完成最大的业务量。

二）分析数据，为决策提供依据

原配送体系的低速度、高成本瓶颈被突破后将衍生出基

于高速度、低成本的新业务。利用作业系统数据库信息，结合图形分析技术为管理层提供有力的运作分析数据，为企业有效的经营决策提供依据。

三）提高承载能力

物流速度加快后，业务承载量将加大，系统可以方便

地实现回程配货，中心提前在线预知车辆的实时信息及精确

抵达时间，根据具体情况合理安排回程配货。

四）提高服务质量，树立良好的企业品牌形象

物流活动是向客户提供及时、准确的产品递送。可以说，

客户服务是发展物流战略的关键，采用信息化技术，提高客户需求的响应速度，增加服务种类，实时反馈货品信息（货品跟踪。对客户来说最需要了解的是物品的流通过程中物品是否安全、准确地到达指定的地点）。物流企业应该利用现代信息科技，提高服务质量，树立良好的企业品牌形象。

作者简介：赵艳君（1977- ），女，硕士，河北联合大学理

学院讲师，

从事计算机基础教学，研究方向：数据库应用及算法分析。