（管理科学与工程专业论文）基于双层规划模型的电信营业厅选址研究.pdf

北京邮 乜大学硕仁学位论文 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 五蝴 同期： 为扣：q ；章 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 至醯 一l 一 导师签名： 缝瞄 日期： 丕k = 堡五 日期：趁也：主i ! 里 摘要 选址研究 随着电信业的重组和3 g 牌照的发放，国内各大运营商纷纷在终 端、渠道、营销手段、业务流程等方面采取积极的措施，通过为用户 提供更多个性化、一站式的产品和服务，来达到吸引用户、抢夺市场、 提高企业竞争力的目的。而营业厅作为整个通信运营体系中和用户接 触最多的渠道之一，在提升用户满意度、增强用户忠诚度等方面发挥 着重要作用。 通过对现有选址方法的研究发现，大多数选址方法的目标层只是 简单的使规划部门的总成本最小化，而没有从用户的角度出发，将用 户的成本最小化也作为选址的衡量标准。因此，为了使选址问题更符 合实际情况，本文采用双层规划的思想，从运营商和用户的双重角度 建立了电信营业厅双层规划选址模型，上层规划使运营商的总成本最 小，下层规划使用户的选择成本最小。此外，考虑到新建营业厅与已 有营业厅之间可能存在的竞争关系，分别构建了基于竞争环境下的营 业厅选址模型和非竞争环境下的营业厅选址模型。最后给出数值算 例，并且借鉴前人提出的启发式算法来求解该选址模型，在验证了该 模型及算法的正确性的同时，也得到了最优的营业厅选址方案。 关键词：电信营业厅双层规划选址启发式算法 北京邮电大学硕士学位论文 b i l e v e lp r o g r a m m i n g m o d e lf o r t h e l o c a t i o n o ft e l e c o m m u n i c a t i o n s e r v i c ec e n t e r a b s t r a c t a l o n gw i t ht h er e o r g a n i z a t i o no ft h et e l e c o mi n d u s t r ya n dt h el i c e n s e i s s u eo f3 r dg e n e r a t i o n ，t h et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r sa l lt a k ea n p o s i t i v ea c t i o n st oa t t r a c ts u b s c r i b e r 、o c c u p yt h em a r k e ta n di m p r o v et h e i r c o m p e t i t i v ep o w e r ，s u c ha sp r o v i d i n gs u b s c r i b e r sw i t hm o r ep e r s o n a l i z e d a n do n e - s t o pp r o d u c ea n ds e r v i c e s i n c et h et e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e c e n t e ri so n eo fs u b s c f i b e r s m o s tf r e q u e n tc o n t a c t i n gc h a n n e l si nt h e w h o l et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r m i o ns y s t e m ，i tp l a y sav e r yi m p o r t a n tr o l e i ni m p r o v i n gs u b s c r i b e r s s a t i s f a c t i o na n d e n h a n c i n gt h e i rl o y a l t y b a s eo nt h es t i l d yo fe x i s t i n gl o c a t i o nt h e o r y ，m o s tl o c a t i o nm e t h o d s o n l yc o n s i d e rt h ec o s tm i n i m i z a t i o no fp l a m , i n gd e p a r t m e n ta st h e i r o b j e c t s ，a n di g n o r et h ei m p o r t a n c eo fu s e r s c o s tm i n i m i z a t i o n s o 。i n o r d e rt om a k et h el o c a t i o np r o b l e mm o r et a l l yw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o n t h eb i l e v e lp r o g r a m m i n gm o d e lw a sp r o p o s e df r o mt h ed o u b l ea n g l e so f v i e wo ft e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r sa n ds u b s c r i b e r s t h eu p p e rl e v e l p r o g r a m m i n ga i m st om i n i m i z et h et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r s t o t a l c o s t ，t h el o w e rl e v e lp r o g r a m m i n ga i m st om i n i m i z et h es u b s c r i b e r s s e l e c t i o nc o s t i nt h em e a nt i m e ，c o n s i d e r i n gt h ep o t e n t i a lc o m p e t i t i v e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h en e w l ye s t a b l i s h e dt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e c e n t e ra n dt h ee x i s t i n gt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ec e n t e r ，w er e s p e c t i v e l y p u tf o r w a r dt h ec o m p e t i t i o na n dn o n c o m p e t i t i o nl o c a t i o nm o d e lo f t e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ec e n t e r t h e nt h eh e u r i s t i c a l g o r i t h m i s e s t a b l i s h e dt os o l v et h em o d e l f i n a l l y ，t h em o d e la n di t s a l g o r i t h m s c o r r e c t i o na n de f f i c i e n c ya r ev e r i f i e db ya ne x a m p l e ，a n dt h es e r v i c e c e n t e r so p t i m a ls o l u t i o ni so b t a i n e d 北京邮电人学硕二l 学位论文 l e yw o r d s ：t e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ec e n t e r l o c a t i o n h e u r i s t i ca l g o r i t h m 北京邮电大学硕士学位论文 目录 第一章绪论1 1 1 选题研究背景。1 1 1 1 营业厅的定义1 1 1 2 营业厅的功能1 1 1 3 营业厅的分类2 1 1 4 营业厅选址的原则2 1 1 5 营业厅选址的步骤3 1 2 研究的目的和意义3 1 3 研究内容及思路5 1 3 1 研究内容5 1 3 2 研究思路6 1 4 研究方法6 1 5 主要创新点6 第二章文献综述7 2 1 选址理论综述7 2 1 1 选址问题的产生7 2 1 2 选址问题的发展7 2 1 3 选址问题的分类8 2 1 4 选址问题涉及的因素1 0 2 1 5 选址问题求解方法1 1 2 2 双层规划理论1 9 2 2 1 双层规划的产生和发展1 9 2 2 2 双层规划的应用2 l 2 2 3 双层规划的求解算法2 3 第三章电信营业厅双层规划选址模型的建立2 8 3 1 双层规划模型简介2 8 3 1 1 双层规划模型的定义2 8 3 1 2 双层规划模型相关定理2 8 3 1 3 双层规划模型的分类2 9 3 2 论文双层规划模型的建立3 1 3 2 1 非竞争环境下的营业厅选址双层规划模型3 l 3 2 2 竞争环境下的营业厅选址双层规划模型3 3 第四章模型求解研究。3 7 4 1 模型求解工具介绍3 7 4 2 模型求解算法研究3 7 4 3 模型求解过程3 9 4 4 模型算例分析4 0 第五章结论与展望。4 3 5 1 论文主要研究内容及成果。4 3 5 2 论文的不足及未来研究展望4 3 北京邮电大学 参考文献 致谢 攻读硕士期间发表的学术论文 1 1 选题研究背景 营业厅作为维系运营商和用户关系的桥梁，在宣传企业品牌形象、拓展业 务市场、服务用户、创造价值等方面发挥着重要的作用，因此将营业厅的选址和 建设作为一项长期性的投资显得尤为重要。营业厅选址具有战略性、长期性、稳 定性的特点，需要综合考虑拟选址区域的社会环境、地理环境、交通条件、建设 成本、竞争对手情况等多种因素，在为用户提供满意的产品或服务的同时，运营 商也获得最大程度的满足，实现了最佳的经济效益和社会效益。 1 1 1 营业厅的定义 中国电信营业服务规范( 2 0 0 5 版) 中对电信营业厅做了明确的定义：营 业厅是中国电信营销服务的实体渠道，是运营商与用户接触、沟通的主要场所之 一，也是运营商进行品牌业务宣传、营销服务的终端窗口。营业厅的服务必须从 用户感知出发，逐步实现由被动服务向主动营销、用户体验、形象展示等综合功 能的转型。通过良好的环境、诚信的服务、高效的能力等方面，让用户体验到电 信运营商卓越的品牌、文化和服务。 i 1 1 2 营业厅的功能 ( 1 ) 用户服务职能：服务职能是营业厅最基础的职能，包括缴纳话费、套 餐查询、业务咨询、业务办理、投诉处理等基础性服务以及迎宾引导业务、自助 服务、选号服务、v i p 服务等提升服务。 ( 2 ) 营销体验职能：是指营业员在营业厅进行主动营销，为用户提供产品 介绍、产品演示、用户现场体验等服务。通过与用户面对面的交流，让用户真实 直观的了解该业务的定位、资费、功能、使用方法等，进而形成主动办理该业务 的愿望，达到用户和营业厅两者之间的双赢。 ( 3 ) 信息反馈职能：由于营业厅与用户往往都是面对面接触，所以更容易 获取用户体验某一项业务时的使用感受以及期望改进的方面，通过对这些信息进 一步的整理和分析，可以客观、真实、有效的认识到运营商现有业务的优缺点， 从而为进一步改善通信业务、开发新的业务提供依据和保证。 第1 页共5 0 页 北京邮l 乜人学顾：l 学位论文 ( 4 ) 品牌宣传职能：通过提升用户对运营商品牌、文化和服务理念方面的 认同感，加强企业品牌在用户心中的知名度和美誉度，使得在降低用户离网率的 同时，能够吸引更多的新用户入网，进一步扩大运营商的市场份额、提高企业的 竞争力。 1 1 3 营业厅的分类 根据营业厅的归属关系及管理模式，可以将营业厅划分为自办营业厅、合 作营业厅、专营店和社会代办点四大类。 ( 1 ) 自办营业厅主要指由广电网络公司全额出资、建设、经营和管理的营 业厅。在分类的基础上，还可以根据地理位置、功能和规模对自办营业厅进行相 应分级： 一级营业厅：一般设立在省会城市及经济发达地级城市的中心城区； 二级营业厅：一般设立在省会城市主干街道和地级市中心城区及经济发 达县级城市中心城区； 三级营业厅：一般设立在省会城市非主干街道和郊县地区、地级城市主 干街道、县级城市中心城区及经济发达的农村乡镇； 四级营业厅：一般设立在地级城市非主干街道、县级城市主干街道及农 村乡镇。 。 ( 2 ) 合作营业厅、专营店和社会代办点是指有社会参与出资或经营管理的 营业厅。 一 1 1 4 营业厅选址的原则 由于通信企业的生产运作具有一些特殊性，因此营业厅的选址也有一定的 特点。一般来说要遵循以下的选址原则： ( 1 ) 成本最小原则：成本最小原则是指将影响营业厅选址的定量因素中与 成本有关的因素，作为主要的决策依据。成本最小意味着运营商将会有较大的利 润空间，同时在与其他运营商的竞争中也会占据一定的有利地位。 ( 2 ) 整体设计原则：整体设计原则是指运营商在营业厅选址时需要与外界 进行沟通，合作伙伴、竞争对手、消费者都可能影响到营业厅的选址，因此运营 商在选择营业厅位置的时候不能简单地从其自身的角度出发来衡量成本和效益， 还需要注意产业链中各参与者利益的均衡分配，从而保证整个产业链的稳定性和 最优性。 ( 3 ) 动态性原则：动态设计原则是指影响营业厅选址决策的众多因素并不 第2 页共s 0 页 北京邮电大学硕士学位论文 是静态的，而是不断发生变化的动态因素，营业厅选址及其设置也要有足够的弹 性，即要在一定程度上考虑到将来可能发生的事情，以适应环境的变化。因此， 运营商在选址决策时就必须考虑部分因素在有效期内的一个波动范围，这些波动 可能给决策结果带来什么样的影响。只有在考虑到影响因素变动的情况下，营业 厅的地址才更具有实际意义。 ( 4 ) 服务性原则瞳1 ：运营商在某些地方建设营业厅不但不会给其带来收益， 有时候甚至可能亏损，一般的行业是不会选择这样的地点的，但由于运营商承担 着服务大众的义务，同时也关系到企业的服务品牌形象，因此有时候运营商不得 不选择一些从经济角度来看毫无投资价值甚至亏损的通信地点来建设营业厅。 ( 5 ) 适应性原则：营业厅的选址必须与国家的经济发展方针、政策相适应， 与国内运营商资源分布以及用户需求分布相适应，与国民经济和社会发展相协 调。 1 1 5 营业厅选址的步骤 在进行营业厅选址时，主要分为以下几个步骤： ( 1 ) 明确营业厅建设的必要性、目的和意义； ( 2 ) 制定营业厅选址的基本计划，确定影响营业厅选址的多方面因素； ( 3 ) 设定营业厅选址的约束条件，包括资金限制、用户需求限制、政策限 制等； ( 4 ) 建立研究模型。即将影响营业厅选址的因素模型化，根据约束条件及 目标函数建立数学模型，并对运营商的服务量和服务成本进行正确的分析和判 断，以便从中寻求出能使运营商和用户二者的价值都达到最大化的解； ( 5 ) 结果评价。结合市场适应性、交通便利程度、人口密度、政府政策等 定性因素对结果进行分析评价，看其是否有现实意义及可行性； ( 6 ) 再次审核，确定最终选址结果。分析其他影响因素对计算结果的相对 影响程度，分别赋予它们一定的权重，采用加权法对计算结果进行复查。如果复 查通过，则原计算结果即为最终结果；如果复查不通过，则返回第3 步继续计算， 直到得到最终的计算结果。 1 2 研究的目的和意义 营业厅是电信运营商最为传统、大众化的服务渠道，从用户角度来看，营 业厅是宣传企业品牌文化、展示企业服务内涵、提高用户认知度、培养用户忠诚 度的场所；从运营商角度来看，营业厅有直观了解和掌握客户核心需求、及时获 第3 页共5 0 页 北京邮电人学硕：l ：学位论文 取用户反馈信息等市场前端信息的渠道优势。 回顾现有的电信营业厅研究文献，主要集中在营业厅服务管理、营销渠道 建设、功能提升等方面，对营业厅选址方面的研究寥寥无几，但是营业厅的选址 建设对于运营商来说又是非常重要，选址的好坏直接影响到营业厅的服务质量、 服务效率、服务成本等方面，从而影响到运营商的品牌形象和市场竞争力。合理 的选址能够降低企业运营成本、提高服务效率、用户的满意度等。不合理的选址 往往会带来诸多的不便，如高额的服务费用、资源的浪费等。 此外，虽然目前选址方法众多，也各有优缺点( 见表1 - 1 ) ，但除了双层规 划法外，其余所有方法都只考虑了将规划部门的总成本最小化，而没有从用户的 角度出发，使用户的成本也最小化。因此，本文采用双层规划法来解决该选址问 题，从运营商和用户的双重角度出发，建立基于双层规划理论的营业厅选址模型， 提出了一套完整的营业厅选址程序和方法，为国内电信运营商新建营业厅提供一 定的理论参考价值。 表1 - 1 目前选址方法的优缺点 选址方法优点缺点 仅考虑运输费用而没有考虑固定成本 考虑影响因素较少，模型简 和经营成本； 单 解析法 对于用地的现实性和候选位置缺乏全 单，灵活性较人。 面考虑； 设 在约束条件中没有区域的可行性约束。 施 选因素分析法简单易懂 没有将各种因素所关联的成本考虑在 址 内，即没有赋予每个指标相应的权重。 思路清晰、方法简便、使用 从建立层次结构模型到给出判断矩阵， 层次分析法人为主观因素对整个过程的影响较大， 面广、系统性强。 且判断矩阵的一致性不太理想。 计算较容易，可根据设施的 用最优解选出的设施网点有时过多，在 b a u m 0 1 w b l f e 变动费用考虑规模的经济 不同场合，存在着比最优解的网点数少 而总成本也少的解； 性。 设施的同定费用没有反映在解值上。 多 混合0 1 整数 将设施的同定费用列入目 标函数，同时也将容量限制求解模型的计算量很大。 设 规划法 及个数限制列入约束条件。 施 c f l p 法 计算简单，求解速度快 初始方案选择是否恰当将直接影响整 选个计算过程的收敛速度。 址 指定p 个设施数目，将每个 p - 中值模型 需求点分配到特定的网点， 只考虑运输费用，没有将【司定费用、经 使总运费最小。 营费用等费用考虑进去。 可描述多方面的影响因素，计算机模拟往往耗费人量的时间； 仿真方法常用来求解较大型的、无法每次运行仅能提供与系统的具体条件 手算的问题。相对应的特殊解，而不是通用解； 第4 页共5 0 页 北京邮电大学硕：e 学位论义 模型的参数难以初始化； 通过模拟自然进化过程，利 适应度值标定的方式多种多样，没有一 用简单的编码技术和繁殖个简洁、统一的方法： 遗传算法 机制来解决十分复杂的问快要接近最优解时会在最优解附近左 题。右摆动，收敛较慢。 最优化规划属丁精确式算法，能获得精 对复杂情况很难建立合适的规划模型； 计算时间长，难以得到最优解，就算得 方法确最优解。 到最优解，在实际中也不一定可行。 k u e h n h a m b u r 考虑了运输费、发送费、仓仍然没有将建设设施时的同定费用考 库管理费、可变费用、延误 虑进去； g e r 模型 损失费等多项费用。 计算量非常庞大，不易求解。 充分考虑规划部门与用户 双方的利益，上层规划使总 成本( 同定成本和可变成 由于双层规划问题属于n p - h a r d 问题， 双层规划法 本) 最小，下层规划使每个 所以求解过程比较复杂。 用户的费用最低，更加符合 实际情况。 1 3 研究内容及思路 1 3 1 研究内容 第一章：绪论。主要对论文的研究背景、研究目的和意义、论文思路及创 新点进行整体介绍。 第二章：文献综述。对本文研究过程中涉及到的相关基本理论进行了介绍， 分别为选址理论和双层规划理论，从而为进一步的研究提供理论基础。 第三章：在理论介绍的基础上，结合实际的营业厅选址过程、选址原则和 理论，构建出电信营业厅双层规划选址模型，并且根据是否考虑竞争环境来分别 建模，上层规划模型实现运营商成本最小，下层规划模型实现用户选择成本最小。 第四章：根据所构建的双层规划模型的特点，采用前人提出的启发式算法， 介绍了该算法的求解原理及求解步骤，并且结合数值算例，进一步说明了模型及 算法的有效性。 第五章：结论与展望。总结论文分析结果，并指出本文研究的不足和进一 步研究方向。 第5 页共s 0 页 北京邮l u 人学顾：i ：学位论义 1 3 2 研究思路 1 4 研究方法 图i - 1 论文研究思路 本文采用理论分析、算例验证相结合的方法进行研究。通过阅读大量的相 关文献，找到论文的理论基础及研究的创新点。 根据相关理论构建电信营业厅双层规划选址模型，然后借鉴前人提出的启 发式算法对数值算例进行求解，检验模型的有效性，最终得出研究结论。 1 5 主要创新点 本文的理论及实证研究均建立在众多学者的研究基础之上，吸收了他们的 优秀研究成果，主要的创新点体现在以下两个方面： ( 1 ) 构建了电信营业厅双层规划选址模型，分别从运营商的角度和用户的 角度来构建模型，使双方的成本最小化。 ( 2 ) 考虑到新建营业厅与已有营业厅之间可能存在的竞争关系，分别构建 了竞争环境下的营业厅选址模型和非竞争环境下的营业厅选址模型。 第6 页共5 0 页 l 学位论文 2 1 选址理论综述 2 1 1 选址问题的产生 第二章文献综述 选址问题的研究最早可以追溯到1 7 世纪，p i e r r ed ef e r m a t 、e v a n g e l i s t i c t o r r i c e l l i 和b a t t i s t ac a v a l l i e r i 各自独立提出了基本的欧几里德空间中位 问题。1 8 8 5 年，c h r y s t a l 提出了著名的几何算法来求解无权重的空间l 一中心 问题；a l f r e dw e b e r 于1 9 0 9 年提出了如何确定一个仓库的位置以使所有用户到 仓库的总距离最短，并在欧氏空间里建立了一个卜一中位问题模型，这就是后来 著名的w e b e r 问题；h o t e ll i n gh 于1 9 2 9 年首先研究了竞争环境下服务站选址 问题；w e i s z f e l d 在1 9 3 7 年提出了解决社区选址问题的著名的欧氏空间中位算 法。由于上述选址理论的研究工作是在几个不相关的领域内展开，因此并没有形 成统一的理论体系。直到1 9 6 4 年，h a k i m ( 1 9 6 4 ) 对选址问题进行了更加系统、 理论化的研究，考虑了具有一般性的选址问题，即在一个网络中选定一个或多个 设施的位置，使用户到网点的总距离最小或设施与服务点之间的最大距离最小 1 。至此，选址的理论研究不断发展，研究成果也被广泛应用于社会实践中。 2 1 2 选址问题的发展 根据各个时期研究侧重点的不同，可以将其发展过程分为三个阶段h 1 ： ( 1 ) 零散研究阶段( 1 9 0 9 年 - 1 9 6 0 年) ，该阶段研究侧重于解决生产、生 活中的各种实际问题，内容较零散。在该阶段，h o t e ll i n g ( 1 9 2 9 ) 提出了两个 相互竞争的供应商在一条线路上的竞争性选址问题啼3 。此后，越来越多的学者偏 重于设施选址的实际应用，包括产品销售网点的分布与设计( l o s c h ，1 9 5 4 ) 、消 防设施选址( y a l i n s k y ，1 9 5 5 ) 、垃圾处理厂选址( w e r s a ne ta l ，1 9 6 2 ) 、电话网 络程控交换设备选址( r a p p ，1 9 6 2 ) 、铁路货运编组站选址( m a n s f i e l d & w e i n ，1 9 5 8 ) 等。 ( 2 ) 系统研究阶段( 1 9 6 0 年1 9 8 0 年) ，h a k i m 于1 9 6 4 年研究了通过在网 络中确定一个或几个设施，从而使得距离之和最小或最小化网络中设施与需求点 之间的最大距离。从此，许多研究人员开始在不同的领域从事选址理论的研究， 如经济学、工程学、地理学、数学、运筹学、规划、区域地理学等领域。大量不 第7 页共s o 页 北京邮电人学硕【：学位论文 同类型的问题被确定并求解；选址方法也随之被扩展到更多不同的实际应用中。 如生产中心选址( e 1 i o ne ta l ，1 9 7 1 ) 、交通枢纽选址( w i r a s i n g l e & w a t e r s ，1 9 8 4 ) 、变电站选址( h o c h b a u m ，1 9 8 2 ) 等。 ( 3 ) 不确定性问题研究阶段( 1 9 8 0 年至今) ，上世纪8 0 年代，随着实际生 产中的运输时间、需求量、需求空间分布以及设施建造成本等输入量的不确定性 加剧，以往静态、确定性选址模型与方法已不能适应选址研究的发展。随机选址 问题开始逐渐成为众多学者关注的焦点。b e r m a n & l a r s o n ( 1 9 8 4 ) 研究了随机损 失中点问题，即在网络中确定单个设施以使得输送成本和损失顾客机会成本的加 权和达到最小哺1 。c h i u ( 1 9 8 6 ) 研究了连续需求的情况下具有无限队列能力的单 设施选址问题，目标是使得平均相应时间最短口1 。 2 1 3 选址问题的分类 选址问题的分类方法很多，按照不同的分类标准，就会有不同的分类结果。 一般来讲，可将选址问题分为以下几类砸1 ： ( 1 ) 按设施功能划分 由于不同的设施其功能通常不同，选址时所考虑的因素也不尽相同，在决 定设施定位的因素中，通常某一个因素会比其他因素更重要。比如，在工厂和仓 库选址中最重要的因素通常是经济因素，而在服务设施的选址时，便利程度往往 是首要的选址要素。 一 ( 2 ) 按设施的维数划分 根据被定位设施的维数，可以分为体选址、面选址、线选址和点选址等。 体选址是用来定位三维物体的，例如卡车和飞机的装卸货箱的外货盘负 载的堆垛； 面选址是用来定位二维物体的，例如一个制造企业的部门布置； 线选址是用来定位一维物体的，例如在配送中心的分拣区域，分拣工人 向传送带按照订单拣选所需要的货品； 点选址是用来定位零维度设施的，当相对于设施的目标位置区域而言， 设施的尺寸可以忽略不计时，可以使用点选址模型。 ( 3 ) 按设施的数量划分 根据设施选址的数量，可以将选址问题分为单点设施选址问题和多点设施 选址问题。单点设施的选址与多点设施的选址是两个截然不同的问题，单点设旋 选址无需考虑竞争力、用户需求的分配、设施成本与数量之间的关系等。 ( 4 ) 按选择的离散程度划分 按照目标区域的特征，选址问题可以分为连续型选址和离散型选址两类。 第8 页共5 0 页 北京i i i i jz j j , 大学顾f ：学位论文 连续型选址( c o n t i n u o u sl o c a t i o nm e t h o d s ) ，是指在一个连续空间内所有 的点都是可选方案，需要从无限个备选点中选择一个最优的点，该模型 常应用于设施的初步定位问题。 离散型选址( d i s c r e t el o c a t i o nm e t h o d s ) ，是指目标选址区域是一个离散的 候选位置的集合。候选位置的数量通常是有限的，而且可能事先已经经 过了合理的分析和筛选，该模型常应用于设施的详细选址问题。 ( 5 ) 按目标函数划分 按照选址问题所追求的目标和要求不同，目标函数可以分为以下几种： 可行点( f e a s i b l es o l u t i o n ) 最优点( o p t i m u ms o l u t i o n ) 。对于许多选址问 题来说，首要的目标是得到一个可行的解决方案，即一个满足所有约束 的解决方案。可行方案得到以后，第二步的目标是找到一个更好的解决 方案； 中点问题( m e d i a np r o b l e m ) 。在区域中选择设施位置，使得该位置离用 户到最近设施的距离( 或成本) 的“合计”最小。这种目标通常在企业 问题中应用。在中点问题中，被选择的设施数量往往会预先确定，当选 择设施数量为p 时，称为p 一中点问题； 中心问题( c e n t e rp r o b l e m ) 。根据使得离用户到最近的设施的距离( 或成 本) “最大值”最小的原则，在区域中选择设施的位置的方法称为中心问 题。由于中心问题有目标函数可以表示为：m i n m (x)，因此中ax(dj ， 一 心问题也称为m i n i m a x 问题。其中x 为新的待定设施的位置，为用 户编号，d ，( x ) 为新设施在x 位置时到用户的距离( 或成本) ； ， 单纯设施问题( p u r el o c a t i o np r o b l e m ) 选址一分配问题( l o c a t i o n a l l o c a t i o np r o b l e m ) 。如果新设施和已存在设施间的关系与新设施的位置 无关是固定的，则选址问题称为单纯选址问题，也称为固定权重的选址 问题。如果这种权重或关系与新设施的位置相关，那么，这些权重本身 就成为变量，这种问题被称作“选址一分配问题。例如，配送中心的用 户分配问题，添加一个新的配送中心不仅改变了原配送中心的用户分配， 同时也改变了配送中心到用户的距离。 ( 6 ) 按能力约束划分 根据选址问题的约束种类，可以分为有能力约束的选址问题和无能力约束 的选址问题。如果新设施的能力可充分满足用户的需求，那么该选址问题就是无 能力约束的设施选址问题；反之，该设施具有所能够满足需求的上限，就是有能 第9 页共5 0 页 北京邮l u 人学顾1 ：学位论义 力约束问题。无能力约束设施选址问题往往被称为“单纯设施配置问题”。 2 1 4 选址问题涉及的因素 ( 1 ) 政策因素 政策因素是指该地区的政策是否有利于运营商的设施选址，主要包括优惠 措施、城市规划、地区产业政策等方面。运营商在设施选址的时候应该充分了解 国家有关方面的政策、法规和有关实施细则，对于某些通信设施( 如移动通信基 站、公用电话、邮政服务厅等) ，有的城市和地方制定了比较详细的规定细则， 如果不了解、不遵守这些规定，那么通信设施就有可能变成非法建筑设施。 ( 2 ) 经济因素 经济因素的影响主要是指通信设施选址需要综合考虑通信设施的建设和运 行成本的问题，如所选地址的租金、施工成本、运行成本、维护费用等，这种成 本问题不能只从短期来考虑，而必须有长期的考虑。因为在一个地方建设通信设 施的成本可能很低，但是或许今后会面临搬迁，这样不仅会给通信企业带来搬迁 成本，而且还可能因此对其服务造成影响，并导致其他方面成本的增加。 ( 3 ) 环境因素： 气候条件。主要有温度、风力、降水量、无霜期、冻土深度、年平均蒸 发量等指标； 地质条件。检查该地区是否存在着淤泥层、流砂层、松土层等不良地质 条件，因为上述地段在受压时容易造成沉陷、翻浆等严重后果； 水文条件。需远离容易泛滥的河川流域与地下水上溢的区域。要认真考 察近年的水文资料，地下水位不能过高，洪泛区、内涝区、故河道、干 河滩等区域绝对禁止选择； 地形条件。应选择地势较高、地形平坦之处，且应具有适当的面积与外 形。若选在完全平坦的地形上是最理想的，其次选择稍有坡度或起伏的 地方，对于山区陡坡地区则应该完全避开，在外形上可选择长方形，不 宜选择狭长或不规则形状。 ( 4 ) 基础设施因素： 交通条件。交通条件包括设施与公路、城市道路、铁路、航空等各种运 输通道网的衔接情况以及与公路站、火车站等各种枢纽口岸的配套以及 城市交通管制的协调状况等。城市交通的便利性体现在该地是否具有较 密集、发达的公交汽车路线。各公交路线的停靠点是否均匀、全面地覆 盖整个市区，直接关系到大多数消费者的便利程度。一般而言，城市中 某一地区的交通便利性越强，其聚集效应也越明显，即该地区人流、车 第1 0 页共5 0 页 流、物流也越集中； 公共设施状况。运营商营业厅的所在地，要求城市的道路、通讯等公共 设施齐备，有充足的供电、水、热等能力，在保证正常运作的前提下， 满足消防、生活等方面的需要。 ( 5 ) 人口因素 营业厅网点的分布与人口规模分布形态密切相关，一定规模或密度的人口 是营业厅网点布局的必要条件。人口因素主要包括网点的客流聚散量、网点所在 地区的人口密度、人口构成、收入水平等。所在区的第二、三产业越发达、人口 密度越大、收入水平越高，其地面营业网点就越密集。 ( 6 ) 其他因素 其他因素是指除了上述影响因素之外的因素，如在运营商选址决策中也必 须考虑到竞争对手的布局情况，根据其产品或服务的自身特征，来决定是靠近竞 争对手还是远离竞争对手。 。 2 1 5 选址问题求解方法 2 1 5 1 定量求解方法 定量分析是指通过对影响设施选址主要因素的定量化计算，如运输成本、 仓储成本、固定成本、维持成本等因素，来确定最优的网络布局。其优点是计算 结果较为清晰，便于为管理人员和规划人员做出决策；缺点是可能忽略了某些对 设施选址影响较大的因素，或者对于这些因素难以找到适合的定量标准。主要可 以分为解析方法、最优化规划方法、启发式方法、仿真方法、双层规划等。 ( 1 ) 解析方法 解析方法是指通过建立数学模型并进行计算来求得最优的选址方案。采用 这种方法，首先要根据问题的特征、外部条件和内在联系建立起数学模型或图解 模型，即根据距离、需求量、时间或三种的结合，以设施位置为因变量，然后对 模型用代数方法来求解设施的坐标，以获得最优布局方案。 重心法是一种静态的解析方法，也是单设施选址最常用的方法，可解决连 续区域直线距离的单点选址问题。这种方法将物流系统中的需求点和资源点看成 是分布在某一平面范围内的物流系统，各点的需求量和资源量分别看成是物体的 重心，物体系统的重心作为物流设施的最佳设置点，通常较少考虑影响因素，建 立的模型也简单。但是对于复杂的选址问题，由于难以建立起恰当的模型，或者 由于模型太复杂，使得求解困难可能会付出相当高的代价。因此，这种方法在实 际运用中会受到一定的限制。 模型假设如下： 第1 1 页共s 0 页 北京邮电人学硕j j 学位论义 需求量往往被聚集在一定数量的点上，每个点代表分散在一定区域内的 众多用户； 用户的需求总量忽略不同地点选址可能产生的安全设施成本、库存持有 成本、固定资产构建、劳动力成本、公共事业费等成本差异； 运输费率的线性假设； 直线运输假设； 静态选址假设； 有咒个配送点，分布在不同的坐标点( t ，咒) 上，现假设网点设置在( ，) 处， 总运输费用f 可表示为f = q q 喀 i = l 式中：q 表示网点到配送点f 每单位重量、单位距离所需运输费； q 表不删点剑臼己迭点i 的廷输量； 喀表示网点到配送点珀勺直线距离，4 = 舨i 二i f i 而； 企o f = 窆i = l 口，哆( 而一薯) 僻= 。 篆= 扣( y o - y , 烨。 ， 以此求，y o i 懈x ：，y ：如下： = 喜警嘻警 y ：= 喜半嘻警 上式右边仍剩有含未知数而，y o 的4 项，故一次求不出石：，y ：。通常是假定 一个初始( 工：，y ：) 值，然后采用迭代法反复计算，直到求得最小的运输成本费用 所对应的( x o ，y o ) 。 ( 2 ) 最优化规划方法 最优化规划方法是指在一些特定的约束条件下，从许多可用的备选方案中 挑选出一个最佳的方案。运用线性规划技术解决选址问题一般需具备两个条件， 一是必须有两个或两个以上的活动或定位竞争同一资源对象；二是在一个问题 中，所有的相关关系总是确定的。随着计算机处理能力的不断增强，使得以最优 化煳自l 方法求懈大犁网点布局诼渐成为可能。 第1 2 页共5 0 页 北京邮电人学顾+ ：学位论文 最优化规划方法的优点是它属于精确式算法，能获得精确最优解；缺点主 要在于对一些复杂情况很难建立合适的规划模型，或者模型太复杂，计算时间长， 很难以得到最优解，还有些时候得出的解虽是最优解，但在实际中不可行。 最优化规划方法中的线性规划技术以及整数规划技术是目前应用最为广 泛，也是最主要的选址方法。混合整数规划法是一种经常被用来解决网络系统中 大型、复杂选址问题的方法，其目标函数是从备选网点中选出最佳的地址，使包 括企业的投资、经营管理费用及运输费用的总费用最少阳3 ，这种方法弥补了 b a u m o l w o l f e 模型的缺陷，将网点的固定费用列入目标函数，也将容量限制及 个数限制纳入到约束条件。其模型如下： tmnnlmm m i n f = + 勺吻+ 岛+ e z f i = i ，；l i = l ，= l k = lf = lf = l 其中，- ：；。 夺比较新旧方案的总费用。为了便于区别，引进迭代次数的上角标胛， 疗= 0 为初始方案。对于 磁) 和 磁) 新旧两种方案，分析不等式： 爿硭，如果 磁) 和 磁) 完全相同，则说明不等式已获得最 k = lk = i 终解， 磁) 即是满意的网点布局地址；否则，将新方案代替旧方案， 重复步骤2 4 ，直至 p ：) 和 p ：_ ) 完全相同为止。 、 鲍莫尔一沃尔夫法( b a u m 0 1 - w 0 1f e )， b a u m o l - w o l f e 法是一个整数规划方法，指在满足供应及需求约束的条 件下，使运输费、输送费及可变费用组成的总费用最低，以此选定网点。 该算法的优点是计算较容易，可用总成本进行评价，目标是以最优解网 点的通过量来决定设施的规模，可根据设施网点的变动费来考虑规模的经济 性；缺点是用最优解选择的设施网点有时过多，在不同场合中存在着比最优 解的网点数少而总成本也少的解，网点的固定投资额不反映在解上。其求解 步骤如下： 令求初始解，首先对资源点和用户间的所有组合( f ，尼) ，求单位运输成 本最小值c ：| ：= m i n ( 勺+ 呶) ，再求运输问题的最优解： m i n 羔羔q ，其中羔：墨o ：1 ，2 ，历) ；艺：q i = 1k = lk = li f f i l ( 尼- 1 ，2 ，g ) ，设求得上式的最优解为。 夺求二次解，由初始解的结果，可以去确定网点的通过量刁，故- - f 分别计算出各网点每单位量的运输、配送成本和网点每单位变动费 第1 5 页共5 0 页 重复第二部的计算。 ( 4 ) 仿真方法 仿真方法是指利用计算机来运行仿真模型，模拟时间系统的运行状态及其 随时间变化的过