轴辐式城市物流配送网络构建及优化研究

1、 艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌 目 在学期间发表论文及参加课题情况 轴辐式城市物流配送网络构建及优化研究中转配送中心，在城市内设置专门的城市配送专用道的设想，从而构建轴辐式城市物流配送网络，使城市物流集散中心和城市物流配送运输网络有效的结合起来，同时建立轴辐式城市物流配送网络优化模型，利用离散量子粒子群设计模型的求解算法，最后对轴辐式城市物流配送网络的实际建设提出建议。论文的主要研究内容如下：络的必要性和研究意义，并对城市物流配送网络的研究现状进行综述。 中，从城市物流配送集散中心的功能和规模的强化、城市物流配送专用通道的建设、轴辐式城市物流配送网络体系的构建、信息平台的建设、物流配送专用工具的

2、开发以及轴辐式城市物流配送网络下的协同化管理等方面提出建议，使轴辐式城市物流配送网络的构建和完善能够为整个城市物流配送提供更高效的服务、快速但低成本的配送。 甌： 随着经济全球化的进程和电子商务如雨后春笋般的迅猛成长，现代物流的发作为现代物流产业最集中的区域，城市是物流、商流、资金流、信息流和人才流的中心，影响和带动周边城市与乡村的发展。在年末，我国城市化率达到，随着城市规模的不断扩大，城市发展的诸多问题也突显出来，如城市发展定位与规模大小问题、人口增长与就业问题、基础设施布局调整问题、交通堵塞和污染问题、城市环境问题等问题。就物流业而言，城市发展过程中的问题也同样制约着其发展，尤其是城市的空

3、间布局调整问题、交通堵塞问题和生态环境问题，都直接影响着城市物流配送网络的构建与发展。着城市交通拥堵情况日益严峻，许多大中型城市更是在其外环交通开始对货车进 问题提出在城市交通问题日益严峻和城市物流需求不断扩大的情况下，当前的城市物流配送体系己不能满足城市配送活动的需求。不论是从城市经济发展，还是从城市功能空间结构布局调整、城市交通运输改善、城市基础设施建设考虑，都需要对原有的物流配送系统进行完善改造、构建科学合理现代化物流配送体系。对于布局成组团式、集中式和放射式的城市，提出在物流集散中心与配送中心之间设置城市物流配送专用通道，进而构建轴辐式城市物流配送网络，对轴辐式城市物流配送网络中配送中

4、心的选址和配送路径的优化进行研究，有效的整合现有城市物流配送资源、规划建设满足城市物流配送发展需要的物流节点与配送基础设施，以解决现阶段城市物流配送中的问题。论文在现有城市物流配送相关研究的基础上，结合轴辐式网络的结构理论、城市物流配送网络构建的要素分析，在物流集散中心与中转配送中心之间设置了配送专用通道，从而构建轴辐式城市物流配送网络；同时结合城市物流配送网络中的关键问题，粒子群算法等优化方法与理论，建立轴辐式物流配送网络中的设施选址、运输路线安排和库存控制的优化模型，以解决在给定的多个潜在物流中转配送中心中选出恰当的中转配送中心的位置，对轴辐式城市物流配送网络进行优化。 论文研究有助于推动

5、整合城市的物流资源，完善城市物流配送网络。轴辐式址问题和选址一指派问题的研究。年 辆排程调度问题珻问题进行求解，在 随着物流业的飞跃式发展，单一的考虑城市物流配送网络中的问题不再能够满足对城市物流配送网络的研究，融入新的管理理念和思想，考虑运输路径、库存控制、服务水平等战略因素的选址问题成为与时俱进的选择。在研究的过程中，城市配送的选址问题、车辆路线问题与库存控制问题之间的相互作用与依赖关系也逐渐体现出来，由此而衍生出配送中心选址一一路径优化问题甊配送中心选址一路径优化问题甊 通过对最优库存策略的研究，得到在总需求一定的情况下，可以用总库存费用与配送中心数目的平方根模拟的表达式，并提出了考虑库

6、存成本的选址图城市物流配送网络研究方法分类 标规划、动态规划等。启发式算法是配送网络模型中问题运用最广泛的方法，主要有贪婪算法、局部搜索算法、禁忌搜索算法、遗传算法、模拟退火算国内外学者对于物流配送网络的理论研究时间虽然不长，但基本趋向于成熟，尤其是配送中心选址问题、车辆路径优化问题的研究已经相对成熟。目前对城市物流配送网络问题的研究主要是在模型改进、问题扩展、算法求解各个方面的理论与方法中不断完善。设施选址、运输路线安排和库存控制是城市物流配送网络优化中的三个关键问题，通常，在解决这些问题的时候是根据具体的问题分别进结构的优化中，这三个问题又是密不可分的，为此不少学着对两两集成的选址一 第六

7、章总结论文主要研究结果，分析不足之处，并对未来的相关研究进行展论文的研究框架如图所示： 论文在研究背景、意义中分析城市物流配送的发展现状，归纳总结轴辐式城 在轴辐式城市物流配送网络研究中，以包括运输成本、配送中心固定成本和库存成本的总成本为优化目标，构建集成配送中心选址问题、运输路径优化问题和库存控制问题的优化模型对城市物流配送网络进行优化决策，研究方法有一定的创新性。 城市化进程的加速和交通拥堵问题的加剧，对城市物流配送的发展提出了更高的要求。一方面，城乡一体化和城市范围的不断扩大，使城市对物流配送的需求不断增加、需求分布更广，需要更多的车辆进行物流配送；另一方面，城市交通拥堵、污染等问题严

8、重，城市对货车的交通限制和禁止，使配送难度加大、效率降低，若配送企业以增加投入的配送车辆的方式提高服务质量、满足配送要求， 综上所述，从目前城市物流配送的现状和城市物流配送发展中面临的问题来看，构建一个系统化、集约化、高配送效率、低配送成本和环保性的城市物流配送网络是城市物流配送可持续发展的关键，它不仅能够实现物流资源、物流要素的最优整合，也对进一步完善现代城市物流配送系统功能、促进社会经济的发展有着举足轻重的作用。 岬阌胫岬阒涞牧绰专日 图多枢纽轴辐式网络支柱链路 轴辐式网络的优点主要体现在：图点对点全连接网络与轴辐式网络的比较 飞机、飞机一货车的装卸成本。相对于一般物流，救援物流系统主要以

9、实现人道主义救助为目标，尽量降低人员伤亡，与商业物流以追求成本效益不同，它更强调物资配送的时间效益，对物资配送的及时性、准确性要求更高。另外，救灾物流需要协调的参与方更多，救灾协调的不定性更强，救灾物流需要同时解决人员和物资的输送。结合应急救援物流和轴辐式网络的特性，建立区域轴辐式应急救援物流网络，通过轴点集散 中心的调节可以使多个应急物资采集点的物资集中有序的调度，结合轴与轴间集中运输，在物资调度中也可以减少公路的拥挤度。供应点客户需求点 图城市与城市域外的物流网络物流集散中心需要具备货物集散、存储、转拨、分拔、包装、货物配送、信息处理等基本功能。因此，物流集散中心应具备满足物流配送基本功能

10、的相应基础设施和设备，主要包括仓储设施和设备、装载搬运设施和设备、交通运输工具停靠设施和设备以及辅助设施和设备等。 城市内的物流需求点密集且规模不一，如果把产品和货物直接在这些物流需求点与物流集散中心运输，或者在各个物流需求点之间直线运输，不仅加剧了城市交通的诸多问题的产生，而且也会因为城市拥堵等问题造成物流配送成本的增加。同时，由于城市货运车辆的交通管制和禁止，物流需求点与物流集散中心、物流需求点之间的配送也容易受到制约。轴辐式城市物流配送网络中的基本构成元素如图所示。 中转配送中心图轴辐式城市物流配送网络结构构成元素 下，城市配送专用通道上的交通工具仅限货车。流集散中心与中转配送中心之间货

11、物配送的在途时间，对能够通行的货车在装载根据轴辐式网络的结构特点，结合轴辐式城市物流配送网络中的各个元素的中转配送中心轴辐式城市物流配送网络中配送过程： 轴辐式城市物流配送网络构建中的关键问题 求点，可能的选址点对应于顶点或附近的点。网络选址模型主要是恢兄岛蚉一混合整数规划选址模型可以描述为在有限个可选的点中通过一定的手段选取最优点作为配送中心，常用的方法有数学规划方法和启发式方法等，如表所示。表根据求解问题差异的配送中心选址问题分类 琕是国际运筹学界经久客户需要的产品和货物从配送中心送到客户或将供应的产品和货物从客户取到配送中心，达到诸如行驶路程最短、总费用最小、耗费时间尽量少等目标。在城市

12、物流配送业务中，配送车辆路径问题涉及的范围比较广泛，需要考虑的因素比较多，对城市物流配送服务质量、城市经济效益的影响较大，因而该问题也是轴辐式城市物流配送网络优化的关键问题。在文中轴辐式城市物流配送网络中的配送中心与需求点的路径优化问题，分为将城市外区域进入城市进行物流配送的产品或货物按照物流集散中心一一配送中心一一物流需求点配送运输的进向物流配送路径优化，将物流需求点集中的城市内产生的产品和货物按照物流需求点一一配送中心一一物流集散中心进行外销的出向物流配送路径优化，以及将物流需求点集中的城市内产生的产品和货物按照物流需求点一一配送中心一一物流需求点的物流配送路径优化。根据不同的物流配送方向

13、，路径优化的选择各不相同。 奠定了基础。 为使轴辐式城市物流配送网络的建设符合城市建设的要求并且在网络结构上考虑由物流集散中心、中转配送中心和物流需求点以及他们之间的运输链路构建的轴辐式城市物流配送网络结构，本文以城市外区域进入城市进行物流配送的产品或货物按照物流集散中心一一配送中心一一物流需求点配送运输的进向物流配送为例，对轴辐式配送网络中物流节点的选址和进向物流配送运输路线的选择进行优化。为简化模型，假设该城市的物流配送满足以下条件：转配送中心中转的形式； ：城市物流集散中心的总数量；运量平均运输成本；秽：第鑫锪骷行牡降趉个中转配送中心的距离，其中，蔐，蔒； 根据文献 遚他整数数学模型为：

14、絮，吼啤搿躋，蔙一蔙，蔒 问题。综合学者们对问题的算法的研究，主要采用启发式算法进行算法设计和求解。文献通过将该方法应用在车辆排程调度问题珻上，通过对比遗传算法和模拟退火算法在同一算例的运行结果，得到离散量子粒子群算法的搜索效果最好的结论。文献对离散量子粒子群算法的收敛性进行了探讨，得到其收敛性在上述算法中也出类拔萃。因此，在求解第四章的考虑选址一一路径一一库存的问题时，这里采用量子离散粒子群算法进行算法设计和算例求解。进行仿真。在仿真中，指出群体内个体的行为应遵循条运动规则【】： 在每次迭代过程中，粒子根据下面的式子更新速度和位置：屹尼岛一唬后式的第一项表示上一次的粒子速度，第二项为“认知”

15、部分驰删疲耽鬻黜制粒子的全局最好位置为：其中，。 步骤航喜降玫降牧拥氖视岛土幼陨碜詈梦恢胮的适应值进行比较，如果优于自身最好位置的适应值，就把当前的适应值作为自身最好位置。基本的粒子群算法从年提出至今已有年时间，由于其优势在于算法的简洁和易于实现，是求解非线性连续优化问题、组合优化问题和混合整数非线性优化问题等的有效优化工具，被广泛地应用于工程设计与优化、通信网络、自动控制、交通运输、金融风险预测、神经网络、生物医学、无线传感器网络、滤波器设计、电力系统、车间调度优化等领域。、混合粒子群优化算法等类型。具体的分类如下 表改进的粒子群算法分类 从量子粒子到离散粒子的粒子群可以描述为： 将每一个解

16、看做一个粒子，粒子的维度可视为物流需求点的个数，决策变上层求解过程的步骤为：设定最大迭代次数，同时设定位置向量和速度向量的边界值。算量子粒子矿，根据公式扑憷肷覺。 表城市物流配送网络节点的坐标位置物流节点物流节点物流节点 图城市物流配送网络节点空间布局需求货运量 由于在配送专用通道上的物流运输产生了规模效益，因此，通过配送专用通通过实现乃惴蠼猓捎盟鉗算法设计得到的中转配送中心选址位置和覆盖的物流需求点的配送路线如表所示，计算得到的总。中转配送中心覆盖的节点编号和配送路线协岳协协篓珏扯轴辐式城市物流配送网络的配送中心和其覆盖的需求点的配送路线在空间布 表中转配送中心选址和物流需求点的配送路线中转

17、配送中心位置吣弗两霸弗乩瘴曲心蹄勘弗和廿凰艄睁乩溉卸蕊辄一地 为加强轴辐式城市物流配送网络中轴点与轴点的“支柱链路”的功能，设置的物流配送的专用通道满足在物流集散中心与中转配送中心之间和中转配送中心与中转配送中心之间的运输，承担城市内外的大宗货物的运输，进而促进与水路、航空和铁路的运输方式的顺畅衔接和高效中转，降低因城市交通运输限制和城市交通拥堵等因素对物流配送的影响，提高城市物流配送的经济效益，提升城市物流配送网络的服务质量和降低平均成本。 城市物流配送网络是整个城市物流配送体系中的一个子系统，因此在构建轴辐式城市物流配送网络的同时也需要完善整个轴辐式城市物流配送网络体系，从轴辐式城市物流配

18、送的运营、政策管理和信息系统等方面进一步完善和优化。轴辐式城市物流配送体系中的各个物流要素区别与传统物流配送的要素，是功能集约化的，从城市物流配送的运营方面，轴辐式城市物流配送网络中各个节点和运输线路的功能完备和强化能够有效的加强物流配送的资源整合、集约化运行，能够加强第三方物流企业配送和共同配送。同时，在相应的政策管理方面，轴辐式城市物流配送体系的建设需要与城市的总体规划发展保持一致和协调，在城市的科学化、整合化的发展中进行建设和发展。信息系统的建设主要是轴辐式城市物流配送网络的信息平台的建设和管理。轴辐式城市物流信息平台与轴辐式城市物流配送网络的运营密切相关，信息平台的建设应与轴辐式城市物流配送网络中物流节点的建设、专用通道的设置紧密结合。在建设信息平台时，需要服从城市物流的整体规划，协调信息平台所涉及的各个组织机构，需要借助于当代社会的先进科学技术手段，充分利用现有的社会资源。 在轴辐式城市物流配送网络中，使用物流配送专用的工具能够使城市物流配送的各个环节的运作效率提升。建立标准化、专业化的物流配