详情

原文传递物流配送车辆调度模型及算法研究

论文题名：	物流配送车辆调度模型及算法研究
关键词：	物流配送;配送车辆调度;遗传算法
摘要：	本论文以“提出问题、分析问题、建立模型、算法求解、建立系统、效益评价”为主线，对物流配送车辆调度问题进行了研究探讨。本论文从物流配送车辆调度的概念说起，首先分析了配送车辆调度在整个物流中的层次、在物流企业中的地位和作用以及研究的意义和必要性。接着介绍了国内外配送车辆调度系统应用和相关研究情况，重点从模型和算法两方面介绍了国内外研究现状，分析提出了当前在系统应用和研究中的问题和不足。从应用的角度来看，国外物流企业车辆调度系统应用比较广泛，系统也比较成熟。国内在车辆调度方面基本上还处于人工调度阶段，很少企业真正应用车辆调度软件。在研究方面，国外也处于发展成熟阶段，但研究的内容以算法为主，建立的模型基本上是经典的模型，很少考虑交通的影响，与物流企业的实际情况有较大差距。国内对车辆调度问题的研究处于初始阶段，研究的深度和广度都有待于加强。为了建立符合我国实际情况的车辆调度模型，本论文从物流配送的本质出发，分析我国物流配送的特点，包括客户的分布特点、客户的需求特点、物流企业自身条件、配送的外部环境以及物流企业的配送模式等。我国物流企业的客户大部分分布在城市内部，物流配送车辆大部分时间是在城市内部道路行驶，但是城市内部道路的交通拥堵比较严重，并且变化较大，从而较大的影响配送的准时性，因此在制定配送计划的时候必须考虑交通因素。城市市区面积较大，一般需要多个配送中心进行配送组织。物流公司的专业化水平比较低，业务比较杂乱，不但有配送业务，也会有运输业务和一些特殊配送的业务，配送业务中集货、送货、集送一体化业务都有。所以总体说来，我国物流配送车辆调度呈现多配送中心、多车型、混合业务等特点。论文接着以物流企业处理配送业务的流程为主线，系统分析了物流配送问题。包括运输与配送的区别及判定、运输业务的处理和运输方式的选择、特殊业务的处理、满载问题、多配送中心的处理、车型选择、混合业务处理、时间窗等。这些分析保证了本研究问题的系统完整性，有的可以指导实践，有的为为模型的建立和算法提供了基础和前提。在系统分析的过程同时，根据我国物流配送的特点，界定了本研究的核心为单配送中心、多车型、有时间窗、非满载、混合业务的配送车辆日常调度问题，同时考虑道路的约束、配送时段路网交通状况。论文在系统分析的基础上，针对确定的研究对象，建立了相应的物流配送车辆调度模型，包括模型的假设和前提条件、目标函数和相关的约束条件。本研究的目标函数是对物流企业配送中以最少的成本、最短的时间最准时的完成客户的配送请求这个宗旨的描述。相关的约束条件主要有车辆约束、配送点的约束、时间约束、集送一体化业务的约束等。论文用数学的语言对目标函数和约束条件进行描述，建立了该问题数学模型，同时强调了交通实时变化引起了模型在本质上从静态变成了动态。本研究采用遗传算法求解了建立的车辆调度模型。论文首先从理论和实践两个方面论述了选择遗传算法作为本模型的求解算法的合理性，然后根据遗传算法的流程分别描述了染色体编码、初始种群、适应度评价、遗传算子、复杂情况和约束条件处理、终止条件。在描述的过程中重点突出了本研究的特色之处：通过新型的编码方式解决了车辆类型的选择问题；增加了合并这个遗传算子解决了同一辆车辆多次配送问题，使得结果更符合实际；通过业务标识码解决了混合业务的问题。为了使本遗传算法更高效和有效，本研究对相关参数进行了分析和验证，同时还分析了交通实时变化对算法的影响。本研究还进行了物流配送车辆调度软件系统的构建和系统效益分析。论文详细介绍了GIS电子地图和SQLSever数据库的设计以及两者的相互衔接，在此基础上进行了系统的总体设计，最后实现了软件系统。本研究以北京某知名物流企业的实际业务数据进行车辆调度，通过与人工调度在所用车辆数、行驶里程及里程利用率、行驶时间、吨位利用率等几方面的对比，进行了结果效益评价。对比结果表明，系统调度结果与人工调度具有极大的相似性，说明本系统具有较强的实用性。从几个指标看，所用的车辆数、行驶里程、行驶时间、里程利用率系统调度的结果都好于人工调度的结果，只有吨位利用率稍差一点。本研究还以北京为例，估算了系统使用后的综合社会效益。
作者：	程世东
专业：	交通运输规划与管理
导师：	刘小明
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文