考虑碳排放和时间窗的取送一体化配送路径优化方法研究

发布时间：2020-08-22 10:36

【摘要】：近年来,伴随着我国市场经济的快速发展和完善,我国物流配送业得到了迅猛发展,已成为经济发展的“第三利润源泉”和新动力。目前,我国的物流配送业发展存在的主要问题集中反映在两个方面:一是数量庞大的物流配送车辆尾气碳排放量造成的严重环境污染,已成为困扰大城市生态发展的巨大障碍;二是传统的粗放型、高成本、单一化物流配送模式难以适应日趋多样化的物流配送需求,急需改变配送模式提高配送服务质量。如何结合我国物流配送特点采用科学的模型与方法解决这些问题,是当前物流配送领域面对的一项重大研究课题。为此,本论文针对物流配送碳排放量和配送服务质量综合优化问题,从理论研究与实际应用角度出发,运用改进型粒子群算法,对考虑碳排放和时间窗的取送一体化配送问题(SPDVRPCETW)的路径优化方法进行了选题研究。本论文主要研究内容及成果如下:首先,本文阐述了传统车辆路径优化问题的相关基础理论,对所研究的SPDVRPCETW问题特征进行系统分析,明确了问题的构成要素、目标及影响因素。结合取送一体化物流配送作业特点,分析了物流配送运输成本、碳税成本、时间窗成本的计算方法。在综合考虑配送车辆运输成本、碳税成本、时间窗成本多种因素下,建立以配送总成本最低为目标函数的SPDVRPCETW问题数学模型。其次,针对SPDVRPCETW模型的复杂性特点,本文结合基本粒子群算法进行求解,为解决基本粒子群算法优化过程中局部最优的缺陷问题,本文引入混沌思想,提出一种基于惯性权重自适应调整的改进型粒子群算法,并依据该算法设计了 SPDVRPCETW模型求解软件实现步骤。最后,针对实际的北京燕京啤酒物流配送问题,建立了啤酒物流配送的SPDVRPCETW数学模型,采用改进型粒子群算法进行了优化分析,验证了构建模型的合理性及改进算法的有效性。实例求解分析结论表明:(1)取送一体化配送作业模式在降低碳排放量、提高顾客满意度、减少配送总成本方面具有明显优势;(2)当同时考虑碳税成本、时间窗成本、运输成本时,虽然损失了单个成本目标最优值,但得到的总成本最优。(3)提出的改进粒子群算法在解决NP难题时,其突破局部最优的能力得到显著改善;(4)物流配送实际问题的求解结果对各参数表现一定灵敏性:车速在50-60km/h时,总成本最低;碳税价格在10元/kg以下,碳排量控制效果明显;时间惩罚系数越高,时间窗内比例越高,但总成本越高。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：F252.1;X322
【图文】：

线路图,车辆,线路,单程

Ｎ＼ｖｖ＾＾ｒ邋＾逦顾客逡逑单程取送逦取送一体化逡逑图Ｍ两种不同的配送模式逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｔｗｏ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅ逡逑图Ｍ所示，第一种配送模式为单程先送货；第二种配送模式是同业。很显然，第一种配送运输有迂回，车辆负载率低，且车辆出加。第二种取送一体化配送模式，不仅可以快速满足顾客的同时且还可提高车辆利用率，降低运输成本。逡逑此，针对不同特征的物流配送（正向、逆向物流）特点，进行取作业模式的研宄对降低物流成本，掘取“第三利润源泉”有重要）减少碳排放量逡逑

问题图

送线路、服务模式、服务时间等，然后安排车辆从配送中心发车，按照方案逐次逡逑为顾客服务，服务完成后返回配送中心［３９］。逡逑ＶＲＰ问题采用图２－１表示如下：逡逑配送中心＾一＂道路逡逑？顾客点逡逑＼逦／逦Ｓ车辆逡逑图２－１邋ＶＲＰ问题图例逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｖｅｈｉｃｌｅ邋ｒｏｕｔｉｎｇ邋ｐｒｏｂｌｅｍ邋ｌｅｇｅｎｄ逡逑（２）逦ＶＲＰ问题构成要素逡逑ＶＲＰ问题主要由配送中心、顾客、货物、运输网络、车辆、约束条件和目标逡逑函数等要素构成［４（）］。逡逑１）配送中心逡逑配送中心一般是由仓库区、办公区、作业区、车辆等要素组成的物流活动场逡逑所，是配送管理中枢，其具有多种功能，如配送作业的组织管理、仓储管理等。逡逑１２逡逑

碳排放,因素,滚动阻力,车辆

随着车辆在顾客处进行取送货作业，车辆载重发生动态变化。当汽车载重较逡逑小时，由于轮胎作业于地面的正压力较小，配送车辆开动过程中的滚动阻力较小，逡逑载重变大时滚动阻力也随之加大。油耗与载重之间的关系如图３－２所示。逡逑２０逡逑

【参考文献】