基于軟時(shí)間窗集配一體化車輛路徑優(yōu)化研究

本文主要研究問(wèn)題是車輛路徑問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上加上軟時(shí)間窗的約束，同時(shí)加上貨物集配一體化的研究。通過(guò)遺傳算法優(yōu)缺點(diǎn)的，從而選取自適應(yīng)遺傳算法來(lái)優(yōu)化路徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顧客與企業(yè)都完成最優(yōu)化。

帶軟時(shí)間窗集配一體化車輛路徑研究是車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題的一種重要延伸。本文主要是企業(yè)既要對(duì)客戶進(jìn)行配送貨物，同時(shí)也要收集顧客的貨物出發(fā)。在此的基礎(chǔ)上本文還引進(jìn)了時(shí)間窗的概念，對(duì)顧客取貨進(jìn)行一定的約束。時(shí)間窗有兩大類：1.硬時(shí)間窗2.軟時(shí)間窗。硬時(shí)間窗我們必須提前到達(dá)必須等待，錯(cuò)過(guò)時(shí)間則拒絕進(jìn)行服務(wù)。軟時(shí)間窗我們則不需提前到達(dá)，遲到接受服務(wù)。在我們的生活中，有時(shí)會(huì)遇到硬時(shí)間窗，有時(shí)則要進(jìn)行軟時(shí)間窗的運(yùn)用。

一、第三利潤(rùn)源

自上個(gè)世紀(jì)八十年代物流概念傳入中國(guó)，物流作為“第三利潤(rùn)源”就被各行各業(yè)不斷提及。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放的發(fā)展，物流行業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)。在中國(guó)顯著的物流行業(yè)則是順風(fēng)，申通，圓通，京東，菜鳥(niǎo)物流，都爭(zhēng)相拿下這一利潤(rùn)源。隨著國(guó)家對(duì)物流規(guī)范相繼出臺(tái)，綠色物流也納入了審核的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代物流的發(fā)展則是順應(yīng)時(shí)代的。每天處理將近1億包裹，這些包裹如何處理，而不讓成為白色垃圾，也成了每個(gè)物流企業(yè)考慮的問(wèn)題。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)下行的壓力，以及綠色物流的實(shí)施，加之人口紅利的減少，人工成本的加大，第三利潤(rùn)源也越來(lái)越較少。各行各業(yè)都對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有所貢獻(xiàn)?，F(xiàn)代物流，金融業(yè)，信息化則都屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的紐帶。供應(yīng)鏈物流起著紐帶的作用?，F(xiàn)代物流企業(yè)發(fā)展的好壞，不僅決定個(gè)人、企業(yè)、乃至整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一些學(xué)者研究物流對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，并沒(méi)有談到作為經(jīng)濟(jì)紐帶的作用。改革開(kāi)放的巨大成績(jī)，以及一帶一路的提出，即對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與物流帶來(lái)了更大的機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來(lái)了更大的考驗(yàn)。

二、車輛路徑問(wèn)題的重要影響因素

物流的配送是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到方方面面。眾多的因素決定了物流是否能夠順利進(jìn)行，貨物是否能夠順利到達(dá)顧客手中。因此車輛調(diào)度則配送的成功起了重要作用。

（1）貨物

貨物作為物流運(yùn)輸中的實(shí)物流，沒(méi)有貨物就談不上物流。貨物既可以從配送中心發(fā)出，也可以從顧客手中聚集到配送中心。貨物作為物流中的主體，本身具有自己的性質(zhì)，形狀，體積，重量，何時(shí)收發(fā)貨物，哪種車輛適合裝哪種貨物，這些都是至關(guān)重要的。

（2）顧客

顧客作為貨物的需求方或供求方。在現(xiàn)實(shí)生活中，顧客包含公司，企業(yè)，店鋪，或者個(gè)人等等。顧客的要求是多種多樣的。這就是上文提到的時(shí)間窗問(wèn)題?？蛻舻男枨笫嵌嘧兊模瑢?duì)貨物的到達(dá)就必須有時(shí)間窗的約束。

（3）車輛

做作為貨物的運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ摺Ｓ捎谪浳锏牟煌再|(zhì)，選擇的車輛類型不一樣。每種不同類型的車都有自己最大載重量，最大容積，最大行駛距離。

（4）配送中心

配送中心作為貨物的集配地。貨物的收發(fā)最終都會(huì)經(jīng)過(guò)配送中心，因此配送中心會(huì)對(duì)貨物進(jìn)行包裝，拆卸，存儲(chǔ)，運(yùn)輸。根據(jù)公司的需要，不同的的公司可能有一個(gè)甚至多個(gè)配送中心

（5）運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)包括是有各個(gè)頂點(diǎn)，無(wú)向邊和有向弧組成。頂點(diǎn)則包括配送中心與客戶。邊、弧都有一定的限制。

（6）約束條件

約束條件包括配送中心一個(gè)還是多個(gè)，車型多少，以及車輛的最大載重量與行駛距離，最大行駛時(shí)間，車輛是只配送一條線路，以及車輛是否回到原來(lái)的配送中心。貨物的要求則是保證貨物的完整。

（7）目標(biāo)函數(shù)

車輛路徑問(wèn)題中的目標(biāo)函數(shù)可以使單目標(biāo)優(yōu)化，也可以是多目標(biāo)優(yōu)化。目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化則包括：

①常見(jiàn)的優(yōu)化目標(biāo)是成本的優(yōu)化，最為企業(yè)最想看到的就是成本的下降。這里的費(fèi)用包括固定費(fèi)用，車輛行駛費(fèi)用，維修費(fèi)用，額外費(fèi)用。

②車輛最少的優(yōu)化。企業(yè)在運(yùn)送貨物的同時(shí)，既能滿足客戶的要求，還能使車輛最少，從而進(jìn)行優(yōu)化。

③車輛類型最少的優(yōu)化。企業(yè)在貨物的運(yùn)輸證中，由于貨物的固有性質(zhì)，需要不同的車型運(yùn)載。

④時(shí)間最短的優(yōu)化。車輛在的運(yùn)輸中，使所以車輛的運(yùn)輸時(shí)間最短，同時(shí)也使顧客能夠接收到服務(wù)。這樣最短的時(shí)間則會(huì)為公司創(chuàng)造更高的效率。

⑤行駛距離最短的優(yōu)化。在運(yùn)輸途中，所有的車輛既能滿足服務(wù)，又能是距離最短。

⑥準(zhǔn)時(shí)運(yùn)輸。顧客對(duì)貨物的要求是越來(lái)越高，既要保證貨物安全，更要保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)收貨或發(fā)貨。

⑦客戶的滿意度最高。由于客戶的要求是多種多樣的?？蛻魧?duì)貨物的要求時(shí)是個(gè)性話化的，對(duì)時(shí)間和空間的要求至關(guān)重要。

在現(xiàn)實(shí)中，我們可能優(yōu)化的目標(biāo)是一個(gè)，甚至是多目標(biāo)的優(yōu)化，具體目標(biāo)根據(jù)具體情況分析。

三、基本方法

①遺傳方法

在解決規(guī)模搜索中，遺傳算法雖然有一定解決能力，但是容易出現(xiàn)兩種困難。a.只能搜索局部最優(yōu)，而不能達(dá)到全局最優(yōu)。b.數(shù)據(jù)過(guò)大，速度太慢，超出了搜索范圍。

②自適應(yīng)遺傳算法

自適應(yīng)遺傳算法是遺傳算法的一種改良，他能夠很好的解決遺傳算法的困境。

四、結(jié)論

本文討論的是基于軟時(shí)間窗的，并且是貨物集配一體化的車輛路徑優(yōu)化研究。同時(shí)討論了基本方法。但是沒(méi)能用模型來(lái)更好的詮釋模型的有效性，這時(shí)需要后面繼續(xù)探索的。同時(shí)多影響路徑優(yōu)化因素進(jìn)行總結(jié)。（作者單位為重慶郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院）