柳州融水電子商務物流配送路徑優(yōu)化

郭儀 梁微 蘇相清 王暉

摘要：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，“電商下鄉(xiāng)”、“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”等熱潮的興起，廣大農(nóng)村居民可以享受網(wǎng)站購物帶來的便利，但農(nóng)村快遞網(wǎng)點少，且缺乏合理的配送管理，物流配送成為限制電子商務向農(nóng)村進一步發(fā)展的壁壘。以廣西柳州市融水縣為例，分析農(nóng)村電子商務物流配送現(xiàn)狀，并采用掃描法和最近插入法進行農(nóng)村物流配送路徑優(yōu)化，以減少物流配送成本，促進農(nóng)村電子商務的發(fā)展。

Abstract： With the popularization of the mobile Internet and the rise of the trend of "E-commerce to the countryside" and "Internet+Agriculture"， many rural residents can enjoy the convenience of online shopping. However， logistics distribution has become a barrier to the further development of e-commerce in rural areas， because of few rural express delivery networks and a shortage of reasonable distribution management. Taking Rongshui County in Liuzhou as an example， we analyze the current situation of e-commerce logistics distribution in rural areas， and use scanning method and nearest insertion method to optimize the distribution route of rural logistics， so as to reduce the cost of logistics distribution and promote the development of rural e-commerce.

關(guān)鍵詞：農(nóng)村電子商務物流；路徑優(yōu)化；最近插入法；掃描法

Key words： rural e-commerce logistics；route optimization；nearest insertion；scanning method

中圖分類號：F724.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0091-04

0 引言

隨著我國電子商務的興起，開拓鄉(xiāng)村快遞物流市場，讓鄉(xiāng)村快遞物流下鄉(xiāng)進村，既是鄉(xiāng)村經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，也是廣大農(nóng)民群眾的熱切期盼。快遞產(chǎn)業(yè)的信息化讓繁冗復雜的快遞訂單業(yè)務便捷化；快遞業(yè)與通訊技術(shù)的融合，使得快遞業(yè)的覆蓋范圍越來越廣，營業(yè)網(wǎng)點從城市擴展到集鎮(zhèn)，切實實現(xiàn)電商下鄉(xiāng)以及農(nóng)產(chǎn)品進城。

農(nóng)村電子商務能夠帶動農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展，但是物流是制約農(nóng)村電子商務發(fā)展的關(guān)鍵問題所在，合理地規(guī)劃配送路線決定著快遞企業(yè)的服務效率和質(zhì)量。當前，我國農(nóng)村快遞業(yè)的網(wǎng)點建設還不夠完善，農(nóng)村物流的配送效率低下、路線規(guī)劃不規(guī)范。因此，為了促進農(nóng)村電子商務的發(fā)展，就必須提高物流快遞企業(yè)的運營質(zhì)量，對網(wǎng)點的配送路徑的優(yōu)化就顯得尤為重要。本文以廣西柳州融水縣電子商務物流作為研究對象，對農(nóng)村物流的配送路徑進行分析并進行優(yōu)化方案設計，以達到提高配送效率、降低物流成本的目的，促進當?shù)仉娮由虅瘴锪鞯陌l(fā)展。

1 路徑優(yōu)化方法

本文先利用VRP問題的啟發(fā)式算法——掃描法對所有服務點進行分組，要求每個群組的路線不超出車輛載重量以及每個需求點只能由一輛車滿足，然后通過TSP問題的啟發(fā)式算法——最近插入法對每個組內(nèi)的服務點進行路線規(guī)劃，目標是使運距最短。

模型假設：

①單一物流中心，多部車輛配送。

②每個需求點由一輛車服務，每個客戶點貨物需求量不超過車輛的載重容量。

③車輛為單一車種，即視為相同的載重量，且有容量限制。

④無時窗限制的配送問題。

⑤客戶的位置和需求量均為已知。

⑥配送的貨物視為同一種商品，便于裝載。

掃描法在VRP求解方法中是一種先分群再尋找最佳路線的算法。求解過程分為兩步：第一步是分派車輛服務的站點或客戶點；第二步是決定每輛車的行車路線。原理是先以物流中心為原點，將所有需求點的極坐標算出，然后依角度大小以逆時鐘或順時鐘方向掃描，若滿足車輛裝載容量即劃分為一群，將所有點掃描完畢后在每個群內(nèi)部用最短路徑算法求出車輛行駛路徑。

掃描法是一種逐次逼近法，用該方法不一定能求得物流配送車輛路徑優(yōu)化問題的最優(yōu)解，但是能夠有效地求得問題的滿意解。對于某個具體的物流配送車輛路徑優(yōu)化問題，由于存在多種客戶編號方法，當僅選擇一種客戶編號方案用掃描法求解時，其計算量相對較小，但相應的解的質(zhì)量可能不會很高；當選用多種客戶編號方案用掃描法求解時，一般能得到質(zhì)量很高的滿意解，但相應的計算量會成倍增加。

在本文對融水苗族自治縣物流配送車輛路徑優(yōu)化問題實例中，配送路線不多，且各服務點分布較為均勻，利用掃描法能快速有效地找到滿意解。

最近插入法是TSP問題的求解方法。它的求解過程分為4步：首先從一個節(jié)點出發(fā)，找到一個最近的節(jié)點，形成一個往返式子回路；在剩下的節(jié)點中，尋找一個離子回路中某一節(jié)點最近的節(jié)點，再在子回路中找到一個弧，使弧的兩端節(jié)點到剛尋找到的最近節(jié)點的距離之和減去弧長的值最小，實際上就是把新找到的節(jié)點加入子回路以后使得增加的路程最短，就把這個節(jié)點增加到子回路中。重復以上過程，直到所有的節(jié)點都加入到子回路中。最近插入法可以得到相對比較滿意的解。

2 融水縣農(nóng)村電子商務物流配送概況

融水縣為旅游地區(qū)，交通道路設施良好，常見的“三通一達”快遞公司的站點在縣城已基本具備。“三通一達”一起簽約一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)業(yè)務“快遞服務綜合部”，專門負責農(nóng)村；部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)入駐了農(nóng)村淘寶和京東派。配送路線上，多數(shù)快遞企業(yè)主要是以柳州市—融水縣—各鄉(xiāng)鎮(zhèn)配送路線為主，各快遞企業(yè)的快遞由融水縣總倉配送到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但極少配送到村里，一般由村民到鄉(xiāng)鎮(zhèn)自提。

由此可見農(nóng)村快遞業(yè)的網(wǎng)點建設還不夠完善，沒有對配送路線進行系統(tǒng)地規(guī)劃，合理的規(guī)劃配送路線決定著快遞企業(yè)的服務效率和質(zhì)量，對快遞企業(yè)進軍農(nóng)村市場有重要的影響。

3 選址配送路徑優(yōu)化

根據(jù)2016年柳州市郵政行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，2016年柳州市快遞業(yè)務量達1864.94萬件。根據(jù)柳州市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，截至2016年末，全市常住人口395.87萬人。因此可估算柳州市人均年快遞業(yè)務量為4.71件，擬在融水縣設立29個快遞服務網(wǎng)點，估算各服務點的日物流量數(shù)據(jù)如表1所示。

據(jù)了解，各快遞公司將快遞首重設置為1KG，因此，本文假設快遞的平均重量為1.5KG，融水鎮(zhèn)有若干輛載重量為3000KG的運輸貨車，每輛車運輸?shù)目爝f為2000件。

以掃描法將服務網(wǎng)點分群。

步驟一，將所有服務網(wǎng)點的位置顯示在地圖上，如圖1所示，以融水鎮(zhèn)V0為原點。

步驟二，以向右的水平線為零角度線，按逆時針方向，依角度大小開始掃描。

步驟三，按照服務點位置分布，V9首先被掃描，其業(yè)務量為226件，繼續(xù)按逆時針依次掃描，經(jīng)過服務點V24、V27、V26、V25、V28、V10、V4，這時業(yè)務量相加為226+154+147+387+297+115+266+179=1771，如果再增加一個服務點，就會超出2000件的限制，所以服務點V9、V24、V27、V26、V25、V28、V10、V4由第一輛車完成配送任務。

步驟四，剩下服務點的計算以此類推，直到所有的服務點都被劃分到群中。最終分組為

S1={V0，V9，V24，V27，V26，V25，V28，V10，V4}

S2={V0，V29，V18，V11，V12，V19，V5，V23，V16}

S3={V0，V7，V15，V22，V8，V6，V1，V20，V17，V21}

S4={V0，V2，V3，V13，V14}

具體數(shù)據(jù)如表2所示。

組群內(nèi)各服務點相對位置如表3、表4、表5、表6。

以群組S1為例，

步驟一，找到與融水鎮(zhèn)距離最小的節(jié)點V4，形成一個子回路，S1={V0，V4，V0}

步驟二，在剩下的節(jié)點中，離子回路某一節(jié)點最近的節(jié)點有V24，將V24歸入回路中，S1={V0，V4，V24，V0}

步驟三，在剩下的節(jié)點中，離子回路某一節(jié)點最近的有V25

假如將V25插入V0和V4之間，增加距離為37578+15208-22697=30089

假如將V25插入V4和V24之間，增加距離為15208+13378-12689=15897

假如將V25插入V0和V24之間，增加距離為37578+13378-29257=21699

即應將V25插入V4和V24之間，S1={V0，V4，V25，V24，V0}

步驟四，其他點插入法以此類推，直到所有節(jié)點加入到回路中。

所有組群車輛行駛路程規(guī)劃結(jié)果如表7，在地圖上顯示路線如圖2。

4 結(jié)論

本文作者走訪調(diào)查了柳州市融水縣縣域內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的多個快遞網(wǎng)點，對各家的快遞網(wǎng)點的運營模式和配送特點進行調(diào)查和記錄，總結(jié)并分析了當前柳州市融水縣農(nóng)村電子商務物流配送的現(xiàn)狀與存在的問題。在此基礎(chǔ)上，本文采用掃描法和最近插入法規(guī)劃出較為合理的物流配送路線，縮短配送距離，在一定程度上解決融水縣農(nóng)村電商物流配送路徑不合理的問題，對快遞企業(yè)在農(nóng)村市場的運營具有一定的參考價值。

參考文獻：

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