基于B2C配送輻射范圍的最后一公里問題研究
——以蘇寧長沙區(qū)域為例

□ 楊益興

(中南林業(yè)科技大學 物流與交通學院，湖南 長沙 410000)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的不斷深化和我國B2C電子商務網(wǎng)絡零售業(yè)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡購物用戶規(guī)模持續(xù)壯大。2018年，我國進入電商3.0時代，網(wǎng)絡零售市場的發(fā)展步入穩(wěn)定發(fā)展階段。以亞馬遜、京東、蘇寧為代表的各大電商都嘗試在各大城市自建由“城市配送中心—中轉(zhuǎn)站—末端節(jié)點”組成的三級城市配送物流網(wǎng)絡[1]。城市配送中心承擔庫存、包裝、分揀、運輸甚至流通加工等功能，中轉(zhuǎn)中心承擔訂單的中轉(zhuǎn)分撥功能，最后一公里配送形態(tài)包括自提點、自提柜等形態(tài)[2]。物流配送作為連接線上線下與客戶的紐帶，直接影響著用戶最終直接接觸的階段以及門店的消費體驗。

詹斌等[3]結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，提出可視化配送服務、尋源發(fā)貨極速達、合作共用自提柜等創(chuàng)新思路，為電商物流“最后一公里”配送模式優(yōu)化提供參考。楊聚平[4]以滿足用戶對接收貨物的時間和空間的便利性與靈活性要求為導向，提出了以客戶為中心的“最后一公里”綜合配送方案。趙泉午等[5]構(gòu)建了考慮配送中心到末端需求點近似配送距離的中轉(zhuǎn)中心選址及末端需求點分配聯(lián)合優(yōu)化模型，并利用集成遺傳算法和禁忌搜索算法的混合算法進行模型求解。現(xiàn)有文獻主要側(cè)重算法設計與城市配送中心選址。文章主要根據(jù)配送輻射范圍的三種不同幾何位置對電商三級城市配送網(wǎng)絡進行優(yōu)化，并以蘇寧長沙主城核心區(qū)為例進行可視化仿真，以系統(tǒng)成本的角度進行成本分析。

1 現(xiàn)狀分析

蘇寧長沙區(qū)域的配送網(wǎng)絡是三級多節(jié)點的類型，第一級是城市配送中心；第二級是城市中轉(zhuǎn)站；第三級是各末端客戶需求點。形成一個“城市配送中心—中轉(zhuǎn)站—末端需求點”的三級多節(jié)點網(wǎng)絡。在這種配送網(wǎng)絡中，實體店和客戶群體的布局方式和實體店與客戶群體的服務關(guān)系反映了配送網(wǎng)絡的覆蓋情況、服務滿意度、相應速度與配送效益。

圖1 蘇寧長沙主城核心區(qū)配送網(wǎng)絡現(xiàn)狀

1.1 實體店分布

蘇寧在長沙主城區(qū)的實體店數(shù)量為16家，圖中序號標記表示主城區(qū)各實體店，城市配送中心在西北角的望城區(qū)。城市配送中心距實體店較遠，且實體店多分布在河東，湘江的存在給配送網(wǎng)絡優(yōu)化帶來了一定的困難。

1.2 客戶需求點現(xiàn)狀

通過對電商零售企業(yè)的目標消費客戶群體進行分析，一般此類消費品的消費者是學生、白領(lǐng)，一般家庭。由此假設長沙市有一定規(guī)模的小區(qū)、住宿式大學或職業(yè)學校和寫字樓均為長沙蘇寧潛在的客戶群體。從圖中可以看出需求多集中在天心區(qū)、雨花區(qū)與岳麓區(qū)。其中以五一廣場等商圈、河西大學城以及小區(qū)群最為密集。

1.3 配送輻射范圍現(xiàn)狀分析

根據(jù)實體店對客戶節(jié)點覆蓋情況現(xiàn)狀分析，參考“餓了么”等O2O線上購買線下直接配送最大范圍，將實體店配送輻射半徑設為2.5km。配送輻射范圍可表示為以實體店為圓心，2.5km為半徑的一個圓。從圖中可以看出需求點分布密集的區(qū)域?qū)嶓w店分布也較密集，但依然存在需求點漏空的情況，且在城區(qū)邊緣少數(shù)需求點不能接受配送服務。

2 問題描述

若追求配送資源的高效利用，一個實體店的配送輻射范圍必然是以實體店坐標為圓心，以輻射半徑r為半徑的一個圓。會存在三種不同的幾何位置關(guān)系。

2.1 配送輻射范圍相交

在需求密集的區(qū)域，由于實體店也分布較多，導致了配送輻射范圍重疊，即配送輻射范圍相交，同樣的需求點卻有著多個實體店為其服務，造成配送資源的浪費。

圖2 配送輻射范圍相交

2.2 配送輻射范圍相切

由于用圓來刻畫實體店的配送輻射范圍，在追求沒有配送資源浪費的情況下，圓相切時則是最優(yōu)狀況，即配送資源此時得到最優(yōu)利用。但由于圓的幾何特性，多個圓相切時必定會存在空角，造成少數(shù)需求點不能被覆蓋的情況。

圖3 配送輻射范圍相切

2.3 配送輻射范圍相離

由于需求點受多方面因素的影響，會在一定時間內(nèi)發(fā)生改變，而實體店的位置則是相對不變的。隨著時間的推移會導致實體店配送輻射范圍不再滿足需求點的分布，造成配送輻射范圍相離。需求點逐漸移出配送輻射范圍圈，無法接受到配送服務。且隨著時間推移與消費偏好的更迭，這種變化趨勢呈現(xiàn)無規(guī)律、難預測的特點。

圖4 配送輻射范圍相離

3 配送網(wǎng)絡優(yōu)化設計

根據(jù)對蘇寧長沙區(qū)域配送網(wǎng)絡現(xiàn)狀與問題的分析，將網(wǎng)絡優(yōu)化過程分為2個階段：

第一階段：對需求點密集且配送輻射范圍相切或相交的區(qū)域，重置配送輻射范圍。

第二階段：對需求點密集但配送輻射范圍相離的區(qū)域，設立城市自提點并確定其半徑、數(shù)量與位置。

3.1 第一階段——重置配送輻射范圍

根據(jù)對蘇寧長沙區(qū)域網(wǎng)絡配送現(xiàn)狀分析，在需求密集的區(qū)域存在配送輻射范圍相交和相切的情況。若是單一自提點選址，其輻射范圍必然是以輻射半徑r為半徑的一個圓。數(shù)學上可以證明幾何圖形在等周長的情況下，圓的面積為最大，所以圓是最有效、最理想的輻射形式，它能使商品以最小的綜合費用配送至最多的消費者[6]。但由于圓的幾何特性多個圓相切時必定會存在空角，而正六邊形是能圍成完整平面面積最大的正多邊形，所以本節(jié)將用正六邊形的配送輻射范圍來代替圓形配送輻射范圍。

圖5 正六邊形配送輻射范圍圖

從圖5可以看出，配送輻射范圍變?yōu)橐?.5km為r的內(nèi)接正六邊形后，每一個需求點均能接受配送服務。

3.2 第二階段——設置自提點

對于需求點密集的區(qū)域，隨著時間推移需求點的布局會發(fā)生改變。但實體店是相對穩(wěn)定的，需求點會因時間的變化而脫離配送輻射范圍(配送輻射范圍相離)，但鑒于此區(qū)域內(nèi)需求點密集，若再另建新配送點會造成大量的配送資源浪費(配送輻射范圍相交)。故在此情況下選擇建立成本相對較小的自提點。

在蘇寧長沙主城核心區(qū)域的配送網(wǎng)絡中發(fā)現(xiàn)，需求點密集但又有較多的需求點漏空的區(qū)域為天心區(qū)，故本節(jié)以長沙市天心區(qū)文源街道為例對自提點的確定進行仿真。

3.2.1 自提點輻射半徑的確定

在交通行為中，有研究表明，人們愿意步行去乘坐某種交通工具的最大步行距離一般為500m[7]。根據(jù)國內(nèi)外便利店選址的相關(guān)理論我們得知，在一線城市，便利店及其商圈的輻射范圍通常是以便利店所在位置為圓心，半徑300～500m的范圍內(nèi)，在中小城市，輻射半徑擴大至800m[8]。

長沙作為湖南省省會，介于全國一線城市與中小城市之間，并結(jié)合交通行為以及便利店選址相關(guān)理論的研究成果，將自提點的合理輻射半徑定位為500m。

3.2.2 自提點數(shù)量的確定

在文源街道對多個自提點的整體選址中，只要確定了整個配送區(qū)域的面積S和自提點輻射半徑r,則可近似求得自提點的數(shù)目[9]，計算公式如下：

(1)

在bigemap地圖軟件中確定“長沙市天心區(qū)文源街道”為目標區(qū)域，讀取長沙市天心區(qū)文源街道的區(qū)域面積為3.194km2，按照自提點500m的輻射半徑，再根據(jù)公式(1)來確定此區(qū)域自提點數(shù)量，可以計算出在文源街道內(nèi)應當設置5個自提點。

3.2.3 自提點位置的確定

在需求密集的區(qū)域設置自提點，在某一區(qū)域內(nèi)用半徑為r的圓盡可能去涵蓋多個需求點，圓心所在位置即是自提點位置，根據(jù)自提點所處的不同地理位置可以將其劃分為校園自提點、城市自提點、社區(qū)自提點以及樞紐自提點。

根據(jù)文源街道配送輻射范圍相離之間的需求點分布情況，在bigemap軟件中選擇“谷歌無偏移”地圖，將需求點地理位置信息輸入在地圖上，將自提點的輻射半徑設置為500m，并盡可能地將需求點涵蓋在輻射范圍內(nèi)，具體規(guī)劃如圖6所示。

圖6 長沙市天心區(qū)文源街道自提點選址圖

根據(jù)上述方法可以確定此區(qū)域內(nèi)5個自提點，其中包括2個校園自提點、2個社區(qū)自提點、1個樞紐自提點。5個擬建自提點的地理位置信息如表1所示。

表1 擬建自提點地理位置信息表

4 成本分析

本文進行的配送網(wǎng)絡優(yōu)化設計成本包括重置配送輻射范圍的成本以及采用自提模式的成本，由于重置配送輻射范圍并不會造成大量費用，即主要成本為自提模式下的成本。

自提模式下的成本c包括實體店到自提門店的運輸成本、人力成本及自提門店建設運營成本。設自提終端個數(shù)為n，每個終端的成本與費用為ε，運輸車輛數(shù)為T，每個終端處理的快遞量為α，每輛車單位時間快運量為Vt，每輛車的折舊費為μ，每輛車的人員配備費用為ν，每輛車的燃料費用為ω，每個門店房租為λ，每個終端的運營費用為γ。本節(jié)以日作為基本單位。建立自提模式成本模型如下[10]：

(2)

表2 單個自提點相關(guān)成本數(shù)據(jù)

假設有固定3輛電動車為自提點服務。根據(jù)自提模式成本模型(2)可計算出新建一個自提點每日成本大約為1851.49元。

5 結(jié)語

本文通過對蘇寧長沙主城核心區(qū)內(nèi)配送網(wǎng)絡的現(xiàn)狀分析，對B2C環(huán)境下電商配送網(wǎng)絡優(yōu)化面臨的城市“最后一公里”配送策略問題進行研究。針對配送輻射范圍存在的三種不同幾何位置，展開重置配送輻射范圍與設立自提點兩階段的配送網(wǎng)絡優(yōu)化設計，并進行可視化仿真與成本分析，為B2C環(huán)境下電商配送網(wǎng)絡城市“最后一公里”優(yōu)化方案提供參考建議。并且隨著B2C電商的日益發(fā)展，物流配送成本會不斷增加，消費者對便捷性需求會逐步上升，無人化與去中心化逐漸成為電商發(fā)展的趨勢。在需求量大的區(qū)域，規(guī)模效應會讓自提點的邊際成本逐漸降低。綜合成本因素與消費者滿意度因素，重置配送輻射范圍與采用自提模式是解決城市“最后一公里”問題較為合理的方式。