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物流合理分配 第一篇_物流方案设计

目录

第一章 概述 ………………………………………………………1

1.1 项目概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.2 物流方案设计的目的和意义„„„„„„„„„„„„„„2

第二章 物流方案的现状分析..............................3

2.1 安吉物流的需求分析„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2 现有车辆调度模式„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3 需要解决的问题分析„„„„„„„„„„„„„„„„„4

第三章 物流方案规划与实施………………………………………4

3.1 本文研究方向 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2 如何形成一套有效的调度模式的探讨 „„„„„„„„„„5 3.3 有效的车辆调度模式 „„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.4 有时间窗的非满载问题 „„„„„„„„„„„„„„„„6 3.5 调度管理系统GPS的应用 .............................10

第五章 物流方案的可行性分析 ………………………………… 11

5.1 调度系统的灵活性对比................................11 5.2调度系统的优势及前景分析.............................11

第六章 总结 …………………………………………………………1 参考文献 ………………………………………………………………12

1.1项目概况

本方案从安吉汽车物流公司针对汽车调度的现状入手，通过对安吉汽车物流公司现有的车辆调度模式进行综合分析，找出现有调度模式存在的问题，结合安吉物流的运营状况和管理模式，运用车辆调度优化的思想，启发式算法及相关模

型，对安吉汽车物流公司的华东地区车辆调度业务进行全面优化，使其不仅可以提高调度的速度，同时满足客户的运输质量要求，从而提高整个公司的物流效率和服务水平。

本方案运用了系统工程学、运筹学、物流、管理学等多领域的思想和方法，分别对车辆调度的影响因素、调度模式的优化设计、有时限和软时间窗问题分析、非满载问题分析、责任落实监管等方面就行研究，各环节相互配合，结构严谨，解决了车辆调度模型优化设计、特殊调度情况应急处理、绩效考核等相关问题，具有一定的实际操作性。

1.2物流方案的目的和意义

进入21世纪，物流被称为企业的“第三方利润源泉”，随着作为新兴产业之一现代物流业的迅猛发展，进而形成了更为专业化、综合成本更低、配送效率更高的第三方物流产业，已经成为国际物流业发展的趋势、社会分工化和现代物流发展的方向。

在物流的各项成本中,配送成本占了相当高的比例，车辆调度（Vehicle Scheduling Problem ，简称VSP）的合理与否对配送速度、成本、效益影响很大,从而影响整个物流企业的运转和盈利水平，采用科学、合理的方法来进行车辆调度是第三方物流中非常重要的一项活动。因此，如何优化设计车辆调度模式、实现资源共享、提高服务水平是我们此次方案设计的目的所在。

通过此方案的设计，可以在一定程度上解决安吉汽车物流公司在车辆调度上存在的问题，通过简化调度流程和实现有效配合、有时间窗非满载问题的分析以及GPS调度管理系统的应用可以帮助安吉物流明确供方责任并实现对运输供方的绩效管理，从而获得一套形而有效地适合安吉物流的绩效管理体系，同时提高调度效率和客户服务水平，进而提高公司的核心竞争力。

第二章 物流方案的现状分析

2.1 安吉物流的市场需求分析

客户为提高仓库的使用效率，对已下订单的出库及时性（即发运及时率）

提出了严格的考核指标要求。客户仓储物资储备情况的变化是即是生产企业了解市场需求也是第三方物流企业预测业务量的重要途径，社会性仓储量减少、力要提高仓库的周转率很使用效率，表明市场需求旺盛，对第三方物流企业而言意味着广大的市场同时也面临着必须满足客户要求的挑战。

2.2 现有调度模式分析

安吉汽车物流公司一开始采用的是总部调度方式，其在安吉物流发展初期发挥了很好的作用。但随着公司业务量的剧增，随着公司业务的剧增，总部调度方式也遇到了瓶颈，公司现采用现场调度的方式。

2.3 需要解决的问题分析

车辆调度作为物流配送的核心组成部分，它影响到配送是否及时，以及客户是否满意公司的物流服务等，现安吉物流华东地区的车辆调度问题可以总结如下: （1）缺少一有效的车辆调度模式

一方面，采用总部调度，即有多家运输供方参与同一条运输路线，若该线路发运不及时，运输公司间会互相推卸责任，难以实现责任落实；另一方面，

采用现场调度，即每条路线固定运输供方来实现责任落实，但如遇突发情况(如：订单波动、订单与运能不匹配等)时则出现调度效率低下 （2）缺少有时限和非满载问题的解决方法

在客户的发运及时率T+X的有时限的要求下，加之现行的运价不支持非满载发运，导致等待满载的时间变长、拼装的范围变大、发运超时、运输风险增加、流程繁琐、轿运车空载等情况，进一步导致物流效率不理想 （3）信息资源监管、共享程度低

无论采用总部还是现场调度方式，均有各运输供方之间出现摩擦

第四章 物流方案规划与实施

3.1 本文研究方向

第三方物流是联系制造商与客户之间的重要纽带，调度问题是物流企业的核心组成部分，其关乎到配送、运输等系列物流活动的成败。针对安吉物流目前存在的问题，本文将立足安吉的问题根源，结合安吉物流发展规划和行业发展趋势，深入探讨其在汽车车辆调度方面问题的解决方案。本文主要从车辆调度的影响因素、调度方式的优化设计、有时间限制的非满载问题的分析以及物流调度信息管理系统四个方面存在的问题进行探讨，从而对整个安吉物流华东地区车辆调度流程进行优化，提高调度效率，加强资源共享和物流服务水平。

3.2 如何形成一套有效的车辆调度模式的探讨

物流车辆调度问题的一般影响因素如图3-1所示

表3-1 物流车辆调度问题的影响因素

3.3 有效的车辆调度模式

将总部调度和现场调度集合在一起场调度模式，将总部调度当成突发状况的处理中心，当在执行过程中发生突发状况，将情况报往总部，由总部重新分工，更多的考虑顾客的需求。

对于多家运输供方参与一条运输线路，如果这条线路发运不及时，运输公司间会互相推卸责任这种情况，可先计算好各个运输公司所要用的时间，并且采取物流线路跟踪的方式。通过物流线路跟踪就可以确定线路发运不及时是哪个运输公司的责任。

针对不同的运输线路，制定不同的价格标准和运作标准。

物流合理分配 第二篇_论物流运输合理化

论物流运输合理化

摘 要：现代物流的主动性表现在物流活动嵌入到整个企业管理的全过程中。物流承担更多的介入企业的生产经营管理活动，突出表现为第三方物流与配送中心的迅猛发展。随着社会分工的深化和市场需求的日益复杂，生产经营对物流运输和物流管理的要求也越来越高。提高运输合理化,物流技术和管理方式，取得规理化——产品从供模经济效益，从而达到物流合方到需方全过程中，达到环节最少、时间最短、路程最短、费用最省。

关键词：物流合理化 资源外取 运力紧张 运输附加值

物流行业是近几年在我国兴起的行业，历史虽短发展却很快．随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快，对物流行业的要求也越来越高．而运输是物流环节中的重要一环，占据物流成本的绝大部分，所以运输的合理化对物流企业有着至关重要的意义．只有实现运输的合理化，才能达到物流合理化——产品从供方到需方全过程中，达到环节最少、时间最短、路程最短、费用最省。本文主要从物流的发展，我国物流运输的现状谈起，提出实现物流运输合理化的一些建议．

一． 现代物流的起源与发展

物流一词最早出现于美国，1915年阿奇·萧在《市场流通中的若干问题》一书中就提到物流一词，并指出，“物流是与创造需求不同的一个问题”。因为在20世纪初，西方有些国家已经出现生产大是过剩，需求严重不足的经济危机，企业因此提出了销售和物流的问题，此时的物流指的是销售过程中的物流。二次世界大战期间，围绕战争物资供应，美国军队有两个创举，一是建立了“运筹学”的理论，二是建立了“后勤”（Logistic）理论，并将其用于战争活动中，其中所提出的“后勤”是指将战时物资生产、采购、运输、配给等活动作为一个整体进行统一布置，以求战略物资补给的费用更低、速度更快、服务更好。 后勤一词在企业中广泛采用，又有商业后勤，流通后勤的提法，这时的后勤包含了生产过程和流通过程中的物流，因而是一个包含范围更广的物流概念，以至于成立于1963年的全美物流管理协会（NCPDM）1985年更名为美国后勤管理协会（CLM）。按英国教授马丁·克里斯多夫的观点，物流的概念从1915年提出起经过了70

多年的时间才有定论，包含生产领域的原材料采购、生产过程中的物料搬运与厂内物流通过程中的物流或销售物流，可见Logistics的外延更广泛.

物流概念主要通过两条途径从国外传入我国，一条是在80年代初随着“市场营销”教科书中，几乎毫无例外的都要介绍这两个单词直译成中文即为“实体分配”或“实物流通”。在这两者中，我国以前普通接受“实体分配”的译法，“实体分配”指的是商品实体从供给者向需求者进行的物理性移动。另一条途径是从日本直接引入“物流”这一概念至今。这两条途径同源，产生的两个称呼虽叫法不同，但实为同一概念。由于“物流”比“实体分配”在叫法上更简捷，因而被更多的人接受．

二．我国物流运输的特点及现状

实现国发经济工业化与市场化的同时，物流事业开始进入一个前所未有的发展时期：在2000年，我国国内社会消我国目前正处在经济腾飞阶段，在费品零售额可达5万亿元左右，物流商机巨大；人民生活水平普遍提高，收入水平增长；引起消费结构发生巨大变化。产品的需求趋向于多样化、个性化、小批量、产品适销区域更为广泛。 不同的企业，可能面临的突出问题不一样，但我国企业面临的带有共性的问题是：资金短缺、原材料涨价、产品积压、不能保证按期交货，用户服务水平差、应变能力差、市场竞争力差、库存资金占用多、设备利用率低、生产周期长、物料短缺、成本高、计划跨度长、信息反馈不及时、预测能力差、产品更新换代慢、生产管理水平低。由于上述问题，致使企业管理粗放，经济效益差，企业缺乏活力竞争力。

今年以来，国民经济的平稳较快发展，拉动了对运输生产的需求。交通运输部门加强运输组织，积极挖潜扩能，确保重点物资运输，努力适应国民经济的发展需要，使运输生产取得了较快的增长态势。

（一）当前我国运输生产的主要特点

上半年运输生产的特点主要表现在：一是铁路货运保持较高增长水平。前6个月,铁路日均装车10.39万车，同比增加6345车，增长6.5%。货物运输完成11.3亿吨，同比增加7748万吨，增长7.3%。二是重点物资运输得到保证。铁路完成煤炭运量5.2亿吨，增长9.3%。煤炭新增运量占铁路新增运量的58%。煤炭港口发运1.85亿吨，增长11.7%。其中内贸煤炭发运增长23.7%，外贸出口同比

减少19.8%。另外，石油、化肥农药分别增长7.1%和14.3%。港口共接卸外贸进口原油和海洋原油分别增长9.6%和11.2%。三是公路运输稳步增长。由于治超和降低大吨位车辆路桥通行费和高速公路网的延伸，各种大吨位车辆快速增加，全社会完成货物运输63.1亿吨，增长7.9%。四是水上运输增幅较大。中海、中远、长航三大航运集团水运量完成3.5亿吨，增长15%；江海主要港口货物吞吐量完成13.9亿吨，其中外贸货物吞吐量完成6亿吨，同比分别增长18%和18.1%；全国主要港口集装箱吞吐量3122.4万箱,同比增长25.3%，增幅高出外贸货物吞吐量7.2个百分点。

（二）对运输发展态势的初步分析

从运输发展态势看，下半年运输生产仍将继续保持较快的增长势头。运输能力与需求的矛盾将继续得到缓解，运输环境将比较宽松。但铁路运输偏紧的问题仍没有根本解决。

铁路由于在主要干线没有新线投入，能力基本饱和，下半年大幅度增加运量的可能性不大。同时受线路施工、车辆不足等影响，铁路装车水平难以继续提高。西北、西南、东北等地区运输紧张的矛盾难以改变。

水运运力充足，可以满足市场需求。由于水运企业今年新增运力约200万吨，使运输能力与需求的矛盾得到缓解。同时随着运力的增长和受国际散货运价下降的影响，国内水运价格与去年同期比会有一定幅度的下降。

公路运输随着治超的深入以及降低大吨位车辆路桥通行费等政策措施的落实，运价水平回落，货运量将保持较快的增长，运输市场将出现供大于求的局面。预计全年全社会货运量可完成26.5亿吨，其中国家铁路完成23.3亿吨，增长

7.3%，江海主要港口货物吞吐量28.5亿吨，增长16%。

三．运输合理化的原因和措施

运输在整个物流系统中是最关键的环节，运输费用占据其中的大部分．合理化的运输可以减低成本，提高劳动效率．运输合理化是一个系统分析过程，常采用定性与定量相结合的方法，对运输的各个环节和总体进行分析研究，研究的主要内容和方法主要有以下几点：

（一）运输合理化的原因

1、运输是实现实物转移的关键

无论实物处于哪种形式，是材料、零部件、装配件、在制品，还是制成品，也不管是在制造过程中将被转移到下一阶段，还是更接近最终的顾客，运输都是必不可少的。运输的主要功能就是产品在价值链中的来回移动。既然运输利用的是时间资源.财务资源.和环境资源，那么，只有当它确实提高价值时，该产品的移动才是重要的。

2、运输对其技术、组织等工作有特殊要求

铁路、公路、水路、航空和管道五种运输方式在技术、组织上各有其特点。扬长避短，充分发挥各种运输方式的优点，并按照各种运输方式技术经济特点组成分工协作、有机结合、连接贯通的交通运输体系是我们物流工作重点要考虑的问题。运输之所以涉及到利用时间资源，是因为产品在运输过程中是难以存取的，这种产品通常是指移动的存货，是各种供应链战略，如准时化和快速响应等业务所要考虑的一个因素，以减少制造和配送中心的存货。运输之所以要使用财务资源，是因为产生于驾驶员的劳动报酬，运输工具的运行费用，以及一般杂费和行政管理费用分摊。此外，还要考虑因产品损坏而必须弥补的费用。

运输直接或间接地使用环境资源。在直接方面，运输是能源的主要消费者之一；在间接使用资源方面，由于运输造成拥挤，空气污染和噪声污染而产生环境费用。

运输的主要目的就是以最低的时间、财务和环境资源成本，将产品从原产地转移到现定地点。此外，产品灭失损坏的费用也必须是最低的；同时，产品转移所采用的方式必须能满足顾客有关交付履行和装运信息的可得性等方面的要求。

3、运输是产品储存的一个重要方面

对产品进行临时储存是一个不太寻常的运输功能，也即将运输车辆临时作为储存设施。然而，如果转移中的产品需要储存，但在短时间内（例如几天后）又将重新转移的话，那么，该产品在装卸下来和再装上去的成本也许会超过储存在运输工具中每天所支付的费用。

在仓库空间有限的情况下，利用运输车辆也许不失为一种可行的选择。可以采取的一种方法是，将产品装运到运输车辆上去，然后采取迂回线路或间接线路运往其目的地。对于迂回路来说，转移的时间将大于比较直接的线路，当起始地

或目的地仓库的储存能力受到限制时，这样做是合情合理的。在本质上运输工具被用作一种临时存储设施，但它是移动的，而不是处于闲置状态。

概括地说，如果用运输工具储存产品可能是昂贵的，但当需要考虑装卸成本，储存能力限制，或延长前置时间的能力，那么从物流成本或完成任务的角度或许是正确的。

（二）运输合理化的措施

1、规模经济

规模经济的特点是随装运规模的增长，使单位重要的运输成本降低。例如整车的每单位成本低于零担运输。就是说诸如铁路和水陆之类的运输能力较大的运输工具，它每单位的费用要低于汽车和飞机等运输能力较小的运输工具。运输规模经济的存在是因为与转移一批货物有关的固定费用可以按整批货物的重量分摊。所以一批货物越中越能分摊费用。

2、距离经济

按每单位距离的运输成本随距离增加而减少。例如800公里的一次装运成本低于400公里二次装运。运输的距离经济也指递减原理，因为费率和费用随距离的增加而减少，运输工具所发生的固定费用必须分摊到每单位距离的变动费用。距离越长每单位支付的费用越低。

3、提高运输工具的实载率

提高实载率，就是指充分利用运输工具的最大额定能力，最大可能地减少车船空驶和不满载行驶的公里数，从而达到物流合理化。

我国曾在铁路上提倡“满载超轴”。其中，“满载”就是充分利用货车的容积和载重量，最大可能地多载货，不留空间不空驶，从而实现铁路运输的合理化。还可充分利用物流系统中的配送功能，将多家需要的货物和一家需要的多种货物实行配装，以达到容积和载重量的充分合理利用，避免一家提货或送货车船回程空驶的现象发生，进而达到运输合理化的目的。如在铁路运输中，采用整车运输、整车拼装、整车分卸及整车零卸等具体措施，提高运输工具的实载率。

4、减少动力投入，增加运力

物流合理分配 第三篇_物流运输合理化研究

淮 阴 工 学 院

物流作业方法课程论文

作 者:

系 (院):

专 业:

题 目:

王婧赜 学 号： 3082115118 交通工程学院 物流工程 物流运输合理化研究

年 12 月 2011

物流运输合理化研究

【摘要】在当今社会，现代物流对生产、流通和消费都产生了巨大影响，因而得

到越来越多的重视。而运输是物流作业的主要内容之一，是现代物流的一个重要

部分，是国民经济的命脉。现如今，运输合理化是人们广泛关注的问题，是实现

物流系统优化的关键问题。因此，在进行物流系统设计和管理时，实现运输合理

化是一项最基本的任务。

【关键字】运输；物流运输合理化；措施 Logistics transportation rationalization research

Abstract: In today's society, modern logistics have a huge effect for production, circulation and consumption , which get more and more attention.The transportation

is one of the important part of logistics operations and modern logistics,it's also the

lifelines of their national economy. Nowadays, transportation rationalization is widely

attention ,it's a key problem to realize the optimization of the logistics system .

Therefore, in the logistics system design and management, realize transportation

rationalization is a most basic tasks.

Key Words：transportation；logistics transportation rationalization；

0引言

物流是一个非常庞大而且复杂的领域。商品除了在加工和生产上消耗的时间

以外，余下的都是物流过程的时间，这就造成很大一部分的生产成本消耗在物流

过程当中。对于现代物流来说，最重要的一部分仍然是运输，因此运输成了降低

物流费用最具潜力的领域，所以，实现运输合理化成为了我们的当务之急，工作

之重。

1 物流运输

1.1 物流运输的含义

运输一般是指使用交通工具将物品或人从一个地方运送到另一个地方，《辞

海》释义为“人和物的载运和输送”。《物流术语》标准中解释物流运输是指用专

用运输设备将物品从一个地点向另一个地点运送。其中包括集货、分配、搬运、

中转、装入、卸下、分散等一系列操作。

1.2 物流运输的原则与基本要素

物流运输的原则是“及时、准确、经济、安全”。

物流运输系统的基本要素包括运输对象、运输参与者和运输手段。

2 物流运输合理化

2.1 物流运输合理化的涵义

物流运输合理化就是在保证物资流向合理的前提下，在整个运输过程中，确

保运输质量，以适宜的运输工具、最少的运输环节、最佳的运输线路、最低的运

输费用使物资运至目的地。

2.2 不合理运输的表现

物流不合理运输是针对合理运输而言的。不合理运输是违反客观经济效果，

违反商品合理流向和各种动力的合理分工的。不充分利用运输工具的装载能力，

环节过多的运输是导致运力紧张，流通不畅和运费增加的重要原因，目前，我国

存在的不合理运输有：返程或启程空驶；对流运输；倒流运输；迂回运输；重复

运输；过远运输；运力选择不当。

2.3 影响物流运输合理化的因素

物流运输合理化，是由各种经济的、技术的和社会的因素相互作用的结果。

影响物流运输合理化的因素主要有：

（一）运输距离。在运输时运输时间、运输货损、运费、车辆周转等运输的

若干技术经济指标，都与运输距离有一定比例关系，运输距离长短是运输是否合

理的一个最基本因素。

（二）运输环节。因为运输业务活动，需要进行装卸、搬运、包装等工作，

多一道环节，就会增加起运的运费和总运费。因此，减少运输环节，尤其是同类

运输工具的运输环节，对合理运输有促进作用。

（三）运输时间。“时间就是金钱，速度就是效益”，运输不及时，容易失去

销售机会，造成商品积压和脱销。

（四）运输工具。各种运输工具都有其使用的优势领域，对运输工具进行优

化选择，要根据不同的商品特点，最大的发挥所用运输工具的作用。

（五）运输费用。运费在全部物流费用中占很大比例，是衡量物流经济效益

的重要指标，也是组织合理运输的主要目的之一。

这些因素，既相互联系，又相互影响，有的还相互矛盾。运输时间短了，费

用却不一定省，这就要求进行综合分析，寻找最佳方案。在一般情况下，运输时

间快，运输费用省，是考虑合理运输的关键，因为这两项因素集中体现了物流过【物流合理分配】

程中的经济效益。

2.4 物流运输合理化的有效措施

（一）合理选择运输方式 运输方式的选择是物流决策中的一个重要环节，是物流合理化的重要内容。

我国的主要运输方式有铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和管道运输，

以及由它们组成的联合运输和综合运输体系。各种运输方式都有各自的使用范围

和不同的技术经济特征，选择时应进行比较和综合分析，要考虑运输成本的高低

和运行速度的快慢甚至还要考虑商品的性质，数量的大小，运距的远近，货主需

要的缓急及风险程度等。

（二）合理的选择运输工具 根据不同商品的性质、数量及特殊要求来进行选择，注意运输工具的额定

吨位、技术条件等。

（三）正确的选择运输线路 运输线路的选择，一般应尽量安排直达、快速运输，尽可能缩短运输时间，

否则可安排沿路和循环运输，以提高车辆的容积利用率和车辆的里程利用率，从

而达到节省运输费用，节约运力的目的。

（四）提高货物包装质量，并改进配送中的包装方法 货物运输线路的长短，装卸次数的多少都会影响到商品的完好，所以，应合

理地选择包装物料，以提高包装质量，另外，有些商品的运输线路较短，且要采

取特殊放置方法（如烫好的衣服应垂挂），则应改变相应的包装，货物包装的改

进，对减少货物损失，降低运费支出，降低商品成本有明显的效果。

（五）提高运输工具的实载率 实载率的含义有两个：一是单车实际载重与运距之乘积和标定载重与行驶里

程之乘积的比率；二是车船的统计指标。提高实载率如进行配载运输等，可以充

分利用运输工具的额定能力，减少空驶和不满载行驶的时间，减少浪费从而求得

运输的合理化。

（六）减少劳力投入，增加运输能力 运输的投入主要是能耗和基础设施的建设，在运输设施固定的情况下，尽量

减少能源动力投入，从而大大节约运费，降低单位货物的运输成本，达到合理化

的目的。

（七）发展社会化的运输体系 运输社会化的含义是发展运输的大生产优势，实行专业化分工，打破物流企

业自成运输体系的状况。单个物流公司车辆自有，自我服务，不断形成规模，且

运量需求有限，难于自我调剂，因而经常容易出现空缺，运力选择不当，不能满

载等浪费现象，且配套的接、发货设施、装卸搬运设施也很难有效的运行，所以

浪费颇大。实行运输社会化，可以统一安排运输工具，避免迂回、倒流、空驶，

运力选择不当等多种不合理现象的发生，不但可以追求组织效益而且可以追求规

模效益，所以发展社会化的运输体系是运输合理化的非常重要的措施。

（八）开展中短距离铁路公路分流

这种运输合理化的表现主要有两点：一是对于比较紧张的铁路运输，用公路

分流后，可以得到一定程度的缓解，从而加大这一区段的运输通过能力；二是充【物流合理分配】

分利用分路从门到门和在中途运输中速度快且灵活机动的优势，实现铁路运输难

以达到的水平。【物流合理分配】

（九）尽量发展直达运输 直达运输，就是在组织货物运输过程中，越过商业、物资仓库环节或交通中

转环节，把货物从产地或起运地直接运到销地或用户处，以减少中间环节。直达

的优势，尤其是在一次运输批量和用户一次需求量达到了一整车时表现最为突

出。此外，在生产资料、生活资料运输中，通过直达，建立稳定的产销关系和运

输系统，有利于提高运输的计划水平。

（十）配载运输 配载运输是充分利用运输工具载重量和容积，合理安排装载的货物及方法以

求合理化的一种运输方式。往往是轻重商品的合理配载，在以重质货物运输为主

的情况下，同时搭载一些轻泡货物，使其在基本不增加运力的情况下，在基本减

少重质货物运输的情况下，解决了轻泡货的搭运，因而效果显著。

3 物流运输合理化的意义

物流合理分配 第四篇_物流配送中的车辆分配与路径安排的设计与实现

物流配送中的车辆分配与路径安排的设计与实现

：

摘要

物流配送中的车辆路径问题（CVRP）是为一些车辆确定一些客户的 路径，每一客户只能被访问一次，且每条路径上的客户需求量之和不能超 过车辆的承载能力，每条路径都以中心开始和结束。本文的目标是通过蚁 群算法实现对车辆分配与路径安排。

蚁群算法是受到人们对自然界中真实的蚁群集体行为的研究成果的

启发而提出的一种基于种群的模拟进化算法。本文介绍了基本蚁群算法及 其应用领域。通过对基本蚁群算法的理解，提出了三种对基本蚁群算法的 修改策略，以求解 CVRP。文中用伪码对修改后的算法进行了详细的描述。 同时，使用Visual C++实现了实验性仿真系统，模拟了车辆分派与路径安 排。通过对实验数据的分析，得到了较好的修改策略和合适的参数大小。 基于引入其他算法的优点来改进自身缺点的思想。本文在适用于求解 CVRP 的基本蚁群算法中引入变异机制，来提高收敛速度和寻找更优解。 实验数据表明，引入变异机制的蚁群算法能够有效地解决带有容量限制的 车辆路径问题，并且大大提高了解的质量。

关键词：蚁群算法，CVRP ,变化

1

第1章 绪论

1.1研究背景

中国物流业近 5 年才开始起步，并进入发展期。物流业的兴起与外资 进入中国市场，制造业转移中国密切相关，接着是连锁业物流、家电物流日用化工业物流、汽车物流等等。

据统计，美国 2000 年的运输费用为 5900 亿美元，占当年 GDP 总1 作者简介：姓名，姚军，男（1987—），安徽宣城，汉族。2005年9月至2009年7月就读于安徽农业大学信息与计算科学专业。

值 99600亿美元的5.92%，可见，减少运输费用是有效减少物流成本的重要方 面。对于物流中心和第三方物流企业的货物配送，运输车辆的调度是工作 的重点，正确合理的调度可以有效减少车辆的空驶率，实现合理路径运输,从而有效减少运输成本，节约运输时间，提高经济效益。 国外车辆优化调度研究已广泛用于生产、生活的各个方面，如报纸投 递及线路的优化、牛奶配送及送达线路的优化、电话预订货物的车辆载货 和线路设计、垃圾车的线路优化及垃圾站选址优化、连锁商店的送货及线 路优化等等。目前，研究水平已有很大发展，其理论成果除在汽车运输领域外，在水运、航空、通讯、电力、工业管理、计算机应用等领域也有一 定的应用，还用于航空乘务员轮班安排、轮船公司运送货物经过港口与货 物安排的优化设计、交通车线路安排、生产系统中的计划与控制等多种组 合优化问题.在国内，该问题的系统研究还不多见。

蚁群优化算法是模拟自然界中真是蚁群的觅食行为而形成的一种模拟进化算法，是20世纪90年代意大利的M.Dorigo 等学者提出的。受到其取 得了较好的实验结果的影响，蚁群优化算法激起了其他学者的研究热情，并取得了很多研究和应用成果。近10年来的研究结果已经表明：蚁群算法 用于组合优化具有很强的发现较好解的能力，具有分布式计算、易于与其他方法相结合、鲁棒性强等优点，在动态环境下也表现出高度的灵活性和 健壮性。然而，蚁群算法存在搜索时间过长、易于停滞的问题。为了克服 这些缺点，不少学者提出了改进算法。例如：

一、MMAS(max-min ant system)算法，其基本思想是对路径上的信息素 进行限制，以期克服停滞问题，并且仅让每一代中最好的个体所走的路径 上的信息作调整，以加快收敛速度。

二、改进的信息素更新策略：其一，局部信息素修改时，挥发系数动态改变；其二，全局信息素更新时，则将蚂蚁所走路的较短的那些路径上的信息加强，而较差的那些路径上的信息减弱。

三、相遇算法，其基本思想是在求解 TSP 问题中，用两只蚂蚁共同完成对一条路径的搜索，以使搜索速度提高。变异策略，以加快局部搜索。

四、引入交叉算子以提高搜索多样性、引入分支因子r 作为衡量群体多 样性的指标，当r 低于某一值时，对各路径上的信息作动态调整,以期望克服停滞现象。

这些研究对算法有一定程度的改进，但对提高收敛速度的效果不是特别明显，速度慢仍然是制约蚁群算法在大规模优化问题中的应用的瓶颈。

1.2.1 实现基本蚁群算法在求解CVRP 中的应用

带有容量限制的车辆路径问题（CVRP）可以概述如下：有n 个客户， 已知每个客户的需求量及位置，用多辆汽车从中心仓库（depot ）将货物运 到每个客户处。每辆车的容量是有限的，要求在运送过程中不能超过车的 容量，每辆车从 depot 出发且在为最后一个客户服务完后返回到depot。每个客户的需求必须由一辆车来提供即客户的需求量不大于车的容量。目标是最小化总的汽车行驶距离和所需求车数目。将最小化汽车总的行驶路程 。作为第一目标，最小化车辆数目作为第二目标

图1.1 CVRP模型

将基本蚁群算法应用于 CVRP，实现车辆的路径分配，使得汽车总的行驶路程最短和所需汽车的数量最少。由于基本蚁群算法针对于旅行商问题（TSP）,在应用于CVRP中需要对算法作适当的修改。

1.2.2 改进基本蚁群算法取得更好的性能

蚁群算法主要分为初始化、第一个客户的选择、下一个客户的选择、 信息素局部更新、寻找最好的蚂蚁和信息素全局更新几步。每一步可以采 用不同的策略来改进基本蚁群算法。

对于蚁群算法中公式有许多参数，参数的大小以及各参数之间相

系对结果都有一定的影响，所以可以通过比较寻找合适的参数来改进蚁群 算法。

第2章 蚁群算法

2.1基本蚁群算法

根据仿生学家的研究结果，蚂蚁凭借路径寻优的能力能够找到蚁巢与食物之间的最短路径，其原理在于：蚂蚁在所经过的路径上留下一种挥发性分泌物（以下称为信息素），信息素随着时间的推移会逐渐挥发消失。蚂蚁在觅食过程中能够感知这种物质的存在及其强度，并以此来指导自己的运动方向，倾向于朝着这种物质强度高的方向移动，即选择该路径的概率与当时这条路径上该物质的强度成正比，信息素强度越高的路径，选择它的蚂蚁就越 多,则在该路径上留下的信息素的强度就更大，而强度大的信息素又吸引更多的蚂蚁，从而形成一种正反馈，通过这种正反馈，蚂蚁最终可以发现最佳路径，导致大部分的蚂蚁都会走此路径。为了模拟实际蚁群的行为，首先引进如下记号：设 m 是蚁蚂蚁的数量

dij(i,j=1,2,……,n)表示城市 i和城市 j 之间的距离，bt(t)表示 t 时 刻位于

n

城市i 的蚂蚁的个数，则有mb(t),t

t1ij(t)表示 t 时刻在城市i,j 连线上残

留的信息量。初始时刻，各条路径上信息量相等，设ij(0)C（C 为常数）。蚂

k(t)蚁k(k1,2,,m)在运动过程中，根据各条路径上的信息量决定转移方向。pij

表示在 t 时刻蚂蚁k由城市i转移到城市j的概率：

[ij(t)][ij],jtabuk[ik(t)][ik]kpij(t) （1） ktabuk

0,jtabuk

其中：ij为先验知识或称为能见度，在为城市i 转移到城市j

的启发信息， 一般ij1dij； 为在路径ij 上残留信息的重要程度；为启

发信息重要程度；与实际蚁群不同，人工蚁群系统具有记忆功能， tabuk（k=12,…,m ）用以记录蚂蚁k 当前所走过的城市,下一步不允许选择的城 市，称为禁忌表。经过n个时刻，所有蚂蚁都完成了一次周将满，此时应清空，将当面蚂蚁所在城市置于tabuk，准备下一次周游。这 时 ， 计 算 每 一 只 蚂

蚁 所 在 走 过 的 路 径 Lk,并保存最短径

LkminLkminminLk,k1,2,3,....,m （2） 

随着时间的推移，以前留下信息逐渐消逝，用参数 1-ρ 表示信息消逝程度，当蚂蚁完成一次循环以后，各路径上信息量要根据（3）作调整：

kkij(t1)(1p)ij （3） ij

ij kijm

k1

其中

k

ijQLk,当第k只蚂蚁在时刻t和t1之间经过ij时

0,其它

表示第k 只蚂蚁在本次循环中留在路径上的信息量，ij表示本次循环

中路径 ij上的信息量的增量，Q 为常数，L表示第k 只蚂蚁在 本次循环中所走过的路径的长度.本次循环中所走过的路径的长度。 一般设置周游次数计数器 NC,当达到设定值时结束，最短路径为:

LminminLkmin(11,2,...,NC)

2.2改进蚁群算法

算法描述如下：

Step1：初始化。

将每个边上的信息素初始化为一个很小的常数值；将 m 只蚂蚁随机地 分配到n 个城市，同时，出发点城市设置到禁忌表中。

Step2：

本文来源：http://www.gbppp.com/jy/391396/

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