带软时间窗的集货与送货多车辆路径问题节约算法

研究了物流配送中多车运输的集货与送货车辆路径规划问题,以增加时间惩罚费用的方式插入软时间窗约束,将租车费用、货车运输费用和时间惩罚费用三者之和最小作为优化目标,建立数学模型。采用启发式节约算法求解该模型,考虑时间惩罚费用和运输费用,比较每一配送节点上直接送货和间接送货的节约费用关系,求出最优配送路径。试验结果表明:当配送次数达到50次时,货车平均装载率仍能达到80%以上,该节约算法能减少货车空程行驶和租车次数,优化了全局费用。     

快递配送车辆路径优化研究

考虑到快递配送和物流配送的异同,在物流配送路径优化问题的基础上构建了符合快递配送路径优化问题的数学模型.设计了一种采用自然数编码,综合考虑快件数量、车辆载重、车辆容量等约束的解码方式的遗传算法.通过一个拥有20个配送点的快递配送案例,验证本文所构建模型和算法能够得到合理配送路径和各个配送点的服务时刻.最后通过灵敏度分析和四轮厢式货车算例验证表明:当前情况下,研究快递配送路径优化时,快件数量、快递员最长配送时间和各配送点的作业时间必须考虑;当前快递配送车辆的载重和容量满足当前需求,无需更换载重和容量更大的配送车辆.     

考虑交通拥堵及工作量平衡性的一致性车辆路径问题

为研究快递公司在提供一致性配送服务时,交通拥堵以及快递人员工作量平衡性因素对配送路径的影响,在传统车辆路径问题研究的基础上,提出了考虑拥堵和工作量的一致性车辆路径问题,并构建了混合整数规划模型。针对该模型的NP难性质,提出了基于模板路径的两阶段模拟退火算法（template-based simulated annealing heuristic,TSA）。该算法通过构建模板路径求解初始路径方案,再利用模拟退火算法优化路径方案,降低车辆总行驶时间。将该模型和算法应用于3组基准数据（benchmark data set）的数值实验,结果表明:本文模型和算法能有效解决此类问题,交通拥堵使最优配送路径的总行驶时间平均增加18.38%,使快递人员在任意两天到达同一顾客的最早与最晚时刻之差平均增加12.92%;当快递人员配件量的不平衡性平均下降35.82%后,二者仅分别平均增加2.29%和1.68%。      

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上，以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数，建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法，计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%；改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重，求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%；通过分析最优解的特点，将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合，算法的求解 质量提高了4.05%；通过补贴模式对比实验发现，在合理规划周期内，货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下，可有效提升平台利润，提高车辆利用率。     

基于蚁群算法的共享快递盒配送回收网络优化研究

为解决共享快递盒配送与回收分离的模式所带来的成本高昂、快递员工作量大且分配不均的问题,本文构建了带时间窗的、配送量与回收量不确定的、同时配送与回收的多目标路径优化模型,并设计改进的蚁群算法进行算例求解.算例结果表明,同时配送与回收的总成本较分离模式下降45.9％,且在保证快递员合理工作量的前提下,尽量选择较大载重量的汽车与较小的单位惩罚成本,可以有效降低网络运行的总成本,验证了模型和算法的有效性和可行性.     

城市轨道交通网络单程票卡调配模型

城市轨道交通单程票卡调配是票务组织中的重要组成部分.针对路网票务中心与线路票务中心间票卡调配问题,将其转化为载重能力约束条件下的车辆路径优化问题(Vehicle Routing Problem,VRP),构建以配送成本最小化为目标,以配送车辆路径为决策变量的优化模型,并采用遗传算法求解.以北京市轨道交通网络为对象进行实证分析,结果显示:所构建方法相比单次配送过程,成本平均降低约49.6%;相比既有装卸混合条件下的配送过程,成本降低约18.7%,验证了模型的准确性与有效性.所构建方法能够有效解决轨道交通路网层票卡调配问题,为票务组织提供理论和方法支持.     

动态交通下车辆路径选择模型及算法

为优化动态交通下物流配送成本及服务水平,依据交通流量将运输时间分为不同时段的不同分布,建立了具有时间窗约束与物流成本最小的车辆路径混合整数非线性模型,设计了自然数插值编码的遗传算法对模型进行求解,对不同交通状况下配送方案选择进行了仿真比较。仿真结果显示遗传算法是收敛的,依据交通状况选择相应的配送方案,不仅物流成本降低了2%,而且服务水平也提高了5%。     

基于客户分类的即时配送路径优化研究

大数据背景下即时配送平台对客户进行精细化管理已成为可能.为寻求企业长期发展，将客户分类融入到车辆路径问题中，用有限的资源提高配送准时性以得到优质客户的维持和发展，为企业赢得更多潜在效益.本文结合客户的消费行为将客户分为多个层级，根据每层级客户的特点设置超时惩罚成本，构建出基于客户分类的即时配送路径优化模型，并根据问题特点设计遗传算法求解，最后，结合某即时配送平台的业务场景进行案例分析，验证了模型和算法的有效性.     

一致性车辆路径问题下基于模板路径的模拟退火法

根据一致性车辆路径问题的“服务一致性”特征,本文提出了基于模板路径的 模拟退火法（TSA）以更好地求解此问题.该算法求解分为2 个阶段：第1 阶段求解模板路 径,第2 阶段以所得模板路径为参考获得各天车辆具体配送路径方案,2 个阶段均采用模 拟退火法进行优化.借助小、中规模基准数据集,文章对TSA算法进行数值实验,并将实 验结果与ConRTR算法和TTS算法的结果作比较,利用TSA法求解一致性车辆路径问题 得到的配送路径方案和“服务一致性”指标均得到优化.实验结果表明,运用TSA算法规 划车辆配送路径方案,不仅能够降低运营成本,还能提高配送服务质量.     

基于共同配送的农村快递车辆调度问题

为降低农村物流成本,助力"快递下乡"工程的实施,在考虑重量、体积、订单、路径等约束条件下,以总利润最大化为目标构建基于共同配送模式的农村快递车辆调度模型;并提出采用基于随机修复非可行解策略的遗传算法求解该模型,同时在算法中引入多种群机制以提高求解的效率和效果。最后,结合实际算例对模型进行验证;设计不同订单规模的仿真算例对算法性能进行分析。研究结果表明:共同配送策略能从全局优化的角度合理配置区域内物流资源,与独立配送模式相比可降低30%的配送成本。仿真实验表明:相较于标准遗传算法,改进遗传算法能快速地搜索到更优的满意解,可以有效求解共同配送模式下的农村快递车辆调度问题。     

多资源约束下车辆配送路径优化模型

本文研究了在车载能源量、车辆载货能力等多资源约束下的车辆配送路线优化问题,建立了多资源约束下配送路径优化的静态模型和动态模型。在静态配送路径优化模型中,通过修改网络结构,增加虚拟资源点,解决了含有子回路的配送路线优化问题;在动态模型中,采用时空网络模型来避免子回路的产生,对车辆配送路线规划问题的描述更加直观准确,该模型以扩大模型规模为代价丰富了车辆配送路径选择方案,并能求解车辆到达、离开客户点的时刻。以商业优化软件CPLEX12.6.2为工具对上述两个模型进行验证和数值计算实验。     

基于时空状态网络的电动物流车辆路径优化方法

针对电动物流车辆续航里程有限与充电基础设施不足的问题,综合考虑电池容量、车辆承载能力、充电站能力、客户服务时间窗、路网空间结构等约束条件,基于离散时空状态网络建立整数线性规划模型。扩展的状态维度可同时表征车辆剩余载重量和剩余电量的时空轨迹。通过对客户服务需求和充电站能力约束进行拉格朗日松弛,并增加二次惩罚项,构建增广拉格朗日模型。经过线性化处理二次目标函数,在块坐标下降框架下,原问题被分解为最短路径子问题,嵌入前向动态规划算法,循环依次求解。惩罚项的引入可以克服解的对称性问题,加快算法的收敛速率。通过计算最优上界与下界之间的间隙,评估可行解的质量。基于Sioux Falls网络构建测试算例,实验结果表明,该方法可以在时间、空间和状态维度上同步优化电动车辆路径和充电决策,可以有效避免车辆绕行充电,节省在途充电时间和配送成本,实现城市电动化物流资源的时空优化配置。     

时间窗约束下需求可拆分的拣选与配送联合优化问题研究

针对企业急需解决的订单履行效率低问题,基于需求可拆分的思想,综合考虑时间窗和组合拣选策略特征,建立时间窗约束下需求可拆分的拣选与配送联合优化模型。通过拣选成本、拆分需求成本、配送成本、时间惩罚成本反映订单履行效率,指出拆分需求、组合策略以及算法对于模型的优化。利用两阶段算法对模型求解,通过算例验证了模型和算法的有效性。最后以不拆分需求、S-Shape策略和顺序决策算法为对比方案,发现总成本分别下降了33.43%、12.3%和28.17%,证明本文建立的模型和算法可以有效提高订单响应速度,降低订单履行成本。     

时间依赖型绿色车辆路径问题研究

城市配送系统中考虑交通拥堵和环境污染车辆路径问题的时间依赖性体现在：不同道路 拥堵程度下车辆运行速度不同,则不同出发时间对应的运输总时间也不同,导致运输成本和造成 的环境污染也有较大差异。因此,本文提出一个时间依赖型绿色车辆路径模型,通过优化运输路 径和出发时间降低运输成本、减少环境污染。模型的目标函数最小化包括油耗成本在内的运输 总成本,其中,车辆油耗的度量基于综合模式排放模型,其创新之处在于,定义了允许车辆在节点 处等待的情形,使车辆选择合适的时间出发以规避拥堵,即通过优化车辆路径以及路径上各节点 处的出发时间寻求成本最优的运输方案。本文提出嵌套遗传算法求解模型,外层遗传算法优化 路径,内层遗传算法优化路径上各节点处的车辆出发时间。并通过响应面分析法(RSM)调试算法 关键参数,得到适用于模型的最佳参数搭配,算法性能测试结果表明了本文算法的高效性。本文 基于污染-路径问题实验数据库进行数值实验,结果证明,允许车辆在客户处等待并选择合适时 间出发,可以在一定程度上降低燃油消耗和总成本。此外,目标函数中引入油耗要素,可以有效 降低决策方案的燃油消耗,减少环境污染。     

基于地铁-货车联运的物流配送路径优化

为应对配送车辆引起道路拥堵和环境污染问题，提出地铁与货车联合运输. 在不改变地铁运行方案的前提下，利用地铁非高峰时段开展货物配送；考虑地铁剩余运能、货车容量、最大行驶距离、客户服务时间窗等限制条件，以配送距离最短为优化目标，构建基于地铁-货车联运的物流配送路径优化模型. 通过地铁配送路径设计不规则二维矩阵编码结构，使用改进自适应遗传算法求解. 以某市地铁货物运输为例，验证模型和算法的实用性、有效性. 结果表明，地铁-货车联合配送距离短，在客户时间窗范围内送达比例高，有效提高客户满意度.     

重大突发公共卫生事件下城市应急医疗物资配送

为了在发生重大突发公共卫生事件时提高城市医疗物资的应急救援效率, 减少人员伤亡与经济损失, 在分析重大突发公共卫生事件特点与应急物流特征的基础上, 将需求紧迫度作为配送影响因素, 提出以辖区人口、感染确诊及疑似病例、医疗物资需求点规模、医护人员数量和医疗物资缺口率为评价指标的医疗物资需求点需求紧迫度评价指标体系; 针对医疗物资应急物流的特点, 调整医疗物资配送时间窗参数, 建立由车辆行驶成本、配送延误惩罚成本和无配送延误补贴费用组成的总配送费用函数, 并考虑配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件, 构建使总配送费用最少与需求紧迫度高的需求点优先配送的双重目标, 优化了医疗物资的配送路径; 依托SPSS、Yaahp和MATLAB软件平台, 结合算例, 利用层次分析法与遗传算法求解考虑与不考虑需求紧迫度的医疗物资应急物流配送路径优化模型。研究结果表明: 重大突发公共卫生事件下, 相对于不考虑需求紧迫度的配送路径, 考虑需求紧迫度的最优配送路径不仅对需求紧迫度较高的医疗物资需求点进行优先配送, 同时还使总配送费用减少了5.8%;需求紧迫度的引入能极大地改善调度的盲目性, 基于配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件所构建的双目标优化模型能够有效地提高应急救援效率和减少不必要的调度成本。      

单车场集送一体化车辆路径问题及其混合算法研究

针对物流配送中的单车场集送一体化车辆调度问题提出了基于禁忌规则的模拟退火算法.采用了基于自然数的一体化配送对路径表示方式,用里程约束来控制车场的插入,以增加惩罚的方式加入时间窗约束.算法在状态生成函数中利用3种邻域扩大抽样范围;根据问题的特点,在模拟退火算法抽样过程中加入了禁忌规则.介绍了算法的原理,应用算法求解了多个有代表意义的问题实例.对算例结果进行分析表明,该算法可以有效地求得有里程和时间窗约束的单车场集送一体化车辆调度问题的优化解.     

单配送中心快递企业共同配送车辆鲁棒调度研究

考虑到不确定因素在快递企业共同配送车辆鲁棒调度问题中广泛存在,为了改善快递企业的服务水平,并缓解快递派送中由于不确定因素带来的客户满意度低的现状,采用鲁棒离散理论的相关知识,建立了车辆路段等待时间不确定情形下的单配送中心快递企业共同配送车辆调度的多目标鲁棒优化模型,然后根据转化规则,将鲁棒优化模型转化为确定型优化模型,并采用改进的遗传算法对其进行求解。结果表明,快递企业采用共同配送模式可以有效降低成本,节约时间,而且企业决策者可以根据所考虑的不确定性值G 的大小,选择自己偏好的车辆调度方案。     

时变单车路径问题建模及算法设计

讨论了一类时变单车配送路径优化问题。综合考虑车辆行驶速度随时间、路段不同而变化的特点,及车辆为多条路线上的客户提供服务时对车辆路径优化的影响,建立了以配送完成时间最早为优化目标的时变单车配送路径优化模型。在行驶时间满足FIFO规则下,设计了基于Inver-over操作的PSO启发式算法及满足贪婪配送策略下的动态规划精确求解算法,并讨论了增加贪婪补货策略的单车配送路径问题解与原问题解的关系。最后分别用两种算法对算例进行求解,并通过对求解优化结果及计算时间的对比分析验证了IOPSO算法的有效性。     

时变单车路径问题建模及算法设计

讨论了一类时变单车配送路径优化问题。综合考虑车辆行驶速度随时间、路段不同而变化的特点,及车辆为多条路线上的客户提供服务时对车辆路径优化的影响,建立了以配送完成时间最早为优化目标的时变单车配送路径优化模型。在行驶时间满足FIFO规则下,设计了基于Inver-over操作的PSO启发式算法及满足贪婪配送策略下的动态规划精确求解算法,并讨论了增加贪婪补货策略的单车配送路径问题解与原问题解的关系。最后分别用两种算法对算例进行求解,并通过对求解优化结果及计算时间的对比分析验证了IOPSO算法的有效性。