低碳視角下徐州市生鮮蔬菜“最后一公里”配送研究

陳莎莎 等

摘要：本文以徐州市為例，就其主要蔬菜批發(fā)市場和零售終端的生鮮蔬菜“最后一公里”配送問題進(jìn)行了實地調(diào)研，并建立了一個基于帶時間窗約束下的車輛路線優(yōu)化模型，找出了總成本最小的配送方案，以解決徐州市生鮮蔬菜“最后一公里”配送難題，實現(xiàn)蔬菜“真正的生鮮”。

關(guān)鍵詞：生鮮蔬菜 最后一公里 配送 軟時間窗

1 徐州市生鮮蔬菜“最后一公里”配送現(xiàn)狀與存在的問題

隨著城市發(fā)展速度的加快，生鮮蔬菜的需求也大大增加。徐州市正處于車輛高速擴展及房地產(chǎn)行業(yè)的高速發(fā)展階段，市區(qū)批發(fā)市場的地理分布格局逐漸穩(wěn)定，市場80%分布于三環(huán)路以外，主要分布于城市環(huán)路與放射線交叉或者銜接高速道路的地區(qū)，包括七里溝蔬菜批發(fā)市場、淮海蔬菜批發(fā)市場、銅山縣蔬菜批發(fā)市場、豐縣蔬菜批發(fā)市場、賈汪蔬菜批發(fā)市場、風(fēng)華園蔬菜批發(fā)市場。

根據(jù)六大批發(fā)市場蔬菜交易量占全市交易總量的比例，結(jié)合批發(fā)市場周邊交通情況和道路通行量，淮海蔬菜批發(fā)市場是徐州市最大的蔬菜流通批發(fā)市場，承擔(dān)著約70%的蔬菜供應(yīng)，其生鮮蔬菜配送的模式主要有直銷型、契約型和聯(lián)盟型三種。在聯(lián)盟型配送模式中，徐州市區(qū)的蔬菜批發(fā)市場（七里溝蔬菜批發(fā)市場、淮海蔬菜批發(fā)市場、銅山縣蔬菜批發(fā)市場、豐縣蔬菜批發(fā)市場、賈汪蔬菜批發(fā)市場、風(fēng)華園蔬菜批發(fā)市場）和零售終端（易初蓮花、大潤發(fā)、家樂福、沃爾瑪、新一佳）處于模式的核心地位，其他的蔬菜生產(chǎn)商、批發(fā)商、運輸商、加工保鮮企業(yè)等處于從屬地位。近年來此配送模式迅速發(fā)展起來，但仍然存在以下問題：

1.1 缺乏低碳配送“最后一公里”的意識。為了提高自身市場的競爭能力，徐州現(xiàn)有的配送企業(yè)往往只追求配送速度和保障貨物安全，忽略了節(jié)約社會效益，尤其是配送過程中，需求點都相對分散，配送之間缺乏有效的合作，導(dǎo)致在“最后一公里”乃至整個配送系統(tǒng)中忽視“最后一公里”的能源節(jié)約效益和低碳化。

1.2 生鮮蔬菜配送網(wǎng)絡(luò)布局不合理。立足于徐州目前的配送網(wǎng)絡(luò)，多數(shù)配送企業(yè)還從事單一功能的配送，沒有形成與現(xiàn)代化城市配送網(wǎng)絡(luò)相匹配的網(wǎng)絡(luò)布局，不可避免地存在物流服務(wù)功能不全面，增值效益低，運輸路線重復(fù)交錯等問題，從而造成蔬菜大量損耗，制約經(jīng)濟效益的增加以及配送過程中碳排放量超標(biāo)。

1.3 市區(qū)交通日益擁堵、超市分布街區(qū)化是擺在生鮮蔬菜 “最后一公里”配送最突出的難題。雖然徐州市交通局通過發(fā)放特殊時段車輛通行證來緩解交通壓力，但仍然無法協(xié)調(diào)配送蔬菜車輛出現(xiàn)的重復(fù)交錯運輸、無效率運輸?shù)炔缓侠砬闆r，對周邊交通狀況形成較大壓力，配送標(biāo)準(zhǔn)化程度難以提升，碳排放量居高不下。

1.4 相關(guān)政策支持不足。徐州作為全國重要的交通樞紐之一，想要形成完整成熟的生鮮配送網(wǎng)絡(luò)，需要政府大力支持為其發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。徐州市交通局對蔬菜配送車輛都有嚴(yán)格的區(qū)域限制，基本上都不能進(jìn)入徐州的市中心，造成生鮮配送車輛只能繞道配送或?qū)截涇嚨呢浳锘麨榱悖捎妹姘囘\輸，由此造成配送效率的低下和裝卸搬運過程中的損耗，也在無形中增加碳排放量。

2 基于帶時間窗約束下的生鮮蔬菜配送車輛路線優(yōu)化模型

徐州市生鮮蔬菜配送路徑優(yōu)化模型可以描述為：在七里溝生鮮配送中心和易初蓮花、大潤發(fā)、家樂福、沃爾瑪和新一佳這五所大型超市的地理位置已知的情況下，調(diào)配多臺配送車輛從七里溝生鮮配送中心出發(fā)，為易初蓮花、大潤發(fā)、家樂福、沃爾瑪和新一佳這五所大型超市提供配送服務(wù)。其中，各個超市的需求量、期望及可接受配送時間已知，配送車輛的載重量及最大行駛距離已知，且運輸工具為配備有冷凍、冷藏設(shè)備的貨車，要求合理安排各配送車輛的客戶群體，制定有效的配送路徑。在保證產(chǎn)品需求量、時間窗、有害氣體排放量總體不變的前提下，各蔬菜批發(fā)市場應(yīng)該盡可能地實現(xiàn)總配送成本最小化。其中配送成本主要包括運輸成本、貨損成本、能源成本和固定成本。

2.1 為了將問題抽象為數(shù)學(xué)模型，先假設(shè)如下

2.1.1 本文以七里溝生鮮配送中心和易初蓮花、大潤發(fā)、家樂福、沃爾瑪和新一佳這五所大型超市生鮮蔬菜低碳、低成本、低能耗的配送問題作為實證研究對象。

2.1.2 配送車輛車型統(tǒng)一且無超載現(xiàn)象。在城市物流運輸中，大型貨車所能行駛的道路極其受限，且制冷條件較差，對于短距離運輸來說，中型貨車的應(yīng)用更為廣泛。七里溝擁有一定數(shù)量的中型貨車，車輛的運輸規(guī)格與型號一致，且配送速率為常數(shù)，保持固定不變。在徐州城市物流環(huán)節(jié)中，交警對于貨車超載的監(jiān)管更為嚴(yán)格，且從自身交通安全角度考慮，貨載量應(yīng)該嚴(yán)格控制，中型貨車的生鮮蔬菜運輸量不得超過2.5噸。

2.1.3 配送路徑和配送車輛一一對應(yīng)。由于七里溝生鮮配送中心距離蔬菜批發(fā)市場和各家連鎖超市的距離都不遠(yuǎn)，所以補貨量不大，每條路徑安排一輛車即可，同時，一輛車也只為一條配送路徑服務(wù)，并且每輛車可為多個客戶服務(wù)，每個客戶只能被一輛車服務(wù)。

2.1.4 全封閉式配送車輛管理。配送車輛在完成生鮮蔬菜配送任務(wù)后，立即返回七里溝生鮮配送中心進(jìn)行車輛清理和維護(hù)。

2.1.5 地理位置及需求量均已知。在徐州市的生鮮配送過程中，七里溝生鮮配送中心和五家大型連鎖超市的地理位置是已知的，由此也就可以知道配送中心到個超市的距離、各超市之間的距離。同時，由于各家超市的訂單需求量也會提前幾天匯總到配送中心，以便進(jìn)行備貨和配貨工作，不需要配送中心進(jìn)行預(yù)測。

2.1.6 客戶需求必須保障。超市對生鮮蔬菜的需求分為準(zhǔn)確性、時效性和安全性三方面，準(zhǔn)確性即是指配送的生鮮蔬菜盡量避免出現(xiàn)貨差，種類和數(shù)量須與超市提供的訂單相一致，時效性即為送達(dá)時間不應(yīng)超過超市可接受的時間范圍，并盡量做到在客戶期望的時間段將生鮮蔬菜送達(dá)各大超市。

2.1.7 各路段時耗已知。徐州市生鮮蔬菜的配送時間集中在凌晨三點至早上七點，幾乎不存在交通擁擠問題，按照交通規(guī)定進(jìn)行配送即可，所以，配送車輛在各超市之間、超市與配送中心之間行駛所需時間范圍是可以根據(jù)以往經(jīng)驗進(jìn)行判斷的，能保證在該時間段內(nèi)車輛可通過該路徑的概率超過95%，降低配送過程中的油耗、時耗以及配送過程中有害氣體排放量。

2.1.8 本文假設(shè)在整個蔬菜運輸過程中，車輛的運輸溫度恒定不變，且生鮮蔬菜的腐壞與運送時間密切相關(guān)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

以徐州市南三環(huán)路段為例，假設(shè)路網(wǎng)為方格路網(wǎng)，且左右對稱。其中，承擔(dān)單一配送服務(wù)的5個超市分別為易初蓮花超市、大潤發(fā)超市、家樂福超市、沃爾瑪、新一佳超市，配送的生鮮蔬菜保存期限為24小時，產(chǎn)品隨時間的變質(zhì)函數(shù)為：Qi′=Qie-t/200，配送溫度為0℃，售價平均為10元/件。運送車輛的容量為300件，車輛平均行駛速率為60公里/小時，單位里程的運輸成本為2.5元/公里，車輛固定成本約為150元/次。徐州市主要由6個蔬菜批發(fā)市場和5個連鎖超市組成的市場區(qū)域，在傳統(tǒng)的物流配送模式下，完成1次配送至少需（6+5）×2=22條線路，即需要11輛貨車在配送點和需求點之間進(jìn)行往返配送。

表1 徐州市生鮮蔬菜配送成本一覽表

注：1.車輛的最大運載量2.5噸；2.單位里程的運輸成本為2.5元/公里；3.車輛固定成本約為150元/次。

任一家連鎖超市的潛在需求量至多是配送車箱體容積的2/5，且車輛行駛距離不小于10公里，在此約束條件下隨機產(chǎn)生各連鎖超市生鮮蔬菜的潛在需求量。通過調(diào)研數(shù)據(jù)分析徐州市5家連鎖超市數(shù)量與實際生鮮蔬菜配送的實際狀況，本研究命各5家連鎖超市的地理位置在邊長為10公里的正方形內(nèi)產(chǎn)生，七里溝生鮮配送中心的地理坐標(biāo)是（0，0），且七里溝生鮮配送中心與其他5家連鎖超市商定好的配送時間窗[tai，tbi]處于早上七點至十二點之間，且配送時間窗長度均為30分鐘，即tbi-tai=30，因此生鮮配送時間約束[tai，tbi]皆為[20，300]。根據(jù)以往經(jīng)驗估算5家連鎖超市的配送服務(wù)時間（單位：分鐘）可由已知的連鎖超市潛在需求量除以20。隨機產(chǎn)生的顧客資料如表2所示，優(yōu)化結(jié)果分析如表3。

表2 徐州市顧客需求資料

表3 優(yōu)化結(jié)果分析

注：1.車輛的最大運載量2.5噸；2.單位里程的運輸成本為2.5元/公里；3.車輛固定成本約為150元/次。

計算結(jié)果顯示，要想順利完成整項配送工作，配送服務(wù)中心需要5量配送車，其總運輸成本為501元，貨損成本為30.4元，能源成本為297元，車輛固定成本為750元，總成本為1578.4元。若采取傳統(tǒng)的生鮮蔬菜配送模式，完成1次配送至少經(jīng)過22條線路（往返），需要11輛貨車，運輸總成本為1159元，貨損成本為54.4元，能源成本553元，車輛固定成本為1650元，總成本為3384.4元，節(jié)省了53.3%。通過上述比較可以看出，本文采用帶時間窗約束下的生鮮蔬菜配送車輛路線優(yōu)化模型能夠獲得較優(yōu)解。

3 結(jié)束語

生鮮蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵分?，向居民提供價格低廉、新鮮綠色的蔬菜也是創(chuàng)建和諧社會的關(guān)鍵?；诘吞家暯窍?，生鮮蔬菜配送過程在滿足客戶要求的時效性和安全性的同時，徐州市還要合理規(guī)劃蔬菜批發(fā)市場以及生鮮蔬菜銷售網(wǎng)點，降低流通成本，實現(xiàn)蔬菜流通的滲透；進(jìn)一步加大環(huán)城道路建設(shè)、公共停車場建設(shè)等公益性基礎(chǔ)設(shè)施，有效提高生鮮蔬菜裝卸搬運作業(yè)效率，減少生鮮蔬菜的間接運輸成本；大力發(fā)展冷鏈物流，減少生鮮蔬菜產(chǎn)后運輸和跨季節(jié)儲存損耗，促進(jìn)菜農(nóng)的收入，降低居民購買價格，實現(xiàn)生鮮蔬菜“真正的新鮮”。

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基金項目：江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃——低碳經(jīng)濟視角下徐州

市生鮮蔬菜“最后一公里”配送調(diào)查研究（201411998050Y）。