城市配送問題研究綜述

牛秀明，艾 振，李金雷

（湖北物資流通技術(shù)研究所，湖北 襄陽 441002）

城市配送問題研究綜述

牛秀明，艾 振，李金雷

（湖北物資流通技術(shù)研究所，湖北 襄陽 441002）

鑒于城市配送對于現(xiàn)代物流服務(wù)系統(tǒng)的重要作用，對近幾年圍繞城市配送相關(guān)問題展開的研究進(jìn)行了綜述，具體對城市配送模式、配送車輛路徑優(yōu)化、配送中心選址、配送系統(tǒng)評價等方面的研究進(jìn)行了綜合分析，在此基礎(chǔ)上對城市配送研究未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。

城市配送；配送模式；路徑優(yōu)化；文獻(xiàn)綜述；趨勢預(yù)測

1 引言

城市配送是現(xiàn)代物流服務(wù)體系的重要組成部分，其面向終端消費者，直接關(guān)系到廣大城市居民的生產(chǎn)、生活需求能否得到高效的滿足，因而是重大的民生工程。隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口數(shù)量持續(xù)增長，加之現(xiàn)代商業(yè)模式的變革，城市中小批量、多品種、多樣化、個性化的配送需求不斷增加。隨著人們生活品質(zhì)的不斷提升，城市居民對物流配送時效性、便捷性的要求日益增強，迫使制造、配送、流通企業(yè)等投入更多的人力、財力、物力，致力于改善城市配送環(huán)境、提升城市配送效率。但是，目前我國城市配送普遍存在配送方式粗放、效率低下、安全隱患多等問題，如何降低城市配送成本、提高配送效率，成為長期以來有待解決的現(xiàn)實問題，也促使城市配送問題成為眾多學(xué)者研究的熱點。

通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和分析發(fā)現(xiàn)，有關(guān)城市配送問題的研究已相對成熟，其研究內(nèi)容和研究方法已漸成體系，許茂增等（2014）[1]的研究指出，關(guān)于城市配送的研究內(nèi)容可以歸納到9個方面，本文重點從城市配送模式、車輛路徑優(yōu)化、配送中心選址、配送體系評價等方面，對城市配送問題國內(nèi)外最新的研究文獻(xiàn)進(jìn)行綜述分析。

2 城市配送問題研究綜述

2.1 城市配送模式研究

國外方面，Alexandra Anderluh等（2017）[2]提出了一種基于時間和空間同步的兩級城市配送模式，并采用啟發(fā)式隨機自適應(yīng)算法計算對應(yīng)的配送路徑，同時計算出時間同步對于配送體系成本的影響。Teodor Gabriel Crainicac等（2016）[3]將物聯(lián)網(wǎng)與城市配送體系相結(jié)合，提出了一種超連通型的城市配送網(wǎng)絡(luò)模式。Thompson等（2012）[4]提出了集成化的城市配送網(wǎng)絡(luò)，即供應(yīng)商之間以協(xié)作的方式為終端用戶提供配送服務(wù)，該模式可以有效減少運輸距離和所需運輸車輛數(shù)量，最終通過實證分析證明了該配送模式的有效性。

國內(nèi)方面，黃芬等（2017）[5]從結(jié)成城市配送聯(lián)盟、配送車輛綠色化改裝、建立地鐵配送系統(tǒng)及縮短城市配送線路、避免重復(fù)配送等方面，建立了新型的綠色城市配送模式。李強（2017）[6]基于互聯(lián)網(wǎng)時代城市發(fā)展對配送的需求,分析了互聯(lián)網(wǎng)時代下傳統(tǒng)快遞模式和眾包快遞模式各自的優(yōu)缺點,提出了將兩者有效結(jié)合的“傳統(tǒng)快遞+眾包快遞”的城市新型配送模式體系構(gòu)建方法。周婧（2017）[7]將私車后備箱配送引入紅酒城市配送體系，并對配送體系的節(jié)點設(shè)置、App系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程、運營流程等進(jìn)行闡述，最后通過SWOT分析闡述了新模式的利弊。汪傳雷等（2017）[8]在對比分析商超連鎖主導(dǎo)型、第三方物流主導(dǎo)型和電商快遞主導(dǎo)型三種主要的城市共同配送模式的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代規(guī)模經(jīng)濟思維，提出了綠色、低碳、智能化的城市共同配送模式，并將其具體細(xì)分為四種類型，進(jìn)而計算出規(guī)模經(jīng)濟拐點，以使城市共同配送規(guī)模效應(yīng)最大化。任為（2015）[9]提出了基于快遞眾包的城市配送新模式，并分析了實施該模式的切入點。從現(xiàn)有研究可以看出，目前關(guān)于城市配送模式的理論研究更加注重與最新型技術(shù)、理念等的結(jié)合，如低碳化、綠色化、物聯(lián)網(wǎng)、智慧化等，新型技術(shù)與城市配送的結(jié)合，催生出了與時俱進(jìn)的配送新模式，對于促進(jìn)城市配送發(fā)展、降低配送成本、提高配送效率、構(gòu)建智慧城市等起到了積極的促進(jìn)作用。

2.2 城市配送車輛路徑優(yōu)化研究

國外方面，Anna Franceschettia等（2017）[10]研究了有訪問限制情況下的車隊路徑優(yōu)化問題，其將車輛路徑問題轉(zhuǎn)化為一個城市區(qū)域劃分問題，每輛車單獨分配一個服務(wù)區(qū)域，結(jié)論表明車輛行駛路線的長度，取決于分區(qū)的尺寸和區(qū)域內(nèi)的客戶密度，其開發(fā)了有效的算法來獲得最優(yōu)解，并給出了服務(wù)區(qū)域最優(yōu)分區(qū)和車輛選型等建議。Patrick-Oliver Groba等（2016）[11]在城市配送路徑規(guī)劃方法中引入期望配送時間間隔的概念，用于平衡終端用戶與城市配送服務(wù)商在成本、效益及配送可靠性方面的需求差異，其通過修正已有的魯棒規(guī)劃方法，推導(dǎo)出優(yōu)化的城市配送路徑，并通過數(shù)據(jù)仿真證實了新計算方法可以提供成本更低、配送更高效的路徑規(guī)劃。Winkenbach Matthias等（2016）[12]利用一種大規(guī)模靜態(tài)、確定性混合整數(shù)線性規(guī)劃方法，對城市配送服務(wù)商面臨的兩級配送網(wǎng)絡(luò)的選址、線路規(guī)劃問題進(jìn)行建模，找出了確定網(wǎng)絡(luò)選址和車輛路徑規(guī)劃的關(guān)鍵影響因素，并設(shè)計了新型算法對模型進(jìn)行求解，有效地縮短了模型求取最優(yōu)配置方案的時間。Mohamed Guedriaab等（2016）[13]對城市配送中涉及到的兩個重要決策問題—車輛路徑規(guī)劃、車輛裝載計劃問題進(jìn)行了綜合考慮，在對城市配送相關(guān)干擾因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了同時優(yōu)化車輛路徑和裝載任務(wù)的混合算法模型，并在決策中引入魯棒性的概念，以保證最終決策結(jié)果在一個可接受的范圍內(nèi)變動。

國內(nèi)方面，張湘博等（2017）[14]對近幾年有關(guān)車輛路徑優(yōu)化模型的典型算法進(jìn)行了總結(jié)與比較，在此基礎(chǔ)上提出了基于深度學(xué)習(xí)的路徑優(yōu)化算法，并最終通過對新算法與禁忌搜索算法的對比試驗證實了新方法的優(yōu)越性。王奕璇等（2017）[15]基于節(jié)能減排的新視角，對城市配送中帶時間窗的冷藏藥品配送路徑問題進(jìn)行研究，構(gòu)建了非線性路徑優(yōu)化模型，并以上海某物流公司為實例，驗證了所構(gòu)建模型在進(jìn)行配送車輛路徑規(guī)劃方面的有效性和可行性。張強等（2016）[16]采用動態(tài)規(guī)劃的方法，構(gòu)建了時間限制約束下的城市配送車輛路徑優(yōu)化模型，以實現(xiàn)整個城市配送網(wǎng)絡(luò)的取貨最優(yōu)化。盧爾賽等（2016）[17]提出了基于時間窗、單點出發(fā)的城市配送車輛路徑優(yōu)化模型，并以沈陽市為例，利用Lingo軟件證實了優(yōu)化模型的有效性。王雪萍（2016）[18]采用節(jié)約算法對城市配送車輛路徑進(jìn)行優(yōu)化研究，并以江蘇綠草地純水有限公司為例，對算法模型進(jìn)行實證分析，證實了算法在優(yōu)化城市配送路線、降低配送成本方面的有效性。張婷等（2015）[19]考慮了信息在城市配送過程中會出現(xiàn)實時變化情況的動態(tài)車輛路徑規(guī)劃問題，分析了交通中斷、車輛運輸突發(fā)故障等四種情況下的車輛路徑實時優(yōu)化問題，最終構(gòu)建了動態(tài)車輛路徑調(diào)度模型，并利用混合遺傳算法對模型進(jìn)行了優(yōu)化求解?？傮w來看，有關(guān)城市配送車輛路徑優(yōu)化方面的研究主要在兩個方面取得了進(jìn)一步發(fā)展，一方面，在構(gòu)建路徑優(yōu)化模型的過程中更加注重與城市配送現(xiàn)實情況的結(jié)合，如考慮時間窗、車輛故障、線路不通等問題，即在建模過程中進(jìn)一步加入約束條件，以使其與現(xiàn)實情況更加貼近，另一方面，則是在優(yōu)化模型求解算法方面出現(xiàn)了很多嘗試，提升了模型求解的速度和有效性。

2.3 城市配送中心選址研究

國外方面，Collins Teye等（2017）[20]考慮了港口城市中多式聯(lián)運配送中心的選址問題，其采用熵最大化的方法，將logit模式選擇模型與配送中心定位模型相結(jié)合，引入非線性混合整數(shù)規(guī)劃方法進(jìn)行配送中心的選址建模。Vincent FYua等（2016）[21]基于終端用戶有同時收發(fā)貨需求的情境，以配送中心運營成本、車輛固定成本和變動成本總和最小為目標(biāo)，構(gòu)建了城市配送中心定位-路徑選擇的綜合模型，提出了一種模擬退火算法對模型進(jìn)行求解，并以實例證實了新算法的優(yōu)越性。Ali Diabata等（2015）[22]基于城市節(jié)能減排的視角，考慮了需求不確定情況下的城市配送中心選址-庫存的聯(lián)合問題，其開發(fā)了一種新型遺傳算法，通過對該算法的敏感性分析，證實了模型及算法在實踐中的有效性。Herazo-PadillaNilson等（2014）[23]針對城市配送中心的選址問題，提出了一種基于整數(shù)線性規(guī)劃的求解方法，并以法國圣艾蒂安市為例，證實了模型的有效性。

國內(nèi)方面，豆訓(xùn)博等（2017）[24]構(gòu)建了綜合考慮配送中心容量和配送時間窗約束的城市配送中心選址模型，并以烏魯木齊社區(qū)蔬菜配送問題為實例，借助Lingo程序求解出了最優(yōu)化的選址地點，證明了所構(gòu)建模型的高效性。趙泉午等（2017）[25]基于O2O的新視角，在考慮網(wǎng)絡(luò)訂單碎片化、城市配送成本、庫存成本等的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以總成本最小為目標(biāo)的城市配送中心店選址及終端需求點分配的聯(lián)合優(yōu)化模型，提出了改進(jìn)的模型求解算法，并通過實證表明了模型及算法的有效性。周林等（2016）[26]針對網(wǎng)絡(luò)購物日益興盛的現(xiàn)狀，考慮到其末端交付系統(tǒng)存在的送貨上門和客戶自提兩種服務(wù)方式，以單個配送中心-多個備選自提點-多個客戶群為研究對象，基于從配送中心派出的車輛同時服務(wù)自提點和送貨上門客戶群的混合配送模式，構(gòu)建了配送中心選址與車輛路徑優(yōu)化結(jié)合的綜合模型，設(shè)計了模擬退火啟發(fā)式算法對模型進(jìn)行求解，并以重慶某快遞企業(yè)為實例，證明了模型及算法在配送中心選址與車輛路徑設(shè)計方面的有效性。張冠湘等（2015）[27]在考慮配送車輛裝載量、客戶需求量、道路是否限行等約束的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了帶限行約束的城市配送網(wǎng)點選址的兩層規(guī)劃模型，并通過對帶限行和不限行模型的求解證實了考慮限行條件將有助于配送中心運營成本的降低。周翔等（2014）[28]在B2C模式下，基于配送中心數(shù)量已確定的情境,同時考慮顧客滿意度最大化和運輸成本最低兩個目標(biāo),對城市配送網(wǎng)絡(luò)中的末端節(jié)點數(shù)量選擇、配送中心和末端節(jié)點的選址定位問題進(jìn)行了研究,建立了兩階段的布局優(yōu)化模型。第一階段先求解末端節(jié)點的數(shù)量和位置，第二階段決定配送中心的選址定位，并通過算例驗證了兩階段模型的有效性。從相關(guān)文獻(xiàn)可以看出，城市配送中心選址問題常與車輛路徑或庫存問題結(jié)合考慮，近年來在配送中心選址模型建立及求解算法開發(fā)方面的理論成果居多，但同時人們也開始將新出現(xiàn)的如網(wǎng)絡(luò)購物、特殊商品配送等問題考慮進(jìn)選址模型，使模型運算結(jié)果更加貼近城市居民生活的變遷。

2.4 城市配送評價問題研究

國外方面，Tharsis Teoha等（2017）[29]基于智慧物流技術(shù)在城市配送領(lǐng)域的應(yīng)用，通過對比過去15年間16篇基于仿真技術(shù)的智慧物流配送體系評價文獻(xiàn)，分析了不同仿真技術(shù)在不同評價環(huán)境中的應(yīng)用效果，為此后的城市智慧物流配送體系評價提供了方向。Sandra Melo等（2017）[30]考慮到電動自行車在城市配送體系的應(yīng)用，從公共政策角度對電動自行車應(yīng)用對城市配送的影響進(jìn)行了評價，利用仿真技術(shù)對比分析了電動自行車與傳統(tǒng)貨車方案的優(yōu)劣，對兩種方案下的運輸成本（包括正常運輸成本、碳排放成本、人工成本和怠工成本等）進(jìn)行了比較說明，結(jié)果證明在適當(dāng)?shù)目臻g范圍內(nèi)利用電動自行車進(jìn)行城市配送對于降低配送成本、節(jié)能減排等有積極效果。Wouter van Heeswijk等（2016）[31]在同時考慮政府政策及企業(yè)計劃對城市配送影響的基礎(chǔ)上，提出了一種基于代理的仿真技術(shù)框架，用于評價多方作用下的城市配送運營效果。JSE Teo等（2014）[32]考慮到城市公路對城市物流效率的影響，提出針對城市公路發(fā)展水平的評價模型，為市政開發(fā)公路線路和企業(yè)貨車運行路線規(guī)劃提供參考依據(jù)。

國內(nèi)方面，梁晨（2016）[33]構(gòu)建了CSCD-GRNN模型用于評價城市配送資源的整合水平，并以北京市2005-2014年10年間的數(shù)據(jù)為例，對其城市配送資源整合情況進(jìn)行了實證分析，驗證了模型的有效性。賓厚等（2016）[34]將集對理論應(yīng)用到生態(tài)城市共同配送風(fēng)險評價中去，提出了一種基于集對分析的同異反五元聯(lián)系數(shù)的風(fēng)險綜合評價模型，實現(xiàn)了對城市配送風(fēng)險評價的動態(tài)與靜態(tài)的結(jié)合。朱一青等（2015）[35]針對城市智慧物流配送的發(fā)展，提出了評價城市智慧配送發(fā)展的指標(biāo)體系，并構(gòu)建了相應(yīng)評價模型。張宏達(dá)等（2014）[36]構(gòu)建了基于配送路段、路徑及配送網(wǎng)絡(luò)的城市配送系統(tǒng)時間可靠性評價模型，并以此為基礎(chǔ)提出了城市物流配送時間可靠性優(yōu)化模型。從城市配送評價問題相關(guān)文獻(xiàn)來看，對于具體評價內(nèi)容有的是從配送系統(tǒng)整體出發(fā)，有些則是選取城市配送體系的子組成部分進(jìn)行評價，具體的評價方法和建模方式則處于不斷更新和完善的過程中。

3 城市配送問題研究發(fā)展趨勢

由前文的文獻(xiàn)綜述可見，城市配送在模式選擇、路徑優(yōu)化、配送中心選址、配送體系評價等問題上的研究已經(jīng)較為成熟，目前城市配送相關(guān)研究更加注重與新興技術(shù)、方法的結(jié)合，更加重視相關(guān)模型的合理性與求解算法的高效性，因此本文認(rèn)為城市配送問題未來可以在以下方面進(jìn)行進(jìn)一步地研究與探討：

（1）城市配送可持續(xù)發(fā)展問題研究。我國自1995年開始將可持續(xù)發(fā)展定位為國家的基本戰(zhàn)略，其體現(xiàn)在社會生產(chǎn)、生活的方方面面，城市配送活動對城市環(huán)境具有明顯的外部不經(jīng)濟性，探討如何通過優(yōu)化城市物流配送活動以減輕其對環(huán)境等的影響，是符合目前國情需要的一大研究重點。目前已有不少學(xué)者基于配送環(huán)境效益評估、低碳配送網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、碳排放政策等不同角度對城市配送可持續(xù)發(fā)展問題進(jìn)行研究，亦有學(xué)者開始運用生命周期評價法分析城市配送對環(huán)境的影響，考慮到整個社會環(huán)境，這一問題在目前乃至未來值得從不同角度進(jìn)行更深入的研究。

（2）大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在城市配送研究中的應(yīng)用。目前我國城市化進(jìn)程迅速，城市物流在“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的帶動下快速發(fā)展，如何利用大數(shù)據(jù)、云計算等新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度挖掘城市配送海量數(shù)據(jù)、查找規(guī)律，進(jìn)而引導(dǎo)城市配送實現(xiàn)流程精簡、效率提高，是值得關(guān)注的重點問題。

（3）城市智慧物流配送體系研究?！渡虅?wù)部辦公廳關(guān)于智慧物流配送體系建設(shè)實施方案的通知》對智慧物流配送體系建設(shè)的目標(biāo)、任務(wù)、保障措施等進(jìn)行了界定，也明確了未來一段時間我國物流行業(yè)發(fā)展的重點，城市配送如何實現(xiàn)智慧化、信息化是其中的重要一環(huán)，本著理論指導(dǎo)實踐的原則，關(guān)于城市智慧物流配送體系方面的研究將進(jìn)一步深入和完善。

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Review of Research Literatures on Urban Distribution Problem

Niu Xiuming,Ai Zhen,LiJinlei

(Hubei Institute of Logistics Technology,Xiangyang 441002,China)

In this paper,in view of the important role played by urban distribution in the modern logistics service system,we reviewed the research literatures of the last few years surrounding the problems relating to urban distribution,in particular those on urban distribution mode,distribution vehicle route optimization,distribution center location allocation and distribution system appraisal,etc.,and on such basis, predicted the development trend of the researches in this field.

urban distribution;distribution mode;route optimization;literature review;trend prediction

F252.14;F570.8

A

1005-152X(2017)08-0021-05

2017-07-01

湖北省技術(shù)創(chuàng)新專項軟科學(xué)項目“武漢城市智慧物流配送體系構(gòu)建研究”（2016ADC049）

牛秀明，女，湖北物資流通技術(shù)研究所助理研究員，研究方向：物流管理。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.08.006