基于多目標(biāo)物資配送中路線規(guī)劃的探討

張宏賓 潘焜 蘇軾凱 赫新琪

摘 要：在電力物資運(yùn)輸中，配送路線的選擇是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是一個(gè)不可繞開的環(huán)節(jié)。隨著北京“煤改電”工程進(jìn)入攻堅(jiān)階段，物資配送的需求越來越大，在物資配送過程中，涉及到了許多優(yōu)化決策問題，比如：車輛資源的綜合調(diào)度優(yōu)化、車輛的行駛路線的合理規(guī)劃、緊急/非緊急情況下的強(qiáng)有力的物資運(yùn)輸保障等優(yōu)化決策問題，在這些問題中，車輛行駛路線的合理選擇，有利于提高服務(wù)質(zhì)量，為企業(yè)節(jié)省大量資金。本文在多目標(biāo)的物資配送中路線選擇的調(diào)度優(yōu)化上進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：多目標(biāo) 物資配送 調(diào)度 路線

中圖分類號(hào)：F252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-0298（2017）12（b）-008-03

1 研究背景

近年來，北京市委、市政府把實(shí)施“煤改電”等電能替代上升為治理首都大氣污染、提升農(nóng)村居民生活品質(zhì)的戰(zhàn)略計(jì)劃，提出“十三五”末電能在終端能源占比超過40%，實(shí)現(xiàn)能源清潔轉(zhuǎn)型。2017年，北京“煤改電”進(jìn)入攻堅(jiān)階段，預(yù)計(jì)將在采暖季前完成522個(gè)村、約20.5萬戶的改造任務(wù)，與去年相比，工作量提升30%，建設(shè)規(guī)?？涨?。 而目前“煤改電”物資配送體系和技術(shù)手段還比較傳統(tǒng)，缺少科學(xué)高效的配送規(guī)劃算法和系統(tǒng)，在物資配送路徑選擇、物資儲(chǔ)備庫(kù)選址、物資中轉(zhuǎn)點(diǎn)選址、項(xiàng)目進(jìn)度動(dòng)態(tài)調(diào)整等問題上的決策還不能做到快速響應(yīng)、科學(xué)決策。

2 引言

2.1 “煤改電”物資特點(diǎn)

“煤改電”物資配送有許多鮮明的特點(diǎn) 和復(fù)雜性需求：一是電力物資種類多、數(shù)量大，部分物資標(biāo)準(zhǔn)屬于新制定，而導(dǎo)致到貨慢，監(jiān)測(cè)、送貨環(huán)節(jié)需要壓縮時(shí)間配送；二是工期緊、施工時(shí)間短，尤其是一旦需要停電，則必須在規(guī)定的停電期內(nèi)完成所有改造，不能出現(xiàn)二次停電；三是項(xiàng)目?jī)?nèi)容調(diào)整問題，由于工程前期屬于政府職責(zé)，存在占地問題不能及時(shí)解決導(dǎo)致工程方案變更，造成物資數(shù)量及種類的調(diào)整，影響到后期的物資配送。

基于“煤改電”電力物資配送規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究，是在電力物資配送鏈流程分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建動(dòng)態(tài)的配送體系，通過對(duì)物資在運(yùn)輸過程中車輛的路線進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，有利于提高物資調(diào)度和配送的效率，有效地控制油耗，降低貨運(yùn)成本。

2.2 車輛路徑問題

在“煤改電”物資配送中，最關(guān)鍵的是車輛路徑問題（Vehicle Routing Problem，VRP） [1]，車輛路徑優(yōu)化問題不但涉及到多個(gè)約束條件（如貨物需求、發(fā)送量，交、發(fā)貨時(shí)間，車輛載重約束、行駛里程約束、終止時(shí)間約束等）而且還要對(duì)多個(gè)目標(biāo)（路程、費(fèi)用、時(shí)間、使用車輛等相對(duì)盡量少等）進(jìn)行優(yōu)化；因此，車輛路徑問題在實(shí)際應(yīng)用中有很重要的研究和實(shí)用價(jià)值。

3 探討

“煤改電”項(xiàng)目中，現(xiàn)有一批電力設(shè)備，打算由運(yùn)輸車從北京的燕郊倉(cāng)庫(kù)配送到周邊三個(gè)施工點(diǎn)A地、B地、C地，并回到燕郊倉(cāng)庫(kù)，試計(jì)算一條最短配送路線使得來回所走的路程最短。我們經(jīng)過實(shí)際測(cè)算得到圖1。

3.3 實(shí)際工作中運(yùn)輸時(shí)間的線路優(yōu)化

3.3.1 配送時(shí)間調(diào)查表的繪制

對(duì)于上述路線圖，通過浮動(dòng)車法并應(yīng)用相應(yīng)計(jì)算公式算出各段路程時(shí)間：首先對(duì)燕郊倉(cāng)庫(kù)到G地間距離為1.42km的線路進(jìn)行調(diào)查，并繪制調(diào)差記錄表：T：出發(fā)時(shí)間，t：行程時(shí)間，X：對(duì)面行駛來的車輛數(shù)，：超越測(cè)試車的車輛數(shù)，：測(cè)試車超越的車輛數(shù)，：超越測(cè)試車輛數(shù)與測(cè)試車超越車輛數(shù)之差，且表中1與1′表示相反方向，如表1所示。

綜上，運(yùn)輸車按照上述路線運(yùn)輸，可以使運(yùn)輸路時(shí)間最少。

3.3.3 分析

通過上述計(jì)算得悉：如果按照最短時(shí)間行走，最短時(shí)間為33.41min，但運(yùn)輸車行駛的距離23.41km；如果按照最短路程行走，路程為17.49km，但花費(fèi)的時(shí)間為64.65min，時(shí)間和路線是對(duì)立的，此消彼 長(zhǎng)，花費(fèi)了時(shí)間可以縮短路線，增加了路程可以縮短時(shí)間；

關(guān)于多目標(biāo)物資配送路線優(yōu)化問題，由于根據(jù)最短時(shí)間和最短距離計(jì)算的最佳路線是不一樣的，所以，在“煤改電”的電力物資配送中要綜合考慮問題，盡量做到節(jié)省成本，車輛利用最大化，盡可能使運(yùn)輸效率提高。

4 結(jié)語

參考文獻(xiàn)

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