基于GIS物流配送路徑優(yōu)化研究

閆俊霞+吳柏翰+張建峰+趙欣+岳文瓊

摘 要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展使得物流行業(yè)面臨著前所未有的機(jī)遇，同時也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，“智慧物流”的概念應(yīng)運而生。在運輸路線的優(yōu)化和車輛調(diào)度方面，GIS能起到解決信息查詢、分析與處理問題的作用，并在運輸管理決策層面提供分析問題、建立模型、模擬決策過程的環(huán)境。因此，GIS物流路徑優(yōu)化對對物流企業(yè)實現(xiàn)：智能管理、降低服務(wù)成本、提高作業(yè)效率方面有至關(guān)重要的作用。智慧物流配送系統(tǒng)也將GIS應(yīng)用于物流配送路徑優(yōu)化問題當(dāng)中，對車輛實時全程監(jiān)控，為企業(yè)提供最為科學(xué)的配送線路，不僅可以更好地滿足客戶的需求，還提升了公司的核心競爭力。

關(guān)鍵詞：智慧物流；車輛路徑優(yōu)化；GIS

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，物流行業(yè)規(guī)?？涨埃枰\輸?shù)奈锲吩絹碓蕉?，如何對配送線路進(jìn)行選擇、如何對配送車輛進(jìn)行分配成為發(fā)展的難題。路徑優(yōu)化問題從來都是人們探討的焦點問題。它不僅能緩解交通堵塞的難題，還可以減少企業(yè)經(jīng)營資本，提高配送效率。將GIS技術(shù)應(yīng)用于智慧物流配送路徑優(yōu)化模塊中，對車輛實時全程監(jiān)控，結(jié)合數(shù)據(jù)對道路車流量變化情況進(jìn)行分析，解決了以依靠于司機(jī)的個人經(jīng)驗制定的配送路徑，具有合理性和科學(xué)性。實現(xiàn)了以路徑最佳為目標(biāo)的路線規(guī)劃，滿足客戶的需求，讓我國物流企業(yè)在市場競爭中更具優(yōu)勢。

二、車輛配送路徑存在的問題

1.配送路徑信息化程度較低

目前智慧配送系統(tǒng)中存在計算機(jī)利用僅限于日常事物處理，就車輛配送方面而言，沒有先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備的支持，對于智慧物流配送當(dāng)中的諸如運輸?shù)淖顑?yōu)路徑等問題存在著很大的短板。缺少對云GIS等大數(shù)據(jù)的利用，配送路徑選擇僅憑司機(jī)的日常經(jīng)驗，缺乏對配送路線的科學(xué)規(guī)劃，導(dǎo)致走回路現(xiàn)象嚴(yán)重，工作時間和效率不成正比。加強(qiáng)配送路徑優(yōu)化成為提高配送效率的關(guān)鍵因素。

2.物流配送訂單執(zhí)行反饋滯后

目前，大多數(shù)物流中心都在配送車輛上安裝了GPS系統(tǒng)，雖然對配送車輛的進(jìn)行了實時檢測，但訂單完成卻只能是客戶簽收這一形式，電子信息系統(tǒng)不能及時的對訂單完成情況進(jìn)行跟蹤與反饋，只有在配送車輛返回后，根據(jù)簽單在電腦上進(jìn)行統(tǒng)一錄入，這時才能了解是否完成了訂單，如果發(fā)生突發(fā)性的配送狀況，辦公職員缺乏行之有效的技術(shù)監(jiān)測手段。

3.物流公司職員相關(guān)專業(yè)水準(zhǔn)不髙

畢業(yè)于物流專業(yè)的人才不足，從事物流行業(yè)的人員中，他們所學(xué)有限，缺乏系統(tǒng)的物流業(yè)概念上的認(rèn)知，往往只進(jìn)行了短時間的崗前培訓(xùn)，就投入到工作當(dāng)中。在配送過程中，由于配送人員的專業(yè)水平限制，對高新技術(shù)認(rèn)識度不高，公司投入大量精力建設(shè)的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)往往得不到應(yīng)有的重視。

三、利用Dijkstra算法優(yōu)化配送路徑

本文以邯山區(qū)農(nóng)林路分店為配送中心，以招賢大廈、邯鄲市中醫(yī)院、陽光府邸、邯山區(qū)第一中學(xué)、明珠花園、漢庭酒店等9個地點做路徑分析。配送中心及客戶源位置如圖1所示：

根據(jù)上文確定的配送位置，依據(jù)對應(yīng)條件，邀請專家對影響因子進(jìn)行打分，建立判斷矩陣，最后得出符合一致性檢驗要求的權(quán)重。本文共選用行駛距離（A1）、道路寬度（A2）、車輛行駛速度（A3）、道路平坦度（A4）、配送地人口密度（A5）5個因素構(gòu)成評價體系及評分等級。運用層次分析法（AHP）以引入合理標(biāo)度，通過比較各因子之間的相互關(guān)系以及構(gòu)建判斷矩陣。設(shè)評價目的層權(quán)重為1.0，評價層次權(quán)重采用五度標(biāo)度定義，根據(jù)公式求解得出5個因子的相應(yīng)權(quán)重。

標(biāo)度通常取1，2，3，4，5等5個等級，其中1表示兩個因素相比，具有相同的重要性；2表示兩個因素相比，前者比后者稍重要；3表示兩個因素相比，前者比后者明顯重要；4表示兩個因素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要；5表示兩個因素相比，前者比后者極端重要。

結(jié)合圖1中配送中心與貨源地位置關(guān)系、表1中道路選擇因子標(biāo)準(zhǔn)、表2中求得的各因子權(quán)重相互結(jié)合，來選取從配送中心到各貨源地之間的最佳路徑。其公式可表示為：

權(quán)重=A1*對比度*W1+A2*對比度*W2+A3*對比度*W3+A4*對比度*W4+A5*對比度*W5

結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)簡化，以O(shè)（配送中心）為源點，O到其他9個地點（A、B、C、D、E、F、G、H、I）距離為線上所標(biāo)注的距離，如圖2所示。

用Dijkstra算法求各點間最佳路徑，并用矩陣形式表示簡化結(jié)果，如下圖所示：

經(jīng)過逐步計算，可以確定兩點之間的最短路徑，如D（10）所示，其矩陣中可以表示出任意兩點之間行駛路線和最短距離，如表3所示：

四、結(jié)語

本文利用GIS中Dijkstra算法優(yōu)化物流配送路徑，可以更好地提升物流工作的效率，利用好有限的人力、物力資源，減少運營成本?？梢詫⑴l(fā)企業(yè)和儲運企業(yè)相結(jié)合，重新確立和完善商品配送中心，建立信息化配送網(wǎng)，完成智慧物流的信息化與自動化。加大GIS對道路擁堵情況的監(jiān)控，設(shè)置合理的配送路徑，減少總回路個數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)配送與用戶、制造商、供應(yīng)商的相互聯(lián)系，實現(xiàn)信息共享、資源共用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝書池.發(fā)展智慧物流的動因與對策研究[J].物流科技.2017（01）.

[2]文麗青，馬丁.我國智慧物流與綜合交通運輸協(xié)同發(fā)展研究[J].物流技術(shù).2015（03）.

[3]張春霞，彭東華.我國智慧物流發(fā)展對策[J].中國流通經(jīng)濟(jì).2013（10）.

[4]石亞萍.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧物流[J].物流技術(shù).2011（17）.

[5]黃海松，劉衛(wèi)華.動態(tài)規(guī)劃在運輸成本中的應(yīng)用[J].河南科技.2014（09）.

[6]李楠.大規(guī)模實時動態(tài)車輛路徑問題研究[D].清華大學(xué).2010.

[7]Tan K C，Leel H，Zhu Q L，et al. Heuristics methods for vehicle routing problem with time windows[J].Artificial Intelligent in Engineering，2000，29（7）：281-295.

[8]Jung S.A genetic algorithm for the vehicle routing problem with time dependent travel times[D].College Park：University of Maryland，2000.

作者簡介：閆俊霞（1982- ），女，碩士，講師，主要研究方向：3S技術(shù)及其應(yīng)用endprint