對鄉(xiāng)村快遞配送路徑優(yōu)化的思考與模型構(gòu)建

趙文佳，董會和，孫理政，許寄托

（吉林大學　地球科學學院，吉林　長春　130000）

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對鄉(xiāng)村快遞配送路徑優(yōu)化的思考與模型構(gòu)建

趙文佳，董會和，孫理政，許寄托

（吉林大學地球科學學院，吉林長春130000）

以鄉(xiāng)村網(wǎng)點為著眼點，對鄉(xiāng)村網(wǎng)點的送貨路徑選擇及優(yōu)化進行研究，提出合理化的發(fā)展建議，并建立數(shù)學算法模型，為提高快遞網(wǎng)絡(luò)末端配送效率、促進農(nóng)村居民享受快遞業(yè)發(fā)展成果提供參考。

快遞業(yè)；鄉(xiāng)村；送貨路徑

1　引言

近些年來，隨著網(wǎng)店的盛行，人們足不出戶即可瀏覽各式各樣的商品并進行網(wǎng)絡(luò)交易以滿足自身需求，快遞送達成為一種獨特的收貨方式?？爝f產(chǎn)業(yè)是我國的新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展迅速，為我國新增了數(shù)以萬計的就業(yè)崗位，所支撐的網(wǎng)絡(luò)零售交易額不斷上升。2015年10月26日國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于促進快遞業(yè)發(fā)展的若干意見》，《意見》指出，到2020年基本實現(xiàn)鄉(xiāng)鄉(xiāng)有網(wǎng)點、村村通快遞。對鄉(xiāng)村快遞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議，一方面有力提高了鄉(xiāng)村居民的生活水平，促進了城鄉(xiāng)共享經(jīng)濟發(fā)展成果，另一方面也對快遞產(chǎn)業(yè)的業(yè)內(nèi)調(diào)整提出了新的更高的要求。

目前，我國已基本實現(xiàn)縣級以上城市的快遞網(wǎng)點落戶，但由于部分鄉(xiāng)村地區(qū)發(fā)展相對滯后，快遞無法送達，成為快遞網(wǎng)絡(luò)末端無法延伸到的死角，當?shù)鼐用袢孕柽x擇合適的交通方式到上級行政區(qū)的網(wǎng)點進行自取，這成為妨礙人們通向便捷幸福生活的一大阻力。同時，“鄉(xiāng)鄉(xiāng)有網(wǎng)點”并不是僅僅要求快遞網(wǎng)點在各鄉(xiāng)進行簡單的送達工作，目前很多的文獻僅是對快遞網(wǎng)點的空間布局進行研究，對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別的行政區(qū)，網(wǎng)點基本固定，但可選擇的配送路徑卻有多種。終端網(wǎng)點承擔著市場開發(fā)、操作運營和客戶服務(wù)三大職能，它既是市場營銷的前沿，又是客戶服務(wù)的密切接觸點［1］，是提高農(nóng)村居民獲得快遞服務(wù)的關(guān)鍵點，因此，終端網(wǎng)點的運營方式具有更加突出的重要作用。如何正確配送，提高快遞送達效率，增進人民福祉，提高快遞產(chǎn)業(yè)服務(wù)能力和共享水平，快遞網(wǎng)點對配送路徑的選擇及優(yōu)化顯得尤為重要。

本文著眼于縣級以下行政區(qū)的快遞送達工作，共分為兩個部分，第一部分從宏觀的縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的空間關(guān)系上對快遞網(wǎng)點的配送方式進行思考，并提出合理化建議；第二部分針對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)快遞網(wǎng)點派件的任務(wù)分配和路徑選擇問題，運用數(shù)學算法進行優(yōu)化。

2　對當前鄉(xiāng)村快遞配送方式的思考

目前我國快遞的送達工作仍以行政區(qū)管轄范圍劃分，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點為集散貨的節(jié)點，向下屬的各個村進行送達，這在縣市級的城市中比較適用，但是在居民點相距較近的農(nóng)村地區(qū)，這樣分配快遞的送達方式顯得有些教條，往往拉長了配送距離，降低了全程作業(yè)效率，如圖1所示。

圖1中，假定EF為A、B兩鄉(xiāng)的鄉(xiāng)界，同時A、B為兩鄉(xiāng)的快遞網(wǎng)點所在地。若在A鄉(xiāng)的C點和B鄉(xiāng)的D點有需要送達快遞的農(nóng)村居民點，按照常規(guī)的行政區(qū)劃分配送達任務(wù)，則快遞由網(wǎng)點A向C處運送，由網(wǎng)點B向D處運送。直觀上即可發(fā)現(xiàn)，LAC（AC的長度）＞LBC，同時LAD＜LBD。以行政區(qū)管轄范圍為基準劃定配送任務(wù)的傳統(tǒng)配送方式，雖然便于快遞管理和任務(wù)分配，但不可避免的會出現(xiàn)上述情況，加大了配送任務(wù)量的同時，延長了村民收貨時間。

關(guān)于快遞運輸與配送，人們自然會認為是按照行政區(qū)等級，對快遞進行層層下發(fā)，如實現(xiàn)“村村通快遞”則應(yīng)是由縣向鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)向村一級一級配送，最終到達收貨人手中，完成整個運輸鏈條。但在實際生活中，行政區(qū)域鄰接情況多樣，配送路徑的選擇也應(yīng)靈活變動，如圖2所示。

圖1　鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點配送方式示意圖

圖2　縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點配送方式示意圖

圖2中，C村在B鄉(xiāng)的管轄范圍內(nèi)，B鄉(xiāng)在A縣的管轄范圍內(nèi)。按照傳統(tǒng)的送貨方式，快遞先由A縣的縣級網(wǎng)點下發(fā)到B鄉(xiāng)的鄉(xiāng)級網(wǎng)點，再由鄉(xiāng)級網(wǎng)點下發(fā)到C村。從圖中不難看出，C村與A縣縣級網(wǎng)點的距離比B鄉(xiāng)鄉(xiāng)級網(wǎng)點與A縣縣級網(wǎng)點的距離要短，同時縣級網(wǎng)點下發(fā)快遞到B鄉(xiāng)鄉(xiāng)級網(wǎng)點的途中所經(jīng)過的D點已經(jīng)十分接近A村，在實際生活中，有的村就是在公路沿線分布的，也就是C村就在D點上，而由A縣出發(fā)送貨的車輛目標只有B鄉(xiāng)。這樣的送貨方式不僅加大了運輸距離，而且在B鄉(xiāng)拆件進行配貨又需要一段中轉(zhuǎn)時間，延長了居民的收貨時間，也增加了快遞公司的時間成本。

3　對鄉(xiāng)村快遞配送路徑優(yōu)化的建議

3.1打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限

行政界線是方便各級政府管理的有效手段，但對于從事流通傳輸?shù)目爝f業(yè)，卻是一種顯性的障礙，并對產(chǎn)業(yè)的升級和優(yōu)化形成一定束縛。如果能夠打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限，不以其作為分配送達范圍的約束，即全縣范圍內(nèi)每個村的快遞都由最近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點送達，即可在圖1中實現(xiàn)D點的快遞由A網(wǎng)點送達，C點的快遞由B網(wǎng)點送達，這樣一來就會節(jié)省配送過程中的時間和運輸消耗，有力地提高了送貨效率并節(jié)省配送成本。

3.2鄉(xiāng)村一體化

鄉(xiāng)村快遞的送達與城市不同，很多居民點自發(fā)形成，加之缺少相應(yīng)的規(guī)劃和管理，使之分布零散，層次混亂。對于圖2的情形，按照行政界線層層下發(fā)的配送方式顯然是不適用的，鄉(xiāng)村一體化是解決此類問題的有效途徑。圖2所示的情形可以考慮如下解決方法：在由縣向下配送的過程中，不以鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點為唯一目標，可以在A點分類處理后，一部分貨物的配送選擇A-D-B的路徑，一部分貨物選擇A-D-C的路徑，但此方法的缺點是加大了A網(wǎng)點的人員投入和運輸成本；也可以選擇在D點增設(shè)一個網(wǎng)點，貨物由A運送到B的途中經(jīng)過D網(wǎng)點，直接進行卸貨，缺點是新增網(wǎng)點同樣需要相應(yīng)的人員和資金投入，同時如果D網(wǎng)點只負責C村，新增網(wǎng)點將得不償失；如果由A運送的貨車直接選擇A-D-C-B的路徑，即將貨物配送到C處居民的手中，再開往B鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）進行配貨，有利于提高送貨效率、降低運輸成本，但在向C村派件的過程中，需要攜帶大量B鄉(xiāng)的快遞，降低快遞員的工作便捷度。在實際生活中，農(nóng)村居民點分布種類多樣，在不以行政級別為送貨門檻的前提下，配送工作也應(yīng)做到具體問題具體分析，綜合衡量利弊，靈活處理各種情況。

3.3信息完善化

無論是打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限還是實現(xiàn)鄉(xiāng)村一體化，都必須有一個完善的信息網(wǎng)絡(luò)平臺作為支撐，快遞網(wǎng)點要提前預(yù)期需要送貨地點的位置和距離，掌握運輸信息，選擇最為合適的配貨路徑及分配方式。網(wǎng)點不能再以簡單的收貨地址行政管轄為依據(jù)，僅對下級進行配貨，要全面掌握收件人所在地，綜合考慮道路交通分布和方位條件，盡量減少重復性工作和中轉(zhuǎn)工作，防止盲目的教條式工作方式，以實現(xiàn)快遞配送工作的高效化和提高收貨人的滿意度為終極目標，進行信息透明的靈活性管理和運作。

4　配送路徑優(yōu)化模型構(gòu)建

4.1優(yōu)化算法

首先對各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的村進行重新分配，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點為中心，將每個村的派送任務(wù)分別劃歸到與其相距最近的網(wǎng)點上，可使由鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點出發(fā)遍歷各村的路徑半徑較小。

假設(shè)A縣共管轄n個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)管轄一定數(shù)量的村，如圖3所示。

圖3　縣級以下行政區(qū)劃示意圖

假設(shè)每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的網(wǎng)點都分布在鄉(xiāng)政府所在地，鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府建立在某村之上，需要送達快遞的居民點都分布在村委會所在地，則共有n個網(wǎng)點，m1+m2…+mn個村點，稱之為節(jié)點。下面打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限，以網(wǎng)點和村的距離最短為目標，對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點的分配范圍進行重劃。

設(shè)：各鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點為i，i=1，...，n

各村節(jié)點為j，j=1，...，mn

Road（i，j）為從網(wǎng)點i到節(jié)點j的最短路程。

建立調(diào)整任務(wù)分配算法，其流程如圖4所示。

圖4　鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點派送任務(wù)分配流程圖

圖4算法中，首先考慮第j個村節(jié)點（j=1，...，mn）到網(wǎng)點（i，i= 1，...，n）的最短距離。如果對于第x個節(jié)點存在Road（ix，jx）=min｛Road（ix，jx）｝，jx=j，那么就將節(jié)點jx劃歸到網(wǎng)點ix，即保證了在配送任何鄉(xiāng)鎮(zhèn)所管轄的鄉(xiāng)村的快遞的，網(wǎng)點ix到節(jié)點jx永遠是最短的。然后輸出A縣各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點負責配送各村快遞的方案［2］。

快遞員從某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點（鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所坐落的村）出發(fā)，對此網(wǎng)點所負責的村進行遍歷，最終回到網(wǎng)點。對遍歷的路徑進行優(yōu)化，以期所走的路程最短。首先對某個網(wǎng)點需要配送的多個村進行重新編號1-n。

設(shè)：村之間的距離用d表示，dij表示村i與村j之間的距離；0-1變量xij表示經(jīng)過的各村之間的路線。

考慮到每個村后只有一個村，則：

考慮每個村前只有一個村，則：

僅有兩個約束條件，不能避免在一次遍歷中產(chǎn)生多于一個互不連通的回路。為此引入額外變量ui（i=1，...，n），附加以下充分約束條件，即：

該約束條件的解釋為：i與j不會構(gòu)成回路，若構(gòu)成回路有xij=1，xji=1，則ui-uj≤-1，uj-ui≤-1，從而有0≤-2，導致矛盾；i，j與k不會構(gòu)成回路，若構(gòu)成回路，有xij=1，xjk=1，xki=1，則ui-uk≦-1，uj-uk≦-1，uk-ui≦-1，從而有0≤-3，導致矛盾。其他情況以此類推。

于是可以得到如下模型：

針對實際中的具體問題，利用LINGO語言即可求解出最佳路徑［3］。

4.2算法不足及改進

該算法并未考慮到快遞直接由縣向臨近的村進行送達，仍是按照行政級別劃分，由鄉(xiāng)鎮(zhèn)向各村派送，在實際操作中，應(yīng)綜合考慮兩種派送方式的成本和效率，對于應(yīng)由縣向臨近的村直接派送的要預(yù)先排除，再對鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)點派送方式進行優(yōu)化。

該算法假定各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的快遞網(wǎng)點都在鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地，雖然這是一種基于現(xiàn)實網(wǎng)點覆蓋情況的假設(shè)，但并非是最好的選擇，可以根據(jù)村落布局和交通通達等條件，以某些鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的村為中心建立網(wǎng)點，應(yīng)該對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的網(wǎng)點布局進行更為深入的研究。同時，為了統(tǒng)籌向各村的配送工作，在極大實現(xiàn)各村高效送達的基礎(chǔ)上，均衡向各村配送的工作量，即在盡量保證全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)配送量最小的前提下，綜合考量各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)配送任務(wù)的方差，努力實現(xiàn)任務(wù)協(xié)調(diào)，以提高整個縣域內(nèi)工作量的均衡度和網(wǎng)點覆蓋效率度。

5　結(jié)語

城市中，快遞網(wǎng)點的空間分布和服務(wù)半徑對派件的影響很大，但在鄉(xiāng)村地區(qū)，由于消費人群有限，已經(jīng)存在的網(wǎng)點基本為一鄉(xiāng)一個，并且只有某一家快遞或幾家快遞公司，因此在分析鄉(xiāng)村網(wǎng)點送貨的時效性上，本文著眼于對各網(wǎng)點配送任務(wù)的分配上，并提出一些優(yōu)化建議和優(yōu)化算法模型。

快遞業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出蓬勃生機，同時市場競爭也愈發(fā)激烈。創(chuàng)新是行業(yè)發(fā)展的原動力，也是社會不斷進步、居民生活質(zhì)量提升的源泉。快遞產(chǎn)業(yè)應(yīng)當緊緊把握當前優(yōu)越的發(fā)展形勢，緊跟國家政策導向，以國務(wù)院提升人民福祉、全面建成小康社會的目標為契機，突破傳統(tǒng)經(jīng)營管理方式，實現(xiàn)服務(wù)優(yōu)質(zhì)化、配送高效化，在積極實現(xiàn)網(wǎng)點覆蓋各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的同時，穩(wěn)打效率戰(zhàn)，大力開拓農(nóng)村居民消費空間和市場，最終實現(xiàn)自身發(fā)展和服務(wù)農(nóng)村居民的雙贏。

［1］張?zhí)m.快遞企業(yè)網(wǎng)點布局研究［D］.長沙：中南大學，2008.

［2］韓明，張積林，李林，林杰，林江宏.數(shù)學建模案例［M］.上海：同濟大學出版社，2012.

［3］肖華勇.使用數(shù)學建模與軟件應(yīng)用［M］.西安：西北工業(yè)大學出版社，2008.

Thinking and Model Building for Distribution Route Optimization of Rural Express Delivery Businesses

Zhao Wenjia， Dong Huihe， Sun Lizheng， Xu Jituo
（School of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130000， China）

In this paper， starting from the rural logistics outlets， we studied the selection and optimization of the distribution route in therural logistics network， proposed some reasonable suggestions and at the end， established the corresponding mathematical model.

express delivery industry； rural； delivery route

F252.2

A

1005-152X（2016）01-0120-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.01.031

2015-12-10

趙文佳（1994-），女，碩士研究生在讀，研究方向：土地經(jīng)濟；董會和（1966-），通訊作者，男，博士研究生，副教授，研究方向：土地經(jīng)濟。