多车型冷链物流配送车辆的路径优化

 多车型冷链物流配送车辆的路径优化

王凯1 ,程弘毅2

1.德州交通集团有限公司  山东德州  253000

2.德州豪行汽车租赁服务有限公司  山东德州  253000

摘要：冷链物流是指使蛋、肉、水果、禽、蔬菜和水产等生鲜农产品从产地捕捞、屠宰以及收集后，在产品的各个环节都处于低温环境下，保证了产品的质量安全和食品品质、最大程度的防止了污染、降低了损耗。随着城市化进程的加快以及人们对冷链品需求的日益增加，为满足市场需求、提高自身市场竞争力，冷链配送企业不断扩大车辆数目和配送中心数量。作为冷链物流的一个重要环节，冷链物流配送被认为是物流行业中的“最后一块蛋糕”。通过科学合理的优化冷链物流配送车辆路径，可以实现降低配送成本，保证冷链产品质量，提高客户满意度的目标，因此，研究冷链物流配送车辆路径优化问题具有十分重要的实践价值。

关键词：多车型；冷链物流；配送车辆；路径优化

1. 我国冷链物流现状

1.1冷链运输难以满足市场的需求

以生鲜农产品为例，我国生鲜食品在季节和品种供应方面存在均衡供应的矛盾。随着我国经济增长，迫切需要解决“菜篮子工程”。在保障供给、调节时间和空间市场方面，落后的冷链物流体系难以满足市场需求，供需矛盾日益显著，特别是大型突发性事件中生鲜食品的不稳定供应、异常天气因素和不正常的市场竞争等现象。

1.2车辆路径优化度不够

对于冷链物流配送工作而言，配送车辆的路径优化至关重要，如果无法解决配送车辆的路径，就会导致生鲜产品的配送出现问题。比如，在出现配送车辆故障、交通阻塞等问题或者面临恶劣环境的时候，车辆的配送容易出现超时的情况，这不仅会影响消费者的购物需求，也会导致冷链物流配送的成本较高。此外，很多消费者对于生鲜产品、农产品的新鲜度有很高的要求，如果车辆路径优化度不够，会使其无法在第一时间送达产品，严重超时还会出现投诉等情况，给企业的发展带来影响。

2. 多车型冷链物流配送车辆的路径优化

某生鲜企业在某地区拥有一个兼具仓储和配送功能的冷链配送中心和数辆型号不同的冷链车（额定装载量、固定成本、单位运输成本不同），该配送中心负责调度使用这些冷链车向位于该区域内的各个客户配送其所需的冷链产品。其中，冷链配送中心的位置，各型号冷链车的各项参数，客户的位置、需求量、需求时间窗已知。配送优化目标是在满足冷链车载重约束、客户满意度约束等约束的前提下，使得整个配送过程总成本最小。

假设：①冷链配送中心所储备的货物足够满足各客户的需求；②该生鲜企业拥有的各型号冷链车数量可以满足配送需求，且最大装载量均大于单个客户需求量；③配送的冷链产品只有一种且包装相同，均为标准件；④冷链车在行驶过程中均为匀速行驶。

2.1算法设计

车辆路径规划问题是典型的 NP-hard 问题，精确算法难以快速的计算出结果，遗传算法可以有效地解决这个问题。在实际的冷链配送作业中，基于实践经验在选用车辆时一般基于满载优先原则和大车优先原则。满载优先原则是在冷链产品数量非常接近或恰好为某车型额定装载量时，优先选用该车型，提高车厢空间利用率，最大化地减少车辆空驶的状况；大车优先原则是在冷链产品货物量较大时，优先使用大车装载，可以减少出车数量，减少车辆使用固定成本，容易实现规模经济。

2.2算例分析

①基础数据

HM 公司是 S 市一家冷链物流服务商，主要为市内53 家生鲜超市提供冷链物流服务。目前，该公司有 U、Z 型号的冷链车可提供服务。受当地货车限行政策影响，冷链车配送从 20 : 00 后开始，第二天早上 7 : 00 前结束。为了更贴近实际，采用时间距离，而不是地理距离。配送中心与客户 2 个地点间的路况情况可从百度 API 中获得，并可同时获取 2 个地点间行驶所需时间（见表 1）。

表1 车辆参数表

②结果分析

使用本文所设计的遗传算法进行求解。算法中，种群数量设为 100，最大遗传代数设为200，客户满意度最低值设为 85%。U 型车辆取不同数量情况下总成本及成本构成，算法均在 200 代之前收敛。当 U 车大于等于 5 辆时，配送时间超出夜间货车允许上路时间段，不予考虑（见表2）。

表2 单、多车型总成本对比

从表 2 中可以看出，随着 U 型车辆数量的增加，总成本呈现先降后增的趋势，并在 U 型车辆数量为 1 的时候达到最小，为 9 074 元，相较于单车型模式下的总成本9 207 元减少了 133 元，说明使用多车型混合配送模式下的总成本相较于单车型配送模式更低，更有优势。U 型车辆数量为 1 时的车辆平均装载率达到了 90.4%，相较于单车型提高 1%，充分利用车厢空间，减少运力浪费。此外，随着 U 型车辆数量增加，固定成本由于车辆数减少总体呈下降趋势，而运输可变成本与货损成本却呈上升趋势，总成本增加。说明了使用大型车辆虽然可以减少车辆固定费用，但是由于需要配送的客户较多，行驶时间长，货物腐损率上升，货损成本增加，而且行驶的路程也有所增加。因此，虽然使用大型车可以更好地实现规模经济，但由于冷链物流所运输的货物具有特殊性，一味的追求规模经济，减少配送车辆总数量，使用大型车也是不科学的。

3. 冷链物流配送的优化控制建议

3.1构建配送合作联盟

目前，我国的电商行业发展速度很快，且生鲜产品的冷链物流配送路径也得到了明显的优化，很多城市都在着手开展这一工作，但仍然存在一些不足。对于相关部门而言，可以积极构建配送合作联盟这一机制，可以将经销商、农产品批发市场、生鲜中心等进行联系，让几方达成合作，实现配送合作联盟的建设。对于批发市场而言，需要不断发挥自身优势，与物流企业进行合作，实现资源的有效整合。冷链物流的分散性较强，需要让物流企业之间互相合作，形成配送联盟，这样可以为冷链物流配送提供更为优质的服务，也能解决此前冷链物流配送中暴露的问题，不断提高冷链物流配送的实际效率。

3.2 积极开展技术创新

针对冷链物流配送的优化工作而言，还需要不断开展技术创新工作。物流配送企业需要提高自身的环保意识，并且重视社会效益，突出绿色物流和绿色配送的重要性，以此实现冷链物流配送的可持续发展。相关的物流企业可以在冷链物流配送当中积极应用新能源技术，比如风能技术、太阳能技术等，不断提高能源自身的利用率，并且降低碳排放量。相关企业可以对物流配送车辆所搭载的制冷设备进行升级改造，不断应用更为高效的节能设备，实现冷链物流配送的绿色升级。此外，物流企业等需要建设信息平台，运用 GPS 技术、GIS 技术等，对信息平台进行有效的规划，实现配送网络的有效升级，也能及时对运输车辆进行调度。

结 语：

对于冷链物流配送行业而言，目前存在的主要问题就在于配送的成本相对较高，且在配送车辆的调度方面存在一些问题，配送过程中也会出现高碳排放的情况，导致环境受到影响。再加上冷链物流配送行业的发展面临诸多因素的影响，导致其存在很多亟待解决的问题。相关人员需要把握存在的问题，并且结合冷链物流配送的实际特点等，选择科学的方式对其加以优化和完善，以此实现冷链物流配送的高效发展。

参考文献：

[1]张秋玲,关硕,谷涵琦.农产品冷链物流配送车辆调度优化研究[J].科技经济市场,2020(09):99-100.

[2]王智忆，陆敬筠．考虑低碳的冷链物流车辆配送路径优化[J].科技管理研究，2017，37（17）：228－232.

个人简介：

王凯（1986.12-），男，汉族，山东济南商河县人，研究方向：汽车工程、汽车货物运输、公路运输经济、智能网联汽车技术。

程弘毅（1996.8-），男，汉族，山东德州人，汽车维修工三级高级技工，研究方向：汽车工程，汽车服务工程，汽车检测与维修技术，智能网联汽车技术。