课程设计模板及范本参考含装订顺序文本格式层次结构参考Word格式.docx
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①交通运输部客货运组织与管理相关标准与规范
②董千里。
交通运输组织学[M]。
人民交通出版社，2008年
③李维斌。
公路运输组织学[M]。
人民交通出版社，2005年
④崔书堂，朱艳茹。
交通运输组织学[M]。
东南大学出版社，2008年
⑤戴彤焱。
运输组织学[M]。
机械工业出版社，2008年
2、设计要求
本课程设计是针对学生学习和运用专业知识的综合考核和检查，使学生接受工程类基本训练的重要环节，是交通运输《交通运输组织学》专业课程学习的必修内容之一。
本课程设计的特点是，内容所涉及的知识面较一般习题广，有较强的系统性和综合性，在运算、绘图、编写设计文本方面有较高的要求。
本课程实际应针对交通运算组织学课程涉及的相关理论与方法，结合具体实践背景，解决实际问题。
要求
1所涉及方法、模型与理论知识与本课程相关；
2有具体的实践背景；
3课程实际要求完整、系统，从提出问题、解决问题与结论三个方面开展，思路清晰，条理清楚。
二、课程设计应完成的任务
1、围绕课程中交通组织方面内容，完成对其方法、模型的阐述；
2、结合实际背景，采用以上理论，进行运输组织优化等针对性设计，提出方案；
3、对方案结果进行分析。
三、工作计划
本次课程设计安排时间为二周，2012年12月24日至2013年1月4日，具体工作计划如下：
1、2012年12月24日～25日，项目背景资料的收集与整理；
2、2012年12月26日～27日，完成课程设计大纲；
3、2012年12月28日～2012年12月31日，完成课程设计背景与基础资料的分析部分书写工作；
4、2013年1月1日～2日，完成课程设计核心——模型分析与问题解决部分的书写工作；
5、2013年1月3日～2013年1月4日，完成绘图与结论部分的书写以及修改工作。
四、课程设计完成提交文档要求
按照以下顺序装订成册：
1、封面；
2、扉页；
3、任务书；
（4）指导书；
5、目录；
6、正文；
7、附录（表格或图纸）；
8、成绩评定表
指导老师：
同意按照任务书要求开展设计
教研室意见：
教研室主任：
时间：
注：
1、此任务书由指导老师填写。
如果不够，可以加页；
2、此任务书最迟必须在课程设计开始前一周下达给学生；
交通运输组织学课程设计
指导书
一、课程设计目的与要求
1、课程设计目的
《交通运输组织学》课程是交通运输本科专业的必修课，一门理论与实践结合紧密的核心课程。
本课程设计是在该门课程的课堂教学完成之后，为巩固课程涉及到的交通运输组织学方面的方法、理论而开展的。
通过课程设计，使学生能结合实际背景，应该已学理论，解决实际问题，从而培养学生资料查阅能力、绘图能力、理论联系实际的能力、系统解决问题的逻辑思维能力等，为今后从事相关工作打下基础。
2、课程设计要求
本课程设计要求学生根据课程涉及的相关内容与方法，结合实际背景，系统解决实际问题。
从背景分析、提出问题、解决问题、主要结论等几个方面开展。
要求课程设计具有系统性、完整性、与课程相关性并具有一定的研究深度。
二、课程设计的依据与资料来源
课程设计的依据：
资料来源：
1指导教师提供相关资料；
2实际调研收集资料；
3相关书籍；
4网络资料收集。
三、课程设计学生应完成的内容
内容应从设计背景交代（实际现状分析与问题分析），提出问题，阐述解决问题的理论，并采用理论与模型计算分析，提出优化方案。
四、课程设计要求及其它
1、时间安排：
二周设计时间（2012年12月24日～2013年1月4日），实际操作中，可提前进行相关资料的收集与大纲的完成；
2、要求独立完成，一人一题，每人提交1份打印的设计成果（A4）及电子文档；
3、格式要求：
装订按照要求的顺序依次装订成册，文档具体格式参考格式模板；
4、纪律要求：
集中在固定教室严格考勤，按照作息，一般不允许请假，如遇特殊情况，需要填写请假条报院领导批准，否则按照每天旷课8节处理。
另请假或旷课时数累计达全部设计时间的1/3以上，该课程设计按照零分计。
运输与物流工程系
2012年12月
第一章概述
1.1设计背景和内容
在经济日益全球化的今天，现代物流作为“第三个利润源”正受到日益广泛的重视，并面临着前所未的有发展机遇，我国物流业面对的机遇与挑战也愈来愈明显，特别是加入WTO以后，我国融入世界经济一体化的进程逐渐加快，物流业已成为市场经济中一个竞争激烈的行业。
我国的物流市场被国外物流业普遍看好，认为这是一块尚未很好开拓的领域，可以大有作为，因此纷纷来我国开办物流企业，这也刺激了我国物流业的发展。
在市场经济下，如何赢得更多的利润是每一个企业追求的目标，现在很多企业已经开始把目光投向了被经济学家称为继劳动力、自然资源、之后的“第三和利润源泉”——物流管理[2]。
在这种形式下，物流配送也得到了相应的发展。
配送的基本含义是送货的意思，在美国的英语原词是Delivery，强调的是将货物送达。
在现代的物流配送中，为实现利润最大化，就得想方设法使送货行为优化，于是出现了配送中心的车辆合理调度、仓储管理的优化、配送路线的规划选择等问题。
配送是一种综合的物流形式，几乎包括了所有物流功能要素，是物流的一个缩影或在某小范围中物流全部活动的体现。
配送中心是进行配送活动最主要的硬件设施。
其作业流程具体表现为配送中心进行生产的实际过程。
配送流程的合理，则配送的生产效率和效益就高，反之就低。
因此对配送的研究具有很高的实际意义和价值。
要搞好配送物流，就必须合理化配送中心的作业流程，从而最大化的利用配送中心的资源。
对于配送中心的一系列环节，应该首先着重研究哪些环节并如何去解决这些问题，是本文所要提出和解决的问题。
在目前，配送中心的基本作业流程包括进货、储存、拣货、配货、送货等环节，每个环节都与货物的搬运是分不开的，而其中把货物由配送中心搬运至各顾客点，就引发了一个如何使路线达到优化的问题，这是本文研究的重点，对于路线优化的研究，可以提高企业的运作能力，有助于企业获取更多的利润和选择更合理的配送经营决策。
对配送路线优化问题的研究，前人已经提出不少可行的方法和步骤，本文在借鉴前人一些方法的基础上，通过一个实际的研究项目，对路线优化进一步加以分析和研究。
1.2概括问题的提出
1.2.1配送作业问题的提出
随着消费需求的增长，市场对货物流通量的要求也逐渐增大，这就要求有专门的配送中心对货物进行配送。
在没有配送中心的情况下，由工厂直接运送货物到用户，即使采用直接配送方式，其交叉运输是普遍存在的，这就导致了运送路线延长，规模效益差、运输成本高，如果采用配送的方式，便可消除交叉运输。
如图1-1和图1-2所示：
工厂1
工厂2
工厂3
客户1
客户2
客户3
图1.1交叉运输
配送中心
图1.2缓解交叉运输
1.2.2配送路线优化问题的提出
影响配送运输效果的因素很多：
（1）动态因素，如车流量变化、道路施工、配送客户的变动、可供调动的车辆变化；
（2）静态因素，如配送客户的分布区域、道路交通网络、车辆运行限制等。
各种因素相互影响，很容易造成配送方面的问题，主要有以下几个方面[3]：
（1）送货不及时，主要是信息处理流程时间太长，配送方式落后；
（2）送货成本高，这不仅包括企业的运输成本，也包括客户的支付成本。
（3）配送路径选择不当，这是造成配送问题很重要的一个方面。
在这些问题中，有些在短时间内无法改变，但对于配送路径的优化比较容易实现并且效果明显，选择了一条合理的配送路线，不仅可以达到送货及时的目标，同时也还可以节约送货成本，为企业创造了效益。
当然，在实际过程中，一条合理的配送路线的选择，要考虑到很多方面的因素，应尽可能综合考虑影响配送路线的重要因素，所以解决该问题要站在综合、全面的角度进行考虑，这样才能作出合理的决策。
1.3本设计所做的工作及基本结构
1.3.1本文的主要工作
本文以配送路线的优化为研究目标，以南城平安（深圳）货运公司为研究对象进行深入细致的分析和讨论，主要做了以下的工作；
（1）在第二章中，针对货运中心配送路线优化的研究现状，了解并讨论路线优化的原则；
同时还归纳了现有的配送中心路线优化的研究方法，指出它的使用范围和一些不足之处，最后指出货运中心路线优化的意义和目的。
（2）在第三章中，主要对本文的研究背景——南城平安（深圳）货运公司作一个现状的描述，从了解其业务状况入手，掌握它的配送路线和方法，进而分析该公司存在的主要问题，为解决问题提供了依据。
（3）在第四章中，针对南城平安（深圳）货运公司配送路线存在的问题，建立相应的路线优化数学模型，并指出该模型的实际意义。
（4）第五章，围绕配送路线优化模型来展开具体的介绍该模型所使用的方法，并采用相应的计算方法对模型进行求解，并利用优化后的方法和原始方法做一个比较。
最后指出使用该模型，公司是否比以前优化了，从而验证本文的可行性。
（5）第六章，总结本文的主要成果，并列出一些需要进一步解决的问题，最后针对南城平安（深圳）货运公司提出几点自己的看法和意见。
1.3.2本文的基本结构
本文的基本结构可以用下面的框架图来表示：
图1.3设计框架结构
第二章货运中心配送路线优化的研究现状
2.1配送路线优化的意义
配送运输由于配送方法的不同，其运输过程也不尽相同，影响配送运输的因素很多，如车流量的变化、道路状况、客户的分布状况和配送中心的选址、道路交通网、车辆额定载重量以及车辆运行限制等，在不同情况下，这些因素都会对配送路线起到不同程度的影响。
配送路线的优化就是综合考虑影响配送运输的各因素，恰当的利用现有的设备，及时、安全、方便、经济的将客户所需的物资准确送达客户手中，需根据不同客户的特点和要求，选择不同的设计路线，最终达到节省时间、运行距离和费用的目的。
在实际生活中，特别是对于一个运输公司来说，配送路线的优化有着十分重要的意义。
首先，加快了货物流通，有利于库存的周转。
在实现了高水平的配送优化路线后，不管是生产企业还是配送中心都可以完全依靠配送中心的准时而快捷的运送而不需要保持自己的库存。
或者，生产企业只需要保持少量保险储备而不必留有经常储备，这就可以实现生产企业多年追求的“零库存”，解放了大量的储备资金，也提高了社会经济效益。
其次，节约了社会运力，缩短了货运时间。
路线的优化，其目的就在于用最少的运力提供最全面的服务。
通过对配送路线的优化，不仅解决了送货在时间、数量上的问题，而且使缺货次数降至最低。
再次，提高了物流服务水平。
配送是随着物流业的发展而发展起来的一种新的服务方式，配送路线的优化是物流服务中很重要的一部分，可以从侧面反映出物流的服务水平。
2.2货运中心路线优化的方法
为达到高效率的配送，做到时间少、距离短、成本低，必然要求选择最佳的配送线路和车辆综合调度。
很多中外学者在这领域进行了深入的研究，提出了很多可行的方法。
2.2.1配送路线优化问题的简化
（1）旅行商问题[2]。
这个问题字面上的理解是：
有一个推销员要到N个城市去推销商品，他要找出一个包含所有N个城市的具有最短路程的环线。
TSP问题的历史悠久，最早描述是1759年欧拉研究的骑士周游问题，即国际象棋棋盘中的64个方格，走访64个方格一次且仅一次，并最终回到起点。
TSP问题是运筹学、图论和组合优化中的著名问题，在实际生活中有着广泛的应用前景。
TSP不仅可以解决最优巡回路线等类TSP问题，在交通车辆巡回、学校教师课程计划安排、工厂装配线进度管理以及民航机组人员轮班等问题上也有着广泛的应用前景。
在处理现实生活中的具体问题时，可以对TSP附加一些限制条件，例如在模型中假设该旅行者的时间有限，进而添加相应的时间约束条件等，从而衍生出许多和TSP相关的问题。
（2）多回路运输问题[3]。
多回路运输问题在物流中的解释是对一系列客户的需求点设计适当的路线，使车辆有序的通过它们。
在满足一定的约束条件下，如货物需求量、发送量、交货时间、车辆载重量限制、行驶里程限制等等，达到一定的优化目标，如里程最短、费用最少、时间最短、车队规模最少、车辆利用率高等。
VRP问题由Dantzig和Ramser于1959年首次提出[3]，该问题一经提出，立即引起了运筹学、网络分析、物流、计算机应用等学科专家的极大关注，成为运筹学和优化科学研究的前沿和热点问题。
VRP和TSP问题的区别在于：
客户群体的数量大，只有一辆车或一条路径满足不了客户的需求，必须是多辆交通工具以及运输工具的行车顺序两个问题的求解[4]。
相对于TSP问题，VRP问题更复杂，但也更接近实际情况。
（3）多个旅行商问题[4]。
由于限制条件的增加，TSP问题可以衍生出多个旅行商问题。
MTSP问题就是一个出发点，M个旅行商的TSP，即所访问的客户没有需求，车辆没有装载的限制，优化目标就是要便历所有的客户，达到总里程最短。
VRP问题是MTSP问题的普遍化，当客户的需求不仅仅是被访问，而是有一定容积和重量的商品的装载和卸装，涉及到不同种类和型号或不同载重车辆的调度策略时，MTSP问题转化为VRP问题。
2.2.2配送路线的计划方法
（1）精确式算法及其应用的局限性
VRP问题是组合优化领域著名的NP难题之一，其求解方法一般相当复杂，通常的做法是应用相关技术将问题分解或者转化为一个或多个已研究过的基本问题（如旅行商问题、指派问题、运输问题、最短路问题、最大流问题、最小费用最大流问题、中国邮递员问题等），再使用相对比较成熟的基本理论和方法进行求解，以求得原运输车辆调度问题的最优解或满意解。
精确式算法一般运用线性规划和非线性规划等数学规划技术，以便求得最优解。
精确式算法一般有以下几种：
分枝定界法（BBP）、割平面法（CPA）、网络流算法（NFA）、动态规划方法（DPA）等。
精确式算法随着运输系统的复杂和调度目标的增加，其计算量呈指数递增，使得获取整个系统的精确最优解越来越困难，而用计算机求解大型化问题的时间和费用又太大。
因此，此类优化方法现在一般仅用于求解运输调度的局部优化问题。
（2）启发式算法
为了克服精确优化法的不足，可以运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程度，并通过模仿人的跟踪校正过程来求取运输系统的满意解。
启发式算法能同时满足详细描绘和求解问题的需要，较精确式算法更加实用。
启发式算法一般有以下几种：
最近邻点法（NearestNeighbor）[5]。
这是一种用于解决TSP问题的启发式算法。
方法简单，但得到的解并不十分理想，可以作为进一步优化的初始解。
求解的过程一共分四步：
首先从O点开始作为整个回路的起点，然后找到离刚刚加入到回路的上一节点最近的一个节点，并将其加入到回路中，重复上一步，直到岁有的节点都加入到回路中，最后，将最后一个加入的节点和起点连接起来，构成一个TSP问题的解。
最近插入法（NearestInsertion）[6]。
最近插入法是另一个TSP的求解方法。
它的求解过程也是四步：
首先从一个节点出发，找到一个最近的节点，形成一个往返式子回路，在剩下的节点，寻找一个离子回路中某一节点最近的节点，再在子回路找到一个弧，使弧的两端节点到刚寻找到的最近节点的距离之和减去弧长的值最小，实际上就是把新找到的节点加入子回路以后使得增加的路程最短，就把这个节点增加到子回路中。
重复以上过程，直到所有的节点都加入到子回路中，可以得到相对比较满意的解。
节约里程法（SavingAlgorithm）。
节约算法是用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题的最有名的启发式算法。
它的核心思想是依次将运输问题中的两个回路并为一个回路，每次使合并后的总运距减小得幅度最大，直到达到一辆车的装载限制时，再进行下一辆车的优化，优化过程分为并行方式和串行方式两种。
扫描算法（SweepAlgorithm）。
扫描算法也是求解车辆数目不限制的VRP问题的启发式算法。
求解过程同样是四步：
以起始点为原点建立极坐标系，然后从最小角度的两个客户开始建立一个组，按逆时针方向将客户逐个加入到组中，直到客户的需求总量超出了车辆的载重定额，然后建立一个新的组，继续该过程，直到将全部客户都加入到组中。
2.2.3配送路线优化分类
在实际的配送过程中，每天的配送客户不一定是固定的，这就需要根据定单情况，对配送路线进行优化。
我们可以将这些情况进行分类：
（1）某各临时客户，不在固定路线上。
对于这种情况，如果货物量不多，可以将该客户临时编入到最近的一条固定线路上；
如果货物量很多，可以派出整车，寻求一条最优路径。
图2.1不在固定线上的小批量临时用户
说明：
小批量临时客户，将其纳入最近的配送线路，建立临时点。
固定点客户D
图2.2大批量用户临时配送
大批量临时客户，临时建立一条新的配送路线，选择配送中心到该用户的最短路径。
（2）某条线路当日需要配送的客户非常少，派车不值得。
对于这种情况，可以考虑将其并到其他路线上，合并的原则是在满足客户配送要求的前提下，以最低的成本来优化路线。
图2.3某路线客户少的配送情况
图2-3中，客户M和客户N本来是划分给C区配送路线进行配送的，但是由于当日C区线路的客户太少，派车成本高。
故将客户M、N按就近原则暂时分别归到B区和C区。
（3）客户要求紧急，需要紧急配送。
在生活中常常会遇到紧急配送的情况。
对于这种情况，我们就得采取紧急的处理措施。
一般是在运输配送过程中不装别的货物，中途也不卸车，空车返回。
如图所示：
图2.4紧急配送
（4）遇到道路紧急情况时，一般采取的是绕行的措施，或者，如果时间充裕，可以考虑等道路状况变好后再进行配送。
2.3货运中心路线优化原则
任何一个货运中心在制定配送路线时，应根据客户的分布，道路的交通情况，货运中心本身位置等因素，先制定一条或几条固定路线。
配送时按照不在同一线路的客户，其货物不能组成一车的原则，把货物进行分组。
线路的划分主要考虑以下几点：
（1）集中原则：
位置比较集中的客户尽量划分在一条线路上，这是路线优化的基础。
不仅可以极大的节约运力和运费，而且可以配送的及时性。
（2）线路最少原则：
指在运力允许的条件下，尽量用最少的线路划分客户。
在实际运用中，减少一条线路，将会为企业节约极大的成本。
（3）线路最短原则：
划分线路时，应尽量使线路最短。
第三章南城平安（深圳）货运公司配送线路现状
3.1公司业务状况
3.1.1公司简介
南城平安（深圳）货运公司成立于1995年，毗邻长城储运货代市场，地理位置优越，交通便利。
公司目前拥有20尺货柜车、40尺货柜车、45尺货柜车、5吨、8吨、10吨大型车队，货物提货点多处自备吊车、叉车。
公司采用先进的管理机制，完善的交通信息网，成熟的物流管理（仓储、搬运、资讯、服务）。
公司始终坚持“客户至上，时间第一”的原则。
经过10年的努力，该公司已经达到多数客户要求的高速、高效、安全、低价格、优质的跟踪服务目的，为客户及其他货运站提供了充足、快捷的运输车辆。
公司主要承接深圳至上海、杭州、北京、昆明、重庆、呼和浩特等全国各地的国内公路货运、铁路运输、航空运输及深港散件业务，同时也受理长短途搬家迁厂等业务。
公司自备人货车多辆，24小时为客户服务。
3.1.2公司的业务状况
目前，公司采用双回程营运、POS实时追踪、门对门服务、全保联保、诚信价平的运输策略。
（1）公路货运可至汽车所有到达的所有城市，当日发车，专线直达。
（2）铁路运输服务项目：
行包专列、特快包裹物品托运、中铁快运、集装箱、车皮运输及到货提付等业务。
（3）航空货运直达全国通航的四十余个城市。
（4）深港散件24小时内收到。
（5）提供大、中、小车辆进行搬家迁厂。
良好的物流将增加企业的市场竟争能力，南城平安提供的服务主要有：
（1）采用门对门优质服务。
（2）任何司乘人员都严格遵守厂规厂纪，配合工作人员完成装货事宜。
（3）准时、安全的将货物送到客户指定地点，并填好司乘人员追踪单。
（4）公司的电脑网络部可免费为客户进行电脑维护、安装、网站制作及对员工进行电脑应用软件的培训。
3.2公司的配送路线
该公司的运送方式是分送式运输，也就是一个供应点对应多个客户的共同运输。
其中包括公路货运、铁路货运和航空货运。
3.2.1国内主要城市配送方式
该公司在国内主要城市的配送主要以铁路和航空运输为主，公路占少数一部分，主要承接跨省的长途货物运输，其运输量相对比较大，运输范围已达到全国各大中城市，如上海、北京、天津、南京、合肥、武汉、兰州、长沙等。
其配送方式一般采取点对点式，在运输距离较远并且条件允许的情况下，可以采取转运，采用铁路—航空、航空—铁路、铁路—航空—公路、航空—铁路—公路等混合运输方式。
3.1国内主要城市配送路线
3.2.2省内主要配送方式
省内运输主要以公路运输为主。
公路货运主要承接中短途货物的运输，运输量相对较小，也有一部分长途运输。
在省内各个城市之间的送货以简单的节约法思想进行车辆的调度。
图3.2省内主要城市的配送路线
在深圳市内，在货运量不大的情况下，运送方式主要以专线直达为主，一户一送。
运送范围也大部分集中在深圳市及周边地区。
如图3.3所示：
图3.3市内主要城市的配送路线
3.3存在的主要问题及分析
虽然目前公司发展迅速，物流业务也逐步趋于完善，但通过对这个公司的深入调查和了解，我们还是可以发现该公司存在的一些问题，主要表现在：
（1）调度问题
车辆调度是否合理直接影响到运输里程和运输成本。
在配送路线的制定上,该公司以基本的节约法为主要依据,但节约法也有其自身的不足，主要体现在以下几个方面：
第一，运用节约法选择配送路线过于强调节约里程，而没有考虑行程中的时间因素。
在许多情况下，时间更能决定物流配送的成本与服务质量。
例如城市间配送时对高速公路的选择、城市内部上下
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