物流配送车辆调度模型.docx

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物流配送车辆调度模型

一般配送费用由车辆费用、工资费用、延迟费用和等待费用组成。

车辆费用由燃料费、折旧费和维修费等变动费用组成，中心根据经营情况可核算出每车公里应摊的车辆费用。

工资费用根据途中工作时间计算，若工作时间超过8小时，则超时部分应按加班补助计算。

客户通常要求货物在一定时间窗范围内送达，否则中心需支付惩罚费用。

若提前到达，支付等待费用；若延迟到达，支付延迟费用。

设单一配送中心向l个客户送货，第i个客户货运量g为，卸货时间为，时间窗为[，],每小时延迟费用,中心与客户、客户与客户两两间的最短运距、平均车速和车辆费用分别为（i,j=0,1,2…,l;0表示配送中心）；可用m类卡车送货，第p型卡车有辆，装载容量为（p=0,1,2,…，m）；每小时等待费用为r，行车补助和加班补助分别为每小时s和es；途中运行到中午12：

00和下午6：

00时安排30分钟吃饭时间，车辆当天返回配送中心，再设为第p类车的第q辆配送的需一求点数（=0表示未使用第p类车的第q辆车），确定车辆调度方案。

4.2.2　物流配送车辆调度模型

根据上述对问题的描述，可以构造数学模型，定义变量：

得到配送调度模型如下：

目标函数：

（4.3）

约束条件：

（4.4）

（4.5）

（4.6）

（4.7）

（4.8）式中：

（4.3）为目标函数，即使车辆在完成配送任务时的最小配送费用；

（4.4）为顾客满意度约束，即：

每一顾客满意度的平均值必须到80%以上；

（4.5）为车辆的能力约束，即：

某一车辆所访问的全部客户的需求量不能超过车辆本身的载重量；

（4.6）确保顾客i仅由第p类车的第q辆车完成配送任务；

（4.7）（4.8）为到达某一顾客的车辆唯一性约束，即每一顾客仅由一辆车服务；

其中，表示当顾客i的开始时间为时，车辆在顾客i处的等待时间:

j为i的前一个站点，当<12且≧12,或<18且≧18，有；，，为发车时间，为收车时间。

从模型当中可以知道：

本文所建的是一个单目标多约束条件的优化模型，以配送费最小化为目标，将车型、车辆装载量、服务到达的时间要求、午餐时间及加班费等考在内，更重要的是通过对顾客预约时间满意程度的了解，建立顾客平均满意度约束，使配送中心可以在顾客心中留有好的效应，进而达到一种长期合作的效果，从而给配送中心带来长期效益，而不仅仅是一种短期效益。

本论文模型的建立将大大的减少由于配送中心不能达到服务顾客的要求，而带来的信誉损失部分，同时还提高了企业的信誉做到“双赢”，这是任何一个企业或个人都希望得到的，通过本模型得到的优化方案，将更有益于配送中心的发展。

4.3　物流配送系统软硬件基本配置

4.3.1　物流配送系统的硬件配置

在系统编码之前，为建立开发和测试环境，需要安装数据库服务器、WEB服务器、应用服务器和其他一些相关的支撑软件。

1、WEB服务器1台。

该服务器可利旧服务器，即借用现有WEB服务器，其功能主要是公司局域网下的页面传输、用户的访问与申请、物流中心车辆调度员的操作输入和使用、管理员的维护等。

2、数据库服务器（DB服务器）1台。

线路优化用数据库主要包括销售营业部信息数据库（包括客户静态数据和订货量动态数据），物流中心送货车辆、驾驶员、送货员数据库等。

3、应用服务器1台。

主要用来放置配送线路优化应用系统，实现从WEB服务器传来的信息和密码的验证、查询、获取、计算，同时调用数据库服务器的数据资源，进行应用系统决策模型的分析决策（需要时修改数据库服务器的数据）,最终结果经WEB服务器反馈给客户端。

4、其它一些网络连接器件。

如集线器HUB、交换机等。

4.3.2　物流配送系统的软件配置

软件系统应参照目前公司所采用的平台，如Window2003版操作系统，SQLServe2000以上数据库系统。

1、操作系统。

数据库服务器和Web服务器性能要求比较高，操作系统选用Windows2003。

客户端工作站的操作系统可选用windowsxp/2000。

2、GIS平台选择。

GIS平台软件应考虑到软件的稳定性以及与其它系统集成的问题。

根据前文确定的基于组件开发模式，选择MapInfo6.o以上版本。

3、数据库管理软件。

选择关系型数据库SqlServer2000的集成来实现数据库管理。

SqlServer2000提供海量数据存储，系统运行比较稳定，相对于市场上其它同类产品价格也较适中。

4、可视化程序开发工具。

选择VisualBasic6.0。

目前，VB和MO的结合被认为是开发GIS应用软件的最佳选择之一，VB的程序编写是可视化的。

4.4　本章小结

本章以具有代表性的北大仓啤酒有限公司的一市多县物流配送拓扑结构为研究对象，参照实际工中的约束条件，针对有时间窗的车辆路径的优化问题，建立数学模型，采用遗传算法求解。

第5章物流配送优化的具体实现

GPS、GIS、车辆调度的功能集成主要是根据北大仓啤酒有限公司物流配送需要，通过GPS实现车辆管理及数据采集功能，GIS实现电子地图显示功能和分析决策功能。

5.1　物流配送GPS功能实现

5.1.1　GPS系统总体架构

本系统利用车辆终端设备GPS接收模块接收GPS卫星信号，经过解算后得到车辆的动态位置，车辆终端设备的GPRS模块将带有车辆位置信息通过中国移动网关发送到监控中心，监控中心接收到车辆终端发送来的信息，经解算后在监控中心的电子地图上显示车辆的动态位置及行车路线，监控中心可利用GSM通讯网向车辆司机发送语音短信等调度指示[45]。

图5-1GPS框架图

Chart5-1GPSframechart

5.1.2GPS监控中心设置

利用己经建设成的局域网，在其信息中心机房设置服务器、交换机等硬件设备和相应系统管理和维护人员，在各管理职能部门或者各业务部门可以建立分监控中心，以网络终端与服务器相连来操作和应用系统。

监控中心是整个系统的核心，是连接分中心与车辆移动终端的纽带，并对分中心和车辆进行数据管理和通信，事实上分中心只与总监控中心进行数据通信，而车辆终端也只和总监控中心通讯。

5.1.3GPS系统功能设计

（1）实时监控：

监控中心可随时查询或跟踪所有配送中心车辆所在的当前位置，同时显示出车速，经纬度，车状态，司机及乘员等信息，对的车辆行踪了如指掌。

电子地图可任意放大、缩小、移动，可多窗口显示、分别显示不同的地址区域、一个窗口可同时跟踪多个目标、将目标锁定在某窗口自动漫游跟踪、固定区域内的监控、多个窗口跟踪多个目标以及可在不同的窗口显示不同的目标，或将目标锁定在某窗口，自动跟踪等。

（2）地图及GIS软件功能：

（需要采集零售户经维度数据）完全数字化的地图，包含精确的路网信息、点状要素、面状要素和详细的属性信息。

作为北大仓物流公司车辆监控平台的支撑，地图的无级放大、缩小、恢复和拖动。

全城市地图与各城区地图之间的任意转换，每图各层之间的转换，地名模糊查询，零售户查询等，管理功能强大，操作及为方便。

（3）鹰眼窗口：

在进行车辆监控时，显示当前窗口在全图中的位置，当前窗口图变化时，鹰眼窗口自动进行相应变化。

鹰眼窗口地图本身也可放大缩小、漫游。

通过改变鹰眼窗口位置框的尺寸和位置可改变相应的窗口地图显示区域。

这样有利于监控中心更清楚的了解目前车辆的即时位置。

（4）区域查询：

为禁止公司车辆的随意跑岗，可对每一辆车划定送配区域。

监控中心可以随时查询车辆的当时位置；当车辆跑处行驶区域时，即可对监控中心及时进行报警提示。

技术实现方法是：

中心把相应的查车区域参数通过广播（小区消息）向所有网内车辆发送，移动终端接收到此指令后，判断是否处在此区域，如果是在此区域，就立刻向中心反馈当前的位置和状态信息。

（5）历史资料检索与历史轨迹回放：

可随时查询某辆车的位置回报记录、某段时间接收的车辆位置回报信息、某段时间监控中心的车辆调度记录等详细记录。

并可选定某辆车某时间段的位置记录进行轨迹回放，便于考核和管理。

（6）车辆档案管理：

数据库录有车辆及司机的详细资料，包括维修记录等，能自动提醒车辆及时检修；利于公司对车辆的管理。

（7）超速报警、超载报警处理：

为保障送配人员以及公司车辆的安全，要避免驾驶人员超速驾驶。

监控中心自动接受车辆的报警信号，在地图上将对该目标进行鲜明色彩及图标的突出显示并以声、光报警提醒值班员注意，同时在屏幕上显示该移动目标的用户卡片资料，如车辆编号、车牌号、车型、颜色及司机名等；具有报警确认、报警取消、遥控熄火、遥控恢复、分发报警、指定路线报警、超速报警、后车厢开报警、车门开报警等辅助决策功能。

（8）异常状态处理：

车辆异常状态的带车号列表显示。

异常状态包括：

紧急求助、服务申请、医疗服务申请、公交车辆故障报告、异常入侵等。

（9）紧急求助：

监控中心可以设置车辆的最高时速。

随着大配送后，随车人员的货物与现金的增加，要避免抢劫等意外情况。

在目标遇到突发事件以及偷窃等情况时，其向中心发回紧急求助信号，在地图上将对该目标进行鲜明色彩及图标的突出显示并以声、光报警提醒值班员注意，同时在屏幕上显示出该移动目标的用户卡片资料，它包括车辆编号、车牌号、车型、颜色、发动机号、使用分类、司机名、驾驶证号、所属单位、负责人、电话、车辆位置（X,Y坐标）、行驶速度、时间等信息，帮助值班员进行紧急处理。

软件能提供紧急求助受理记录窗，供值班员记录受理情况。

5.2　物流配送GIS功能实现

5.2.1　MapInfo应用

Maplnfo是美国MapInfo公司的产品[46-48]。

MapInfoProfessional是近两年来推出的主流地理信息系统产品，它吸取了传统GIS系统的精华，并借助于计算机技术的发展，及时地将GIS的概念从大中型计算机的专用工作站引入到普通PC机上，开创了一种崭新的地理信息系统模式，即桌面地理信息系统。

MapInfo的推出吸引了越来越多的用户。

该产品自90年代初进入我国后，在各行各业得到普遍的应用，并收到良好的应用效果。

图5-2MapInfo在物流配送系统的应用

Chart5-2MapInfologisticsdeliversthesysteminthethingtheapplication

MapInfo的主要开发过程有：

（1）输入。

在地理数据用于GIS之前，数据必须转换成适当的数字格式。

从图纸数据转换成计算机文件的过程叫做数字化。

对于大型的项目，现代GIS技术可以通过扫描技术来使这个过程全部自动化，对于较小的项目，需要手工数字化（使用数字化桌）。

目前，许多地理数据已经是GIS兼容的数据格式。

这些数据可以从数据提供商那里获得并直接装入GIS中。

（2）处理。

对于一个特殊的GIS项目来说，有可能需要将数据转换成或处理成某种形式以适应你的系统。

例如，地理信息适用于不同的比例尺（街道中心线文件的比例尺也许是1:

100,000；人口边界是1:

50,000）。

在这些信息被集成以前，必须转变成同一比例尺。

这可以是为了显示的目的而做的临时变换，也可以是为了分析所做的永久变换。

（3）管理。

对于小的GIS项目，把地理信息存储成简单的文件就足够了。

但是，当数据量很大而且数据用户数很多时，最好使用一个数据库管理系统（DBMS），来帮助存储、组织和管理数据。

一个数据库管理系统DBMS就是用来管理一个数据库

（4）查询和分析。

一旦你拥有一个包含你的地理信息的多功能的GIS系统，你可能开始提出向下面这样的一些简单问题：

两个地方之间的距离是多少？

工业用地的边界在哪里？

（5）可视化。

对于许多类型的地理操作，最终结果最好是以地图或图形来显示。

地图显示可以集成在报告、三维观察、照片图像和例如多媒体的其他输出中。

5.2.2　数据准备及处理

地理信息系统的数据来源（数据源）是指建立地理信息系统所需的各种类型数据的来源，可