运输路径优化问题研究.docx

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运输路径优化问题研究

运输路径优化问题研究

毕业论文

海南新伟物流有限公司运输路径优化问题研究

姓名：

　　吴淑锻　　学号：

　　********　　班级：

　　10工商2　　专业：

工商管理所在系：

　　经济与管理系　　指导教师：

　　王秀丽

天津理工大学中环信息学院本科毕业论文选题审批表

届：

xx年11月29日系主任意见：

　　签字：

年月日注：

本表一式二份，一份附在毕业论文内，一份系内保存。

天津理工大学中环信息学院

本科毕业论文任务书

题目：

海南新伟物流有限公司运输路径优化问题

研究

姓名　　吴淑锻　　届　　xx年12月20日　　

一、毕业论文内容及要求

（【论文类】：

包括论文研究的内容，研究方法，预期达到的研究成果，

天津理工大学中环信息学院本科毕业论文开题报告

届：

2014届　　系别：

经济与管理系　　专业：

工商管理

毕业论文题目学生姓名指导教师吴淑锻王秀丽海南新伟物流有限公司运输路径优化问题研究学号职称********讲师（报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及

第一章绪论....................................................1

研究背景...........................................................1国内外发展现状.....................................................1研究意义...........................................................2论文结构...........................................................2

第二章运输路径优化的基本理论综述...............................3

运输合理化相关概念.................................................3

运输合理化的含义.............................................3不合理运输的表现形式.........................................4物流运输的模式.....................................................5车辆路线优化概述...................................................6运输方式及路径选择的影响因素分析...................................8

第三章海南新伟物流有限公司运输路径优化现状及存在的问题........10

海南新伟物流有限公司简介..........................................10海南新伟物流有限公司的基本运作流程................................11海南新伟物流有限公司运输路径存在的问题............................13

第四章海南新伟物流有限公司车辆运输路线优化...................15

运输路线线路优化方法..............................................15

节约里程法..................................................15对海南新伟物流有限公司进行分析..............................16新伟物流运输配送运输路径优化改进..................................19海南新伟物流有限公司运输路径优化建议..............................20

第五章总结展望...............................................21

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5.交叉运输

在运输线网比较密集的地方容易发生交叉运输。

但有些情况，货物交叉是于运输网络布局决定的，并且这种交叉可能不会引起多余的行驶里程。

大多数情况下，货物交叉是不合理的。

因为它造成多余的运输工作量。

6.违反水路合理分工，弃水走陆的运输

运输合理化也需要运输方式工具的合理分配规律，在结合水运、铁路及公路，仔细考虑最优方式才是合理的，完全单种方式运输不能发挥其它运输潜力。

它造成了陆路的过重负担，水运潜力未能得到充分发挥，影响了物资合理周转及造成人力、财力、物力的浪费。

7.无效运输

浪费不必要的物资货物运输及大量的运力是于物资货物含的杂质太多引起的运输叫做无效运输。

人为夸大了产品生产单位的成果，使消费者单位不能按质量地得到合理的使用价值，给国民经济造成很大损失。

　物流运输的模式

1.水路运输

水运运输运输速度最慢但也是与其它运输相比中最便宜廉价的运输了。

船舶是水路运输的运输工具也是最重要的运输方式。

而水运需要港口作为基地进行运输服务，在水域包括江、河、湖、泊还有海洋作为运输范围进行运输服务的方式。

水路运输载运能力大消耗低，相对单位计算成本比较低，续航强的优点。

但是自然环境条件对水运的影响很大，比如刮台风或者风暴会影响航运。

对水运运输的投资额过大，例如造船昂贵。

并且回收资金时间过长，可及性也很差。

虽然存在这些缺点，水运运输还是不少国家主要的重要的运输方式。

2.铁路运输

铁路列车是作为铁路运输货物的方式。

大数量的货物运输且长距离的货物运输如果在没有水路运输条件地区下，含概大部分的大批量运输货物还是依靠铁路运输来进行。

干线中起主要的运输作用的运输形式。

受天气自然条件限制比较小，运输的时间上比较准确准时。

运输送送的能力比较大，成本低。

缺点是初期的铁路建设等硬件设施投资高，营运的弹性较差，物损较高。

只能沿铁路运行机动性。

3.公路运输

公路运输作为陆路运输的基本方式，也是当今运输的最主要的方式中的一种。

公路有三种基本的运输形式直达、干线、短距离集散运输。

作为公路运输，最重要的特点是快速、灵活、直达、方便、运输载货能力小、货物损坏率低。

但公路运输缺点也同样不容小觑，运输的成本高，劳动生产率过低，运输安全性较差。

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4.航空运输

运用飞机或者别的空中飞行器等等航空器设是作为航空运输的表现形式之一。

当然空中运输的成本很高，所以一般情况下适合运载的货物是价值较高或者十分紧急的物资。

航空运输的特点是高速直达、安全性、经济特性良好、包装要求低、受气候条件限制、可达性差。

5.管道运输

管道运输是一种特殊的运输方式，跟别的运输方式差异性比较大，通过高压的气泵形成气流压力进行输送的方式，这种运输特点是运量大的前提下占地又少、周期又短、管道安全性特别高、然后连续性又强。

但是灵活性比较差，专用性比较强。

车辆路线优化概述

运输车辆路线问题

对运输配送的车辆进行路线路径的优化，本身来讲，目的就是解决运输配送车辆在路线上的问题。

怎样去减少空驶里程提高运输配送车辆的实际的装载能力和对运输配送车辆的利用率，进而增加运输配送经济的效益。

在这个问题上，首先根据已有的有关客户消费者对配送的需求、道路等情况，在这种了解的基础上所应该需要达到的目标需求，来对运输配送车辆选定或者设定最好的路线。

VRP可以这样子描述成：

车辆场所和客户在已知并且给定一定数目的前提下，满足需要的约束条件后，运输车辆经车辆管理场所开始出发，按顺序按安排对需要配送需求客户点进行有序的配送任务之后，返回之前指定的场所或者位置，在这样的基础上让配送在过程中总的运输费用最小[2]。

VRP示意图如图所示:

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142配送中心635表示客户表示设施表示运输的路线

图VRP示意图SchematicVRP

运输车辆路径优化目标

运输路径优化目标，目的是为了从车辆运输路径方面对物流运作中的优化，使得物流更加合理规范，提高企业服务质量，节约运输费用，增加企业的利润。

运输路径优化基本目标包括：

最小化总运输的成本，运输成本包括车辆的折旧费用，燃油费，司机工作酬劳。

最小化总的配送里程，也就是说让配送的车辆全部配送里程和起来的距离最少。

最小化在物流配送的车辆数，在进行着的同样的配送任务的前提下，尽量最少的配送车辆。

最大化对客户的服务水平，即对客户的服务水平进行量化，最大化服务水平。

最小化车辆空载运行的里程和最小化违约时间等等其他目标。

运输车辆路线优化问题分类

在运输车辆路径优化中通过能不能确定的因素来讲，会出现两种车辆路线优化情况：

随机型和确定型。

1.随机型的车辆路线优化

车辆路线优化，是于车辆路径优化中一些或者是部分的车辆随机不确定路段在行驶时间中遇到的因素问题。

再怎么样，随机型这类的运输配送的车辆也必须是先从运输配送的中心开始，出发和完成此次的任务，也就是配送，然后才回到配送中心。

对于客户或者消费者的需求一辆车多次配货，或者多辆车进行配货。

不管如何去配货，目的目标都是尽可能在运输车辆配送基础上使得总的配送时间期望及总费用最小最短。

2.确定型的运输车辆路线优化

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配送所提到所需要的因素根据客户或者消费者所想的所需的需求在每个路线路径的行驶时间、运输车辆数目、客户消费者已经确定的前提下，对配送路线的优化，目的在于使总费用小指的就是确定型的路线优化。

在这种前提要求下，需要满足:

车辆从运输配送中心出发，完成了配送任务，回到配送中心。

单个客户一辆车进行发送并且完成任务，单辆车只能对客户进行一次配送。

保证运输车辆的容量，在配送上总配送任务不能超过车辆标准载重量。

在费用最小的同时尽可能路程最短，时间最少。

确定型的车辆运输路线和随机型的车辆路线的不同如图所示：

图确定型和随机型的车辆运输路线

Deterministicandstochasticlinevehicletransportroutes

运输方式及路径选择的影响因素分析

运输方式和运输路径的选择是影响企业在运输中取得成功的关键之一，其中包括运输的费用，运输的时间，运输的质量与运输服务水平的高低。

如何使得物流运输合理化，而运输合理化的目的在于能够尽可能节约成本，减少运输时间，避免了不必要支出的浪费。

1.货物商品的性能及特征

货物商品的性能及特征在企业中来讲，对运输工具的选择上的影响甚广之一，也就是影响因素比重大。

大批量大宗的商品货物如：

能源类的煤炭以及生活必需品粮食进行运输时，适合利用水路进行运输；宝石等贵重商品及紧急需求物品选择航空进行运输；天然气、碎煤石及油浆等比较适合选择管道进行运输。

　　2.运输速度和运输的路程

运输配送途中运输时，所运送的货物商品或者其他资源就是公司企业仓储库存中占用了一部分资金的商品。

而运输上，速度路程的快慢与远近能够决定运输过程中运送时

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间多少。

批量大价值低运输距离长货物商品适宜选择水路或者铁路进行运输；批量小价值高运输距离长的货物商品适合选择航空运输；批量小距离较近的货物商品适合选择公路运输。

3.运输可得性

几种最常见的运输方式中，铁路、水路、航空等运输的可得性不如公路运输，因为他们的局限性比较大，有港口的城市或者有航空地点的城市才可得。

所以公路最可得，其次是铁路再到水路和航空等运输方式。

4.运输一致性

某一项运输多次运输或者是已经确定进行运输服务原来就制定的时间上，也就是运输需要花费的时间，在进行运输配送与以前或之前进行的运输配送需要的时间要保持它的一致性，这是反映出运输配送是否可靠性的依据。

缺乏一致性，那么容易出现工作中事发忽然的服务故障影响，需要仓储存货进行安全线的储备。

一致性对责任义务有关风险等各方需要承担的仓储存货的真实存在着影响。

5.运输可靠性

运输需要可靠，假设运输服务属性质量是一个大的集合体，运输可靠性也被包含于其中。

能否把运输一致性、可得性相互结合精确衡量，才可以从其中得出或者是否能够达到期待的也就是期望的服务目标。

企业需要的是在不断持续满足顾客期望和作出承诺改善。

运输质量做好，做到优质，着实比较困难。

需要的不仅仅是细细计划，认真培训，大力支持向好的方面改善，还需要更加全面的衡量。

根据企业的实际情况结合客户的需求进行理性的现实的运输服务，以避免轻易承诺，对企业信誉造成损害。

6.运输费用

企业在开展货物商品运输工作,肯定要支付出一定必须的物力、人力和财力，各种运输工具使用上都需要企业支付出一定费用。

根据企业的实际情况，在运输配送时肯定会受到本身公司的实际经济实力约束，在选择运输工具方式时会考虑进去，不会选择与自身不符合的运费高的运输工具方式。

也不能自己设立运输机构对货物商品进行运输工作。

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天津理工大学中环信息学院xx年打造，已经有比较成熟的管理模式，公司对物流运输路径的优化已经有较相当的成果，货物的运输配送服务，拥有自己的独特管理模式。

但在运输路径优化方面还有许多不到位的地方，主要有以下这些方面。

1.运输配送中海南地区和广东地区经常发生对流运输

发生对流运输时，指的是相同类别的能够拿来互相替代的货物物品发生相向的运输。

对流运输有两种形式，一种是明显能够看出来的运输另一种是比较隐蔽的运输。

而公司配送中心发生了明显的对流运输，如一方面把广东地区的物资运往海南地区而另一方面又把海南地区的同样物资运往广东地区，产生这种情况大都是因为货主所属地区的不同以及企业不同所造成的。

2.运输配送中海南新伟配送中心因公司管理问题经常迂回运输

没有从最短的路线而绕道进行的运输叫做迂回运输。

这就是有近路不去走而去走远路，不合理运输最常见的现象。

而公司就存在着这样的问题。

3.配送中心与车辆运输途中信息的实时传递与交流不够完善

海南新伟物流有限公司车辆运输配送途中经常出现信息传递不及时，只有到目的地才能收到信息，而在其间发生的订单变更或者天气原因等等其他的状况不能及时妥善处理。

4.出现了更加便捷的新公路等运输线路，而公司还是按照原来的运输体系进行运输海南地区新修了多条交通线路，如海文高速，海口绕城高速。

而公司的路径优化体系还是按照原来的线路进行配送作业服务。

并没有涉及新交通线路的使用。

如图所示：

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图新交通线路图Newtrafficroutemap

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第四章海南新伟物流有限公司车辆运输路线优化

运输路线线路优化方法

节约里程法

1.节约里程法基本思想

节约里程法是知名的启发式算法[3]，用来解决运输配送车辆等数目不确定的问题。

节约算法和节约法也是节约里程法的另一种称呼，节约里程法的运用是以配送中心运输情况和配送中心去到每个用户以及每个用户间距离来制定方案，使得总的运输车辆运输的载货吨数和运输公里数最小的配送方案。

另外还得去满足如下条件：

所有用户需要要求；不能使得任何得一辆车发生超载；用户收到货物时间上的要求；每一辆车每天的运行总时间或者行驶的里程不能超过规定要求的上限。

2.节约里程法应用的步骤

节约里程法应用步骤的基本思路如图，假设A为运输配送中心，B以及C为需要的配送点（客户），A到B或到C的距离分别是a、b。

c为B和C两配送点之间距离。

现在，可以看出送货方案可以为两种，第一种是A向B向C分别进行送货服务，第二种是A向B向C一起送货。

根据这两种方案，做出对比。

方案A—B—A—C—A为第一种配送路线方案，计算配送距离是:

L1=2a+2b；方案A—B—C—A为第二种配送路线方案，L2=a+b+c是计算配送距离。

根据三角形几何性质分析，方案的配送路线优于方案

（1）的配送路线，节约的里程量为S,S=a+b-c。

如图所示：

BcCBcCbaabA

图节约里程法理解图

A

Savingmileagemethodtounderstandchart

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3.节约里程法在运输配送路线优化中应用的步骤

在节约里程法的思路分析上，运用到关于配送的网络上时，以合理的车辆调度，选择线路最短，不超过车辆标准载重尽可能多载重，最优化的节约运输配送时间和里程。

步骤如下所示:

通过狄克斯特拉（Dijkstra）算法用来计算最短路径，在每个配送点之间计算。

然后开始节约里程法应用计算，计算配送中心分别到两配送地点路径最短的那条路线之和来减去它两之间配送地点最短距离。

分析整理节约的里程，然后按数值大到数值小降序，进行排序。

得到最初的值，也就是解。

最后根据运输配送中心要求、车辆的情况、客户需求、客户所在地等等需要满足的条件，接着根据前面所求出的路径最短来为配送地点直达配送，分析得到需要的车辆、行驶里程进行配送的数据。

配送方案优化，合并回路，获得多个优化方案。

查看里程排序表，找出i，j这两个产生配送节约里程点，判断i，j连接的回路，是否存在可能合并性。

假如一个回路以（p，i）开始，一个回路以（j，p）结束，并且满足需求量和车载量等等约束的条件，说明该回路可合并。

继续以下合并操作：

对这两个回路部分路径（i，p）、（p，j）进行删掉，引入（i，j）这个新的连接，得到（p，?

，i，j?

，p）新回路。

反复上述的操作过程，直至找不到能够和并的回路。

得到优化的配送方案。

用同样的方式反复之前合并过程，进而得到多个解决的优化方案，得出的优化方案进行详细的分析，在比较后得出最终的最好的优化方案。

对海南新伟物流有限公司进行分析

海南新伟物流有限公司主要在公路中从事货物运输的民营企业。

它是在高速公路上或者是国家公路为基础依托，根据客户需求，发展建成了以深圳、广州、湛江、三亚、海口、陵水、琼海等地为中枢的信息化货运网络，公司拥有约1500余辆长途运输车，城市内1200辆配送货车，其它可调配的车辆300多台，公司为客户本着以科学的现代化的优质的运营管理提供运输配送服务。

本公司海口物流配送中心配送点的位置如下图所示，配送图中各点相距的距离数值单位均以公里计。

公司运输配送任务中，运输配送中心海口点向需要货物的配送支点进行运输配送服务。

配送任务中配送中心使用5吨和2吨的货车，运输车辆充分。

以下是公司运输配送点：

澄迈支点、琼海支点、琼中支点、儋州支点、临高支点，图中距离以公里为单位计，各支点的需求量分别为吨、吨、吨、吨、吨、吨、吨。

对于本次配送中现有的配送方案如图，图所示:

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图配送支点位置图Distributionpivotlocationmap

A120H（临高）601004090G9040706060E（琼中）50C50D40120BF（白沙）

图配送支点配送路线图

Deliveryfulcrumdeliveryroadmap

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1.海南新伟物流公司原先运输配送计划

海南新伟物流有限公司此次运输配送中安排的配送方案为配送中心A点向其余各个配送点分别送货，需要2吨的车辆3辆，5吨的车辆4辆，总共的配送里程是1720公里。

2.根据运输配送现状运用节约里程法进行计算分析

（1）首先第一步根据运输配送中心与配送支点的实际情况进行分析，然后对通过各节点间的最短距离进行分析（单位:

公里），得出各节点的最短距离表如表所示：

表各节点间最短距离

TableDeliveryfulcrumdeliveryroadmap

BCDEFGH

A60100120160150150120

B40901009090100

C506070110140

D50110150190

E60100140

F4080

G40

（2）对各节点的节约里程进行计算（单位:

公里），如表所示：

表各节点约里程表

TableOdometersavingsbetweennodes

CDEFGH

B1209012012012080

C17020018014080

D23016012050

18

E250210140

F260190

G230

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（3）参照表，按节约里程数值大小从大到小排列节约里程数（单位:

公里）如下表所示：

表节约里程排序表

TableSavingMileagesorttable序号1234567891011

连接F--GE--FD--EG--HE--GC--EF--HC--FC--DD--FC--G节约260250230230210200190180170160140序号12131415161718192021连接E--HB--CB--EB--FB--GD--GB--DB--HC--HD--H节约14012012012012012090808050　　（4）运输配送方案初始确定，配送中心A点按照最短的路径分别向配送支点进行运输配送服务，算出需要载重量为5吨的车辆4辆，还需要载重量为2吨的车辆3辆，算出总共需要1720公里配送里程。

（5）对回路进行合并，进行配送优化方案的确定。

参照表节约里程排序表，从F点连接到G点，需载重5吨的车辆要1辆，涉及到载重的限制，其他配送支点不能纳入，构成A—B—F—G—B—A的回路，此回路节约里程260公里；从D点连接到E点，构成A—B—C—E—D—A回路，需载重5吨的车辆要1辆，此回路节约里程230公里；从B点连接到C点，构成A—B—C—B—A回路，需载重为5吨的车辆要1辆，节约里程120公里；H进行单独的配送，需载重为2吨的车辆要1辆，节约里程0公里。

综上，共需2吨车辆1辆，5吨车辆3辆，共节约里程610公里。

（6）再次进行优化，优化方案同理以上步骤，先连接E点到F点，计算出实际需要载重为2吨车辆要1辆，载重为5吨车辆要3辆，总共节约了650公里里程。

新伟物流运输配送运输路径优化改进

优化后的方案选择，同理以上步骤，计算出多组优化方案，从中可以看出最大的节约里程为650公里。

因而确定运输配送方案最终路线方案为以下三条:

第一条路线为:

A—B—C—E—F—B—A，里程节约了250公里；第二条路线为:

A—B—G—H—A，里程节约了230公里；第三条路线为:

A—B—C—D—A，里程节约170公里。

共节约里程650公里