整车物流调度的优化方案及算法研究

摘 要 优化整车物流系统配送网络可降低成本，对整车物流调度问题进行了全面的考虑，建立起多目标规划模型，并给出了货车调度安排方案。在文章的最后对模型的适用范围做出了推广，在实际应用中有较大的参考价值。

关键词 整车物流 内点法 阶段性检验优化模型

中图分类号： TP391 文献标识码：A

1问题及解决方案

国内某家物流公司的主要业务是从分布在全国的M个主机厂，将N种品牌商品小汽车调运到全国多个城市。小汽车的业务费为 1，运输途中因部分车位空闲而产生的空载运输成本为 2，油耗动力成本为和过路费用为 3。建立数学模型考虑从某个主机厂调度货车来完成运输订单。物流公司允许将不同订单用同一货车运输，但是不允许将同一订单拆分用不同货车运输；一个运力货车运单的目的地城市的数量不超过R，问如何安排货车，可以保证在完成运输任务的基础上运输成本最低。

1.1问题研究的条件假设

问题假设如下：（1）假设从起运点出发的货车仅从起运点驶往起运点对应订单的目的城市。（2）若货车在中途转运其他城市的订单，该订单为汽车在没有转运的情况下，下一站本来就要卸货的城市。（3）如果货车将汽车转运到第个城市后小汽车全部卸完，则可以这些货车可以用来运送该城市接受的其他城市的订单。

1.2模型的建立

在此种条件下，首先考虑总的运输成本的构成，包括业务费，空载成本，油耗成本和过路费。其中业务费的数学表达式为W1=，

空载成本：W2=

油耗成本和过路费可以表示为：W3=

式中： 1表示运输商品的小汽车的单位业务费， 2表示货车运输途中因部分车位空闲而产生的单位空载运输成本，表示货车运输的单位油耗成本和过路费。Pijk表示以城市i为起运地的第k辆货车装有运往城市j的小汽车数量dij，Xijkt表示两城市间的距离，Xijkt表示若从t城市出发的第k个货车会从第i个需要送货的城市驶往第j需要送货的个城市且在这两个城市之间没有卸货，则值为1否则为0。

Eijk表示城市i为起运地的第k辆货车装有运往城市j卸货后的空载量。

由此可得到数学模型如下：

目标函数：

约束条件：

货车的最大运输小汽车数量约束：Pijk≤Vik，Eijk≥0

货车是否投入运输约束：

第k辆车在运送过程中空载数量：

同一辆车可以运往的城市数量约束：

不允许将同一订单拆分约束：

1.3求解算法

考虑到该问题为非线性规划问题，本文提出了基于内点法的求解算法。

考虑问题：

D0={X|gi（X）>0，i=1，2……m}≠ ， （X，r（k））=f（X）+r（k）

求解的具体算法步骤如下：

Step1：给定允许误差 >0，取r1>0，0< <1；取 =0.5，r1=1， =0.5；

Step2：求出约束集合D的一个内点X0∈D0，令k=1，；

Step3：以Xk-1∈D0为初始点，求解min（X，rk），其中X0∈D0的最优解，设为Xk=X（rk）∈D0；

Step4：检验是否满足|-r1ngi（Xk）|≤ 或|rk|≤ ，满足，停止迭代，而且有X*≈Xk，否则取rk+1= ·rk，令k=k+1，返回step3.

2应用实例

请为某物流公司设计一套物流运输优化系统，以提高物流运输效率、优化运营成本。本题目不考虑小客车类型的差异，在运输过程中产生的主要运输成本包括可以查阅资料。建立数学模型考虑从某个主机厂调度货车来完成运输订单，如何安排货车，可以保证在完成运输任务的基础上运输成本最低。并根据附件中的数据来验证模型，并根据你的结果给出运单方案。一个运力货车运单的目的地城市的不超过3个。

在分析题目所给的条件和问题后，结合题目所给的数据和本文所给的内点算法，运用计算机编程，得到了较优的物流调度安排方案。计算得总运输成本为637214.4元，其中空载成本为5993.4元，业务费、油耗成本和过路费之和为631221元。

3结束语

对于本整车物流调度系统问题，本文建立起了关于单一起运地的整车调度优化模型，并设计了基于内点法的算法模型进行求解，在实际整车物流调度中具有很强的参考意义。

参考文献

[1] 胡运权.运筹学（第三版）[M].清华大学出版社，2005.

[2] 陈新庄，郭强，范昌胜.多车场满载车辆路径优化算法[J].计算机工程与设计，2008.

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