| 标题 | 考虑实时路况下的商砼配送路径优化研究 |
| 范文 | 郭琪 韦金银 郭鹏祥 张硕 史彬
摘 ?要：本文从商砼配送特点出发，考虑到商砼配送属于两点之间的配送过程，以及配送过程要求较高的准时性，使用百度地图API获取行驶时间矩阵，在考虑实时路况的情况下，以时间最短为目标建立商砼配送路径优化模型，采用Dijkstra算法求解，求解的实例表明，优化出来的配送路径，可以有效地躲避拥挤路段从而降低配送时间，提高配送效率。 关键词：商砼配送;路径优化;实时路况;百度地图API 中图分类号：TP311 ? ? 文献标识码：A Abstract：Given the characteristics of commercial concrete distribution，considering that the distribution of commercial concrete belongs to the distribution process between two points，as well as the high punctuality required by the delivery process，Baidu map API is used to obtain the travel time matrix.In consideration of the real-time road conditions and the goal of the shortest time，the distribution route optimization model is established，and the Dijkstra algorithm is used to solve the problem.The example of the solution shows that the optimized distribution route can effectively avoid the crowded roads，thus reducing the delivery time and improving the distribution efficiency. Keywords：commercial concrete distribution;routing optimization;real-time road conditions;Baidu Map API 1 ? 引言（Introduction） 近几年随着我国城市化进程的不断推进，混凝土作为城市建筑的原料迅速增值，与此同时随着建筑行业的发展，以及商品混凝土政策的出台，混凝土行业迎来了发展的黄金时期，各种混凝土企业如雨后春笋般涌现，行业竞争日益加剧。目前整个混凝土行业缺乏科学的物流调度，还没有将互联网时代所带来的信息优势运用于配送过程中，导致信息流通不畅，供求双方不能及时掌握重要信息，例如砼车配送途中面临交通堵塞时新路线的规划。同时，道路交通的复杂化和多变化也是影响配送效率的关键因素。因此，车辆路径优化成为商砼配送的核心环节。 对于车辆路径优化国内外早已展开相关的研究。车辆路径优化问题（Vehicle Routing Problem，VRP）是由1959年国外的Dantzig和Ramser[1]最先提出的，为的是提高资源的利用率和配送效率。2012年，Glaydston[2]运用大邻域搜索算法（Large Neighborhood Search）求解VI冲问题，Taranrilis应用空间决策支持系统来解决车辆路径问题。2011年，王征等学者研究了带时间窗的车辆路径优化问题，提出了改进的变邻域搜索算法（VNS），该算法首先通过聚类分析把客户群指派分类，然后在对每个客户群采用VNS算法进行车辆路径优化，通过标准算例验证了算法的有效性[3];李金夫和庹先国（2016）等人研究了约束为成本最低、车辆利用率高等条件的整车物流的车辆路线优化问题，设计了贪心算法和遗传算法的混和算法求其模型最优解，并进行了仿真[4]。 基于商砼配送路径优化的研究大体为，2011年，武宁学者详细分析了混凝土配送现状、混凝土配送车辆调度研究现状，以及存在的问题，构建了以配送站为中心的混凝土生产厂配送车辆调度模型，应用模拟退火—粒子群算法优化求解，不仅保证了施工质量和进度，还极大提高混凝土生产企业的利润，实现了双赢[5]。2012年浙江大学的宋枭对车联网技术系统进行扩展，设计和实现了系统中的数据转发模块，构建模型并运用禁忌搜索算法使得工地等待混凝土原料的时间和配送车辆排隊等待时间最短，从而大大提高了配送效率[6]。 本文在现有的商砼配送路径优化的研究基础上，结合商砼运输特点，使用百度地图API获取行驶时间矩阵，在考虑实时路况的情况下，以时间最短为目标建立砼配送路径优化模型，采用Dijkstra算法求解。 2 ?问题分析与模型建立（Analyzing problems and? ? ? building models） 面对城市日益增长的商砼需求，以及复杂的道路交通环境，商砼配送逐渐成为企业运营中重要的一环，成为企业利润的重要来源。商砼配送具有三大特点。 2.1 ? 配送专业化程度高 商品混凝土与其他产品配送不同，其配送过程需要配置专有的商砼搅拌车，且商砼配送是企业与施工单位之间两个点之间的配送，卸料的过程中还需要泵车等其他专用工具。 2.2 ? 要求较高的准时性 由于商砼是一种暂时性的过渡产品，如果不能在规定的时间内完成配送，商砼便失原有价值成为废弃物，因此商砼对准时性有较高的要求，所以配送时间越短越好。 2.3 ? 配送范围的限制 由于商品混凝土具有较高的准时性要求，所以商砼配送的范围有一定的限制，配送距离不能太远。 通过比较以上结果，我们发现在一天内不同时间段进行实验，行驶时间矩阵表中的数据是不一样的，这是因为百度地图API是基于实时路况计算得出的，不同时间段，路况状态不同，所以得到的数据结果也不同，通过Dijkstra算法所得出的路径也是不一样的，所用的时间也不一样。 不同时间段内优化出来的路径各不相同，我们可以从交通状况的角度分析，8：00时处于早高峰阶段，道路交通状况差，交通处于拥堵状态，为了躲避拥挤路段，车辆会选择走路径较长但是相对时间最短的路径，12：00时处于中午时段，此时道路交通状况良好，此时选择走路径较短的路线，在车速一定的情况下时间最短，所以路径优化时得到的路径所需时间较8：00时短。 基于以上分析，以时间最短为优化目标建立数学模型，通过Dijkstra算法计算所得出的路径具有满足商砼配送要求较高的准时性的特点，且能较好地应用于实际商砼配送过程中。 5 ? 结论（Conclusion） 本文在对商砼配送路径优化问题的基础上，通过引入百度地图API，得到基于实时路况的选择的节点的行驶时间矩阵，我们以时间最短为目标建立商砼配送路径优化模型，采用Dijkstra算法求解，求解的实例表明，优化出来的配送路径，可以有效的降低配送时间，提高配送效率，减少企业的运输成本。 参考文献（References） [1] Danting G.B，Ramser J.H.The Truck Dispatching problem[J].Management Science，1959（6）：80-91. [2] Glaydston Mattos Ribera，Gilbert Laborite.An adaptive large neighborhood search heuristic for the cumulmive capacitated vehicle routing probem[J].Original Research Article Computers&Operations Research，2012，39（3）：728-735. [3] 王征，张俊，王旭坪.多车场带时间窗车辆路径问题的变邻域搜索算法[J].中国管理科学，2011，9（2）：99-109. [4] 李金夫，庹先国，刘勇，等.关于整车物流运输车辆路径优化设计的研究[J].计算机仿真，2016，3（4）：184-188. [5] 武宁.基于SA-PSO的预拌混凝土配送车辆调度优化研究[D].河北工程大学，2011. [6] 宋枭.基于车联网的混凝土车辆监控与调度系统[D].浙江大学，2012. [7] 百度地图开发平台.Direction API产品介绍[EB/OL].https：//lbsyun.baidu.com/index.php？title=webapi/direction-api-v2，2019-01-25. 作者简介： 郭 ?琪（1998-），男，本科生.研究领域：化学工程与工艺. 韦金银（1993-），男，硕士生.研究领域：过程系统工程. 郭鹏祥（1999-），男，本科生.研究领域：化学工程与工艺. 张 ?碩（1999-），男，本科生.研究领域：化学工程与工艺. 史 ?彬（1982-），男，博士，副教授.研究领域：过程系统工程.本文通讯作者. |
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