城乡配送体系下多商品同时取送货两阶段车辆路径问题研究

摘要

为推动城市工业品和农村农产品双向流动，基于城乡配送体系下县-乡-村三级物流网络的实际运营特征调研分析，考虑多商品和同时取送货的两阶段车辆路径问题。建立两阶段以车辆路径成本和固定派车成本之和最小为优化目标的混合整数规划模型，基于问题特性的分析提出有效不等式以提高模型性能，设计简便高效启发式算法以求解大规模问题，并借鉴河南省焦作市和鹤壁市的县-乡-村物流数据模拟生成27组不同规模的算例对模型、有效不等式和启发式算法的有效性及求解效果进行验证分析。实验结果表明：1)建立的模型有效，在1 h内可对小规模算例求得最优解；2)提出的有效不等式可帮助模型获得更多最优解或高质量问题的上下界；3)提出的启发式算法可快速对小规模算例获得近似最优解、大规模算例获得满意解；4)随着算例规模(乡镇物流中心数目、村落物流中心数目、商品种类数目)的增加，问题求解难度急剧增加；5)将大、小型货车的装载容量分别扩大50%,运输成本明显降低，通过合理配置车型来优化运输装载和运输路径决策，进而可有效降低运输成本。研究成果不仅将对两阶段车辆路径问题的现有理论进行了有益拓展，而且还可为城乡配送提供决策支持，进而助力乡村振兴。

关键词

城乡配送 / 两阶段 / 车辆路径 / 同时取送货 / 多商品 / 混合整数规划 / 有效不等式 / 启发式算法