考虑货物特性的多车型商超配送车辆路径优化模型及算法

魏杰; 曹菁菁; 张抒扬

交通信息与安全 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (3) : 100 -111+127.

魏杰, 曹菁菁, 张抒扬

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摘要

为解决商超配送业务中因多货物特性和道路限行政策导致的车辆路径规划方案优化程度不足、货物特性与运输车型匹配精准度欠佳及配送成本高的问题，研究了考虑货物特性的多车型带时间窗车辆路径问题。考虑了货物对车型的特殊要求、道路限行、运输过程中车辆油耗变化等因素，引入货物特性参数并融合货物特性与配送车辆车型的匹配关系约束，构建该问题的整数规划模型。为求解该问题，对免疫遗传算法改进，设计基于货物和时间窗的路径分割和车型选择的解编码策略；结合变邻域下降思想，引入多种变异算子提高算法局部搜索能力；加入次优解保留机制，提高种群多样性。以北京市某物流公司商超配送计划优化为例，利用提出的改进免疫遗传算法进行求解；与改进的混合粒子群优化算法、遗传算法和免疫遗传算法对比，成本分别降低了2.24%、3.03%和4.82%，所用车辆数分别减少1、1和2；当算例规模扩大后，本文提出的算法得到的配送方案的配送成本相较于对比算法分别降低0.35%、15.99%和16.14%，所用车辆数分别减少1、3和2。对变异算子组合进行分析，实验发现：引入的3-opt算子和move算子能够提升算法性能，且不同的算子组合能呈现出不同的效果，因此在实际应用中，需要根据企业的实际需求选定变异算子的组合。