论文总字数：36370字

摘 要

我国城市化建设和交通运输的高速发展，以及日益激烈的行业竞争不断加重着企业的物流压力。近年来，国内外不断涌现出关于物流运输路径优化的理论算法研究，这些研究有助于帮助企业有效降低物流成本并提高服务水平，同时也可以为社会节约运输资源，从而为创建低碳经济型社会做出贡献。

本课题主要是以选取太原市新华书店配送中心的运输情况为研究背景,进行运输路径优化的研究。全文首先了解了我国目前城市化发展下的具体城市规划及所选取的物流配送中心所在城市的交通情况、城市规划等情况，了解当前状况下企业物流配送存在的问题。然后通过实地调研了解太原新华书店配送中心的运输现状，结合实际网点分布和路况，运用C-W节约算法提出对其整体运输路径优化的方案，并结合实际交通状况利用LINGO建模进行最终运输路径方案的调整，得到运输的最优路径方案；而后在该优化结果的基础上运用最近插入法，对新增网点情况下的运输路径进行优化和分析，得到新增网点时的运输路径。最后对得出的两部分优化结果运用Flexsim进行仿真，模拟优化后的运输状况，并对其选取的“整车运输”的运输模式所存在的问题提出改进建议。

关键词： 连锁书店, 路径优化, C-W节约算法, 最近插入法， Flexsim仿真

A CHAIN BOOKSTORE DISTRIBUTION CENTER PATH OPTIMIZATION RESEARCH

ABSTRACT

The rapid development of city construction and transportation, and the increasingly competition aggravate constantly the pressure of enterprises’ logistics. In recent years, many algorithm theory researches for logistics path optimization were emerged both in domestic and abroad. These studies will help enterprises to reduce logistics cost and enhance service level. Meanwhile, it could save transport resources for our society, so as to make contribution to creating a low carbon economy society.

This study mainly selects Xinhua chain bookstore distribution center in Taiyuan as the research background. First of all, get aware of the city planning under China’s current urbanization development and the traffic and the planning of the city where the selected distribution center located in, and the problems of the enterprises’ distribution under the current situation. Then research and get a preliminary cognition of the transport situation of Taiyuan Xinhua distribution center. And combined with the actual distribution network, the road conditions, and the actual traffic feasibility analysis, using C-W saving algorithm to propose a program for the overall optimization of the transport path, and using LINGO to adjust and get the ultimate optimal path. After that, on the basis of the optimization results using Narest Inserted Method to further optimization to solve the new network into transprot path.Finally, establish two simulations of the optimization results to analog the transport paths by using Flexsim, and put forward suggestions of the selected transport modes.

Key words: chain bookstore, path optimization, C-W saving algorithm, the nearest insertion method, Flexsim simulation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 我国图书物流发展及现状 2

1.3 国内外运输路径优化的相关研究 3

1.4 主要研究内容 5

第二章 运输路径优化的相关理论 8

2.1 运输路径优化的相关概念 8

2.2 VRP数学模型及求解方法 10

第三章 太原新华书店配送概况 15

3.1 新华书店背景及简介 15

3.2 太原新华书店物流配送中心概况 15

3.3 新华书店网点分布 18

第四章 太原新华书店运输路径优化 20

4.1 运输问题分析及描述 20

4.2 整体运输路径规划 22

4.3 新增网点的运输路径规划 34

4.4 优化路径的仿真分析 36

第五章 总结与展望 43

致谢 45

参考文献 46

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

近年来，我国许多企业在物流规划方面存在资源资本浪费、运输效率低等现象，使得物流成本居高不下。而随着城市交通的发展，复杂且变化的交通体系和城市规划，以及私家车、运输车辆数量的与日递增，都在不断加重企业在物流运输方面的成本压力。

国内外关于运输路径优化的理论研究不断涌现，并且获得了许多具有标志性意义的路径优化的求解算法，逐渐形成了不同理论体系，但是结合不同方法并运用于实例中的研究仍然跟不上现代物流发展变化的速度。不同的路径优化理论研究适用于的不同的实际问题。针对一个具体的实际案例，寻找其适合的路径优化算法以及怎样将适合的理论方法通过适当调整后结合到实际的情况中，是解决实际案例的的首要问题。其次，从实际情况着手，将实际问题进行理论化地描述，不仅可以排除对解决问题不重要的干扰因素，还可以使实际问题更加明确地表现出来，这对进一步地分析问题和运用路径优化算法解决问题都有十分重要的意义。

另一方面，我国高速的城市化发展要求城市不断进行着规划和调整：新旧城区的变化，建筑物的变迁和建立，使得城市高楼林立，也对运输路径产生了新的挑战；道路的扩建或改造，使得城市内公路的承载量和路径走向都发生了变化；高架桥、地下通道等形式的通路的出现，使得城市交通逐渐便利的同时，也使城市交通运输体系愈加复杂。这些变化增加了运输实体企业在实际操作中对运输路径、运输成本及运输效率进行控制的难度。针对路径优化的实际问题，合适的解决方案不仅可以解决和改善企业当前运营现状，还可以使企业在以后的经营过程中面临同类的问题时得到借鉴的依据，从而快速有效地改善新问题，甚至进一步提高运营效率。

城市化的发展、交通的日新月异及物联网的飞速发展，对于传统行业物流产生了巨大的挑战。本课题以传统图书物流为研究方向，选取太原市新华书店配送中心作为研究对象，了解其配送模式及其网点分布情况，结合所在城市的交通现状，通过研究探讨该配送中心的运输路径情况，运用现有的路径优化理论，提出对该配送中心运输路径优化的研究方案，从而为企业面临运输路径的问题提供相关理论参考。

1.2 我国图书物流发展及现状

1.2.1 我国图书物流发展背景

图书物流是指图书从需求到供给的整个供应链上的所有物流活动，包括运输、存储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送及信息处理等环节^[1]。图书物流是整个图书发行过程中的重要环节，是保障图书顺利、完整、高效运输的重要工作，图书物流成本在整个图书发行成本中同样占有不小比重。

20世纪80、90年代，我国出版业步入新的成长阶段，社会的稳定和人们文化需求的迅猛增加，使我国图书出版、销售情况有了明显的增长，图书的纯销售量自1982年的53.99亿增长至1994年的62.24亿^[2]，而这一时期图书的物流形式也较为单一，主要以新华书店为主、其他民营书店为辅，开展“图书发行网”的较为简单、传统的图书物流配送模式。到20世纪末至21世纪，随着图书市场的进一步开放，强化了图书的“产、供、销”供应链模式，而与此同时，图书销售市场也逐渐进入买方市场阶段，由于市场需求的不确定以及多渠道发行带来的竞争压力，不少实体书店开始大幅度削减库存量，并寻求减少物流环节的成本。自我国正式加入WTO开始，我国图书出版业开始步入改革转型阶段，“多渠道、多品种、纸质销量走低以及电子阅读量增长”成为图书销售市场的主要特征，图书发行机构网点数量由2002年的71824个增至2008年的161256个^[2]，其中社会售书点数量增长了近两倍，而由于电子图书、电商图书等新形式图书的迅速发展，O2O等新兴形式发展开来，除自营物流以外，第三方图书物流也逐渐成为连接线上线下图书销售的主要桥梁。

1.2.2 我国图书物流存在的问题

随着城市交通的不断变化及传统销售渠道所带来的居高不下的成本压力，传统的图书书店销售也开始面临新的物流战略挑战。目前我国图书物流领域中主要有以下几方面问题。

（1）图书物流的规模与其供应需求仍不匹配，物流设施利用率低，业务流程中存在重复作业的现象^[3]，配送成本高。

从整体来看，我国图书行业仍处于较小规模经营，尚未形成物流网络，各种物流基础设施利用不协调，设备闲置和设施急需现象同存，另一方面，图书物流标准化、自动化以及信息化程度仍处于比较低的水平，图书经营企业之间的信息交换不顺畅，在图书流通过程中导致了重复的信息采集、录入、识别等现象。从图书企业自身来看，自建物流虽提高企业信息和自动化程度，但难以与不确定的需求相匹配，同时也难以与上下游企业相匹配，造成业务上的重复操作及信息流通不畅。物流设施的不完善、信息化和自动化程度低、物流网络规模的不健全，导致了图书物流配送环节成本的高居不下。

（2）现代图书物流理念尚不成熟，相关法规和标准还未健全^[4]。

现代图书物流的理念不同于传统的图书储运，需要根据实际需求，结合先进的科技技术和管理理念，但目前图书物流理念在图书企业中仍没有得到高度重视。此外，我国图书物流的相关法规和标准仍不完善，图书市场中物流环节的标准化和规范化程度仍然不高。

（3）图书物流行业中高素质物流人才不足。

我国物流行业缺乏高素质人才，在图书物流领域也是如此。专业的高素质人才能够为图书物流领域带来先进的管理理念、技术和方法，广纳贤才也能促进提高行业整体的竞争优势。

1.3 国内外运输路径优化的相关研究

运输车辆的配送路径优化问题是近年来物流领域中的重要研究部分。近些年来，国内外关于车辆路径优化问题的研究不断涌出，并且已取得许多具有标志性意义的研究成果。研究实际中的运输路径优化问题，是面向实际区域内流体、载体、流向、流量、流程、流速等运输要素在时间或空间范围上发生变化的研究。由于实际情况中涉及车辆路径调度的因素众多，因而研究车辆路径优化的问题需要考虑的影响因素也非常多。Bodin(1983)等人经多年研究，结合实际将车辆运输路径问题中的主要影响因素归纳如下表1所示^[5]。

表1-1 影响车辆运输路径的主要因素

结合不同研究对象的特定情况，根据上述因素选择适合的约束条件，可以快速有效地定义研究问题。而随着资源的竞争和顾客体验的升级，降低成本和提高服务质量已经成为所有企业进行决策的目的，因而上述“成本”和“目标”因素已成为当前多数路径优化研究的主要目标。对于其它不同方面的研究内容，目前物流领域对于路径优化问题已经取得了许多优秀的数学算法，例如禁忌搜索算法、模拟退火算法、遗传算法、蚁群算法、粒子群优化模拟方法等。这些经典的理论算法经过适当地转换和结合被应用于实际的路径优化问题中，同时也得到了非常显著的成果。

在可行车队、车辆出发点、作业方面，Eugen Sopot和Irina Gribkovskaia(2014)^[6]研究了含拣货和交付的单一场站运输多样商品的路径问题，提出了可描述非哈密顿路径的启发式算法，并且证明了该算法在中等规模问题的情况下的解决速度优于Cplex，以及在大规模路径问题情况下，其解的质量要优于禁忌搜索算法。

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