论文总字数：19139字

目 录

1. 引言 1

1.1 研究背景与研究意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

2.相关理论 3

1.2 研究现状 3

1.2.1 国外研究现状 3

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 本文内容安排 3

1.4 本文创新点 4

2.相关理论 4

2.1 第三方物流 4

2.1.1 第三方物流企业的概念 4

2.1.2 我国第三方物流企业运输存在的问题 4

2.1.3 物流企业运输优化的意义 5

2.2 运输路径优化的基本方法 6

2.2.1 精确算法 6

2.2.2 启发式算法 7

2.2.3 路径优化方法的选择 7

3.C.W 节约算法 8

3.1 C.W节约算法的概述 8

3.2 C.W节约算法的基本规定 8

3.3 C.W节约算法的典型例题 8

4.案例分析 10

4.1 案例概况 10

4.1.1 大达物流六合派送中心简介 10

4.1.2 中心日常派送工作 10

4.1.3 送货环节特点及要求 11

4.2 派送环节路径优化方案设计 11

4.2.1 模型原理及步骤 11

4.2.2 C-W节约算法实现路径优化的具体应用 12

4.2.3 线路优化比较效果 13

5.总结与展望 14

5.1 总结 14

5.2 展望 14

参考文献 14

C.W节约算法在第三方物流运输路径优化中的应用

邓海洋

，China

Abstract: China's logistics industry is in a period of rapid development, a large number of logistics enterprises came into being, which there is a large number of small and medium-sized third-party logistics enterprises, due to small capital, small scale, lack of technology, these enterprises are inevitable in operation The existence of these problems, transport routing optimization problem is one of the outstanding issues. This paper chooses to use C.W saving algorithm as the method of path optimization, which is based on the algorithm and the characteristics of the research subject to decide. In a variety of algorithms, the savings algorithm is more flexible and simple, suitable for smaller logistics enterprises for transport path optimization, and most of the current logistics enterprises in China are smaller, so the choice of the algorithm to study is necessary, there are A certain practical significance. In this paper, the saving algorithm is introduced in detail, and the practical application of the algorithm is demonstrated with examples. It verifies the feasibility of the algorithm to the small and medium - sized logistics enterprises in the third - party logistics.

Key words: C.W saving algorithm； TPL； Path optimization

引言

1.1 研究背景与研究意义

1.1.1 研究背景

随着市场竞争的日益激烈，作为“第三利润源泉”的物流，愈发受到大众的关注，世界各国都在大力扶持物流产业的发展，进一步挖掘物流领域的潜力。改革开放来，我国的经济得到了高速发展，在物流领域也取得很大成绩，尤其是在电子商务快速发展的今天，物流发展更加迅猛，已经成为我国社会经济的重要组成部分。在国家层面，政府对于物流产业十分重视，专门发布了关于物流产业的调整与规划报告，同时加大了对物流产业的扶持力度；另外中国作为一个快速发展中的大国，物流产业的前景显然是非常广阔的，还有很大的市场开发潜力。物流业的发展过程中同样也伴随着诸多问题，其中最突出的就是物流成本居高不下。有相关数据显示，全国社会物流总费用与GDP的比率为18.0%^[1]，这远远高于过国外发达国家的平均水平，现阶段我国物流市场开发的程度还不够，总体规模也比较小。除此之外，我国第三方物流企业规模度比较小，缺少相应的管理人才和管理经验，企业的科技水平也较低。

物流系统是由运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工和信息处理子系统构成，而运输是物流系统功能的核心，是物流活动的重要环节之一，更是物流合理化的关键^[2]。不管物流发展到何种地步，最终产品和原材料都要靠运输来实现它们的空间位移，运输把生产者和消费者紧密地联系起来，所以运输在整个物流活动中的地位和作用都非常重要。而且从全国社会物流总费用的构成来看，在我国运输费用仍然是其最主要的组成部分，占比达到52.5%^[1]。我国第三方物流企业近些年来发展迅速，但占据主体地位的还是规模众多的中小型物流企业。这些企业在运作模式上还没有脱离传统落后的方式，特别是在运输环节上，还有很多不合理的地方。比如在车辆路径优化和配送路线的设计方面等。总的来说，运输方面存在的问题对我国物流行业的整体发展有着很大的影响，因此，实现运输的合理化是很有必要的。

一方面是我国中小物流企业在运输方面存在着诸多问题，主要是缺乏先进的管理经验和技术，调度系统不健全，大部分物流企业单凭经验来进行车辆的一个运输调度，运输路线也没有明确的一个系统的规划；另一方面，实现运输的合理化是物流行业急需进一步解决的问题，这其中运输路线的规划和优化是重中之重。所以，针对我国众多中小型第三方物流企业的运输特点和实际需求，我们为了实现运输的合理化，进行运输路线和配送方面的优化设计，对于提高我国物流企业的效率和效益，促进我国物流企业的整体发展都具有重要意义，这同样也是提出本课题研究的背景。

1.1.2 研究意义

第三方物流简单的说就是专门从事物流活动的公司，其专业化程度高，是现代物流发展的方向之一。和国外发达国家相比，现阶段我国物流发展还比较落后，这其中最重要的原因就是我国的物流成本一直较高。在我国很多行业都没有一个合理高效的物流运作模式，假如大规模地采用第三方物流的形式，这显然可以大大降低我国的总体物流成本。显然在我国物流运输这一块，我们需要摸索和改进的地方还有很多。二是物流运输对经济社会的发展和人民群众的生产生活有着十分重要的作用，甚至可以它说是国民经济的基础。小到柴米油盐从工厂到商店的运输，以及生产企业原材料、产品的运输，大到国家对灾区海量的物资运输调配活动，我们的生活和社会的方方面面都离不开物流运输活动。三是物流运输作为整个物流系统的核心，也就是说物流运输的合理化水平决定着整个物流系统的合理化水平。而运输车辆和路线的调度优化是作为实现物流运输的关键一环，能有效地帮助物流企业降低成本，提升企业运作效率，提高客户满意指数。所以物流企业应该把握机遇，引进科学的技术和理念来对企业运输管理进行升级改造，提高效率降低成本，更好的为顾客服务，以便提高物流企业在行业内的竞争力。本课题研究的意义如下：

（1）路径优化调度问题作为运输合理化的核心问题^[3]，同样也是我国大部分第三方物流企业在运输环节遇到的一个普遍问题。为了解决这方面的问题，我们在对其进行广泛深入的研究之后，从复杂多变的问题中找到一般规律，构建起相应的理论模型，并且积极寻找决解问题的途径和方法。在物流管理和交通运输管理等学科中，对照原有的运输组织优化相关理论，我们可以将这些研究成果和理论进一步深入完善。在社会日新月异的今天，现代物流的发展也有一些新要求，这就要求我们在运输组织管理这块也要时刻适应时代发展的需要。选择第三方物流运输优化作为研究对象，这对于我国中小型物流企业提高物流运输管理的水平，降低运输运营成本，具有非常重要的理论意义。

（2）我国的物流发展很快，但目前主要以中小型物流企业居多，这些企业受到一系列因素的限制，科技水平都有待高，信息化建设方面不足。就从企业的运输管理方面来说，在一个小型的物流企业中，也许其覆盖的范围仅仅只有一个城市，在运输货物的时候可能只是靠司机自己来把握路线安排，具有很大的随意性。如果是一些大型的物流集团企业，就不会如此随意，要在大量的调查之后，制定出一个科学合理的运输优化方案。本文主要研究的是中小型的第三方物流企业的运输优化问题，选择的是C.W节约算法。在各类算法中C.W节约算法更简单灵活，容易得到你满意解，尤其适用于运输配送规模较小的中小型物流企业使用。利用该算法得到的运输优化方案来代替企业传统的靠经验组织货物运输，对于企业的发展会有很大的帮助，对于解决我国中小型物流企业的运输优化问题具有一定的现实意义。

（3）江苏百城大达物流六合派送中心是一个典型的小型物流运输配送点，在运输方面也存在者一些问题，比如每日的货物派送并没有考虑到路线和车辆的一个统筹安排，造成了车辆运力的浪费。结合这个实际例子，运用C.W节约算法，在对派送中心和客户的两者之间的通盘考虑之后，来对派送车辆和路线做一个优化设计，制定出合理的运输优化方案。在选用优化过的方案后，得到了更好的效果，验证了算法在该类型企业应用上的可行性。运用C.W节约算法来优化派送中心的运输组织调度，不但提高了派送中心的效益，也进一步提高了派送中心的运输效率，对于同类型的企业具有一定的借鉴意义。

2.相关理论

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究现状

车辆路径问题 VRP(Vehicle Routing Problem)，也被叫做运输车辆调度问题,最早是由 Damtzig 和 Ransert 在1959年提出来的^[4]。在这之后，陆续有各领域的学者对VRP进行了一系列的研究，通过查阅大量的资料，本文把国外在VRP方面的研究情况做了一个大概的归纳总结。在1962年,美国数学家 Quendt 提出简单的 VRP 模型，在模型中运用集分割法来对可行域进行选择优化^[5]；在1964年，Clarke 同Wright 一起提出了C.W 节约算法，这是一种经典的启发式算法，不但求解速度快，还使用方便，获得满意解较容易^[6]；在1969 年， Tillmant 在考虑时间约束的基础上，提出了一种用于解决不确定需求车辆路径问题的算法^[7]；在1974 年，Gillent 与Miller 提出了扫描启发式算法，但是这种算法在求解效果上明显的的缺陷，所以实用性不强^[8]；在1986 年，Laporte 和 Mercure 提出了分支定界法,这种算法因为在求解过程中无法规避指数爆炸的影响，所以不适用于大规模的车辆路径优化问题^[9]；在1991年， R obuste和Heragu，尝试了运用模拟退火法、禁忌搜索法等方法来求解VRP中的双向运输路径优化问题，重点研究的是运输量对双向物流里路径优化选择的影响^[10]；在2013年，Jia 等为了解决 VRP 解的大小随即问题，获得一个稳定解，尝试利用混合局部搜索方法引入到禁忌搜索法里，这一方法提高了求解效率^[11]。

1.2.2 国内研究现状

李大卫、王莉等人在一般的VRP上，考虑到时间因素的约束，提出了改进近距离搜索启发式算法[18]；基于运输数量不确定的情况，有一些学者想到了运用混合算法来求解，比如吕新军、韩兵等将禁忌搜索法与2-opt 法结起来，对VRP进行求解，得到了满意解^[12]；还有对于遗传算法的早熟收敛问题，许国平、叶效锋尝试将模拟退火算法与遗传算法相结合，改进了算法，并证明了其方法在求解 VRP的可行性^[13]；陈宝文等人在需求不确定的条件下，改进了蚁群算法，然后再通过实际需求来分析选择路径^[14]；在旅行商问题上，冯国莉等人使用 Hopfield 神经网络算法，人为地改变约束因素，得到了好的求解效果^[15]；针对传统的求解方法的缺陷和考虑到一些物流企业运输环节的复杂性，王亚晴、覃运梅等人扩圈法的求解方法^[16]。蹇洁等提出了基于云模型理论及遗传算法的求解方法，这种方法能有效提高求解速度^[17] ；李珍萍等在设计VRP的最小目标函数时，加入了公路的最大流量限制因素，通过贪婪思想设计出的算法来求解VRP^[18]。

1.3 本文内容安排

第一章：引言。阐述了选题的研究背景和研究意义以及介绍了国内外对路径优化方面的研究现状。

第二章：相关理论论述。本章首先介绍了我国第三方物流的现状，分析了我国第三方物流运输方面存在的问题以及指出进行优化的意义所在；还有就是列举了一些基本的优化方法并做了相关介绍，在一番比较后，结合课题实际说明了本文选择C.W 节约算法的原因。

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