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篇（1）

中圖分類號：TP301.6

物流業的發展已成為國民經濟的一個新的增長點，科學合理的物流業是經濟可持續發展的重要部分，其發展程度已經成為衡量一個國家現代化程度和綜合國力的重要標志之一，被喻為促進經濟增長的“第三利潤源泉”。在物流配送活動中，主要是把一批貨物從配送中心運送到一個或多個非固定客戶的接貨處。通常配送中心與客戶之間有多條運輸路線可以選擇。如果配送中心不進行運輸路線的合理規劃，往往會出現不合理的運輸現象，如迂回運輸、重復運輸等。不合理運輸會造成運輸成本上升。因此確定合理的配送路線，從而使運輸成本降低的同時又使服務水平得到改善是物流配送管理工作的一項重要內容。

本論文是筆者在湖北某軟件公司實習期間，參與的一個物資綜合管理系統，其中有一個模塊是關于車輛調配和物流運輸的，然后在此基礎上實現基于Dijkstra算法并對其進行優化的物流配送最短路徑選擇算法。通過實驗發現，不僅節約了物流成本，而且提高了運輸的效率。

1 Dijkstra算法介紹

1.1 Dijkstra算法思想及步驟

Dijkstra算法用于計算一個源節點到所有其他節點的最短代價路徑，它是按路徑長度遞增的次序來產生最短路徑的算法。該算法的輸入包含一個有權重的有向圖G以及G中的一個頂點s，用V表示G中所有頂點的集合，S表示已求得最短路徑的值頂點，w（u，v）表示從頂點u到頂點v的權重（設定權重均為非負值），（u，v）表示從頂點u到頂點v有路徑相連，d（v）表示從頂點s到頂點v的最小權重。步驟如下：

（1）初始時，集合S只包含頂點s，s的路徑長度值被賦為0（即d（s）=0），選擇頂點m，若存在能直接到達的邊（s，m），則d（m）=min{w（s，m）}，并將頂點m加入集合S，對于所（1）Dijkstra算法的效率與頂點數N密切相關。

（2）在存儲圖形數據和運算時，需要定義N*N的數組，其中N為網絡的結點數，當網絡的結點數較大時，將占用大量的計算機內存。

（3）當從未標記節點集合（V-S）選定下一個頂點m作中間節點后，在更新最短路徑的過程中，需要掃描所有的未標記節點并進行比較更新。而未標記節點集合（V-S）中往往包含大量與中間點m不直接相連的節點，即Cost[j，k]=∞。因而很多操作無效而導致執行效率降低。

2 Dijkstra算法優化

2.1 數據存儲的優化

通常在一個城市交通圖模擬出來的網絡圖中，存在很多頂點（物流運輸的地點）和邊（道路），而且錯綜復雜，但真正與某一頂點相關的邊和頂點是有限的。以鄰接矩陣或關聯矩陣為基礎的算法中，存在著很多權值為∞的元素，這些無效的元素占用了大量的計算機內存。如果在表示網絡結構圖的關系時，只是記錄與某一頂點相關的邊和頂點，這樣就可以減少很多無效的權值為∞的頂點，從而起到節約內存的作用。具體步驟如下：

（1）依據最大相鄰頂點數的概念，計算出網絡圖中的最大相鄰頂點數m；

（2）根據網絡圖構造鄰接矩陣。以網絡圖中的頂點為行，以該頂點相鄰的點為列，矩陣的行數為網絡圖中的實際頂點數，列數為網絡圖中的最大相鄰頂點數m，改鄰接矩陣中的值為與行頂點相連的頂點值。如果該頂點的相鄰頂點數少于最大相鄰頂點數m，則用0代替。

（3）根據網絡圖構造判斷矩陣。對照上一步構造出來的鄰接矩陣，用鄰接矩陣里的各個元素對應邊號的權值代替同一位置的頂點值就構成了判斷矩陣；

（4）然后根據鄰接矩陣和判斷矩陣求網絡圖上某一頂點到其他頂點間的最短路徑。

2.2 算法思路的優化

傳統的Dijkstra算法能求出網絡圖中的最短路徑，但是在頂點和邊很多的情況下，該算法需要遍歷很多節點，而且很多是無效的頂點，所以執行效率比較低。其主要表現在：更新新加入的頂點m到集合V―S中所有頂點的最短路徑時，需要大量比較d[m] + w[m，v]和d[v]的大小，而此時很多頂點并不與m相鄰（即w[m，v]=∞），這樣就增加了額外的運算量。由于Dijkstra算法是計算從起點到某一頂點的最短路徑，我們也可以將其表述為計算從某一頂點到起點的最短路徑。因此求最短路徑問題可以分解兩個子問題，即計算由起點到終點的最短路徑和由終點到起點的最短路徑，這樣就大大降低了求解最短路徑問題的復雜度。

傳統 Dijkstra算法在提取最短路徑節點時需要遍歷所有的在集合V―S中的頂點，并更新最短路徑值，所以算法的實踐復雜度為O（N2）。而本文改進的算法將此問題分解為兩個子問題進行求解，而且符合并行處理思想。這樣對執行速度有了較大的提高，特別是對于網絡圖中頂點數和邊較多的情況下。

3 結束語

在物流配送中，合理的配送路線規劃不僅能夠及時地滿足客戶的需求，而且可以節約配送中心的運輸成本，所以求出最短配送路徑算法的效率具有重要的作用。本文結合配送路線規劃的實際情況，選擇Dijkstra算法作為物流配送路線規劃的核心算法，并對它的不足提出了優化方法，在數據存儲和算法思路兩個方面進行了優化，使優化后的算法能夠提高配送路線規劃的效率。最后經實驗證明，優化后的Dijkstra算法不僅節約了物流成本，而且提高了運輸效率。

參考文獻：

[1]嚴蔚敏，吳偉明.數據結構[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2]李臣波.一種基于Dijkstra的最短路徑算法[J].哈爾濱理工大學學報，2008.

篇（2）

1 引 言

目前如何降低物流供應鏈的成本已成為企業關注的領域，市場上許多物流信息系統就是為了讓企業對物流管理更加有序，從而提高物流供應鏈的效益。物流運輸系統作為物流供應鏈的一個重要模塊主要解決的是企業車輛安排及運輸規劃問題，降低整個運輸過程的成本，目前流行的智能運輸系統ITS的核心是應用現代通信、信息、網絡、控制、電子等技術，建立一個高效運輸系統。運輸系統與真實道路情況密不可分，Google提供的地圖接口能夠提供現實中車輛運輸的基礎數據及強大的地圖處理功能，從而讓運輸系統的車輛規劃系統更加符合實際情況。

2 物流運輸系統

根據美國物流管理協會給出的最新物流定義，物流是供應鏈運作的一部分，是以滿足客戶需求為目的，對貨物、服務和相關信息在產出地和消費地之間，實現高效且經濟地正向和反向的流動和存儲所進行的計劃、執行和控制的過程。概括來說，物流是指物品從供應地到接收地之間的流動，包括運輸、儲存、搬運、包裝等物流活動，其中運輸能實現物品在空間或時間上的轉移，雖然不產生新的物質產品，但卻是物流過程中最主要的增值活動，因此物流運輸系統最重要的功能是提供優化的運輸方案。目前物流運輸系統一般包含以下幾個方面：交通信息服務系統、交通管理系統、車輛控制系統、營運貨車管理系統、電子收費系統、緊急救援系統等。現代化物流運輸系統涉及多方面的因素，如運輸路徑的優化道路的規劃、運輸車輛的實時監控與調度、運輸服務質量的提升等，這些因素都與地理信息密切相關。因此有必要將地理信息技術引入到物流運輸系統中，從而有助于在物流運輸過程中合理利用資源并提高運輸效率。

3 Google地圖接口

3.1 Google地圖接口介紹

2005年6月，Google了用于二次開發的開放式地圖服務應用程序接口，Google地圖接口，至今已經發展到了第2版，Google地圖接口是谷歌公司對外開發的供程序員編程調用的接口，目前主要有以下幾種調用接口：JavaScript、Flash、JSON等。其中JavaScript接口是專門提供給網頁編程人員進行調用，適用于不同的程序語言環境。Google地圖接口具有以下特點：①操作簡便，可提供標準的地圖控制圖層，能夠實現地圖移動縮放等基本操作，同時還支持鼠標拖曳和滾輪滾動進行地圖操作；②實時響應，更新數據無須刷新頁面；③開發成本低，目前Google地圖接口為免費資源，只要申請一個Key就能使用全部Google地圖接口的地圖資源和服務；④不定期數據更新，Google會不定期進行地圖資源更新，用戶可以同步享受到最新地圖信息。

3.2 Google地圖接口功能

Google地圖接口提供的功能如下：

（1)通過客戶提供的詳細地址，確定客戶的地理位置，或者通過經緯度查詢客戶詳細地址。

（2)在地圖上用圖標顯示不同類型客戶的地理位置。

（3)精確計算往返任意兩個位置之間的行車距離和地圖路線。

（4) 提供強大的地圖處理功能及事件觸發效果，例如地圖圖層處理、縮放移動等。

本文研究的幾個重要Google地圖接口功能及相關調用代碼如下表所示：

4 Google地圖接口應用實例

4.1 Google地圖圖標

Google地圖接口提供了圖層的功能，可以在Google地圖上標記不同客戶類型的圖標。在物流運輸系統中，圖標能夠讓系統使用者直觀地了解物流中心和客戶之間在地圖上的方位信息，能夠使物流相關人員直觀地估算出物流中心大致位置、客戶密度等信息，本章所有應用實例都是以廢舊家電回收運輸為例進行說明，調用接口的addOverlay()方法，在廢舊家電回收系統中具體應用的結果如圖1所示，其中綠色圖標代表回收中心，橘色圖標代表街道(居委會)，連線代表回收中心和街道(居委會)對應的回收關系。

圖1 實例的圖標顯示

4.2 行車距離矩陣計算

車輛運輸規劃問題(VRP)，要解決的是如何從物流中心(回收中心)規劃車輛，派送(回收)客戶的物品，該問題的目標一般是所派的車輛最少、車輛行走的總距離最短等。無論采用什么求解模型，都需要計算出客戶點集合與物流中心中任意兩個位置之間的距離，最終得到距離矩陣。大多數文獻采用的都是根據兩位置之間的經緯度，得到的距離矩陣是兩位置之間的直線距離。但是在真實道路情況下，任意兩位置之間的距離不是直線，Google地圖接口提供了兩位置之間實際行車路線及距離的計算功能。

實例中測試的回收中心為長寧流動站，待回收的4個街道(居委會)分別為華陽路街道辦事處、虹橋街道辦事處、天山街道辦事處、仙霞街道辦事處。通過程序循環調用接口的gdir.load()方法，可以自動獲得圖2的實際行車距離矩陣。

4.3 行車路線規劃

物流運輸模型可以計算出完成運輸過程所需的車輛數以及各個車輛依次經過客戶點的順序。此外，Google地圖提供了一個強大的功能，即只要輸入多個位置點，就可以得出詳細的車輛行走路線。以4.2節中的長寧流動站和對應的街道為例，車輛路徑模型得到的結果為：需要1輛載重為5噸的車。該車的路線為：長寧流動站(回收中心)天山街道辦事處華陽路街道辦事處仙霞街道辦事處虹橋街道辦事處長寧流動站(回收中心)。調用接口的directions.loadFromWaypoints(arr)方法，即可得到詳細行車路線。本文僅截取從長寧流動站(地址為上海市安順路)到天山街道辦事處(地址為上海市長寧區遵義路185號)的行車路線，其他路段與圖3類似。

5 結 論

Google地圖接口提供了許多功能，將地圖功能引用到物流運輸系統中，一方面能夠讓模型結果更加直觀，另一方面能夠讓模型的基礎數據更加符合真實道路情況。隨著人們對GIS的重視，越來越多的Google地圖接口功能將會被開發和應用，進而提高企業的物流運輸環節的效率。

參考文獻：

［1］黃衛，陳里得.智能運輸系統(ITS) 概論［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［2］李勇建.供應鏈上的新元素——企業逆向物流管理實踐［M］.北京:人民交通出版社，2003.

篇（3）

［中圖分類號］F253.4 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-6432（2011）6-0013-02

1 引 言

目前如何降低物流供應鏈的成本已成為企業關注的領域,市場上許多物流信息系統就是為了讓企業對物流管理更加有序,從而提高物流供應鏈的效益。物流運輸系統作為物流供應鏈的一個重要模塊主要解決的是企業車輛安排及運輸規劃問題,降低整個運輸過程的成本,目前流行的智能運輸系統ITS的核心是應用現代通信、信息、網絡、控制、電子等技術,建立一個高效運輸系統。運輸系統與真實道路情況密不可分,Google提供的地圖接口能夠提供現實中車輛運輸的基礎數據及強大的地圖處理功能,從而讓運輸系統的車輛規劃系統更加符合實際情況。

2 物流運輸系統

根據美國物流管理協會給出的最新物流定義,物流是供應鏈運作的一部分,是以滿足客戶需求為目的,對貨物、服務和相關信息在產出地和消費地之間,實現高效且經濟地正向和反向的流動和存儲所進行的計劃、執行和控制的過程。概括來說,物流是指物品從供應地到接收地之間的流動,包括運輸、儲存、搬運、包裝等物流活動,其中運輸能實現物品在空間或時間上的轉移,雖然不產生新的物質產品,但卻是物流過程中最主要的增值活動,因此物流運輸系統最重要的功能是提供優化的運輸方案。目前物流運輸系統一般包含以下幾個方面：交通信息服務系統、交通管理系統、車輛控制系統、營運貨車管理系統、電子收費系統、緊急救援系統等。現代化物流運輸系統涉及多方面的因素,如運輸路徑的優化道路的規劃、運輸車輛的實時監控與調度、運輸服務質量的提升等,這些因素都與地理信息密切相關。因此有必要將地理信息技術引入到物流運輸系統中,從而有助于在物流運輸過程中合理利用資源并提高運輸效率。

3 Google地圖接口

3.1 Google地圖接口介紹

2005年6月,Google了用于二次開發的開放式地圖服務應用程序接口,Google地圖接口,至今已經發展到了第2版,Google地圖接口是谷歌公司對外開發的供程序員編程調用的接口,目前主要有以下幾種調用接口：JavaScript、Flash、JSON等。其中JavaScript接口是專門提供給網頁編程人員進行調用,適用于不同的程序語言環境。Google地圖接口具有以下特點：①操作簡便,可提供標準的地圖控制圖層,能夠實現地圖移動縮放等基本操作,同時還支持鼠標拖曳和滾輪滾動進行地圖操作；②實時響應,更新數據無須刷新頁面；③開發成本低,目前Google地圖接口為免費資源,只要申請一個Key就能使用全部Google地圖接口的地圖資源和服務；④不定期數據更新,Google會不定期進行地圖資源更新,用戶可以同步享受到最新地圖信息。

3.2 Google地圖接口功能

Google地圖接口提供的功能如下：

（1)通過客戶提供的詳細地址,確定客戶的地理位置,或者通過經緯度查詢客戶詳細地址。

（2)在地圖上用圖標顯示不同類型客戶的地理位置。

（3)精確計算往返任意兩個位置之間的行車距離和地圖路線。

（4) 提供強大的地圖處理功能及事件觸發效果,例如地圖圖層處理、縮放移動等。

本文研究的幾個重要Google地圖接口功能及相關調用代碼如下表所示：

4 Google地圖接口應用實例

4.1 Google地圖圖標

Google地圖接口提供了圖層的功能,可以在Google地圖上標記不同客戶類型的圖標。在物流運輸系統中,圖標能夠讓系統使用者直觀地了解物流中心和客戶之間在地圖上的方位信息,能夠使物流相關人員直觀地估算出物流中心大致位置、客戶密度等信息,本章所有應用實例都是以廢舊家電回收運輸為例進行說明,調用接口的addOverlay()方法,在廢舊家電回收系統中具體應用的結果如圖1所示,其中綠色圖標代表回收中心,橘色圖標代表街道(居委會),連線代表回收中心和街道(居委會)對應的回收關系。

圖1 實例的圖標顯示

4.2 行車距離矩陣計算

車輛運輸規劃問題(VRP),要解決的是如何從物流中心(回收中心)規劃車輛,派送(回收)客戶的物品,該問題的目標一般是所派的車輛最少、車輛行走的總距離最短等。無論采用什么求解模型,都需要計算出客戶點集合與物流中心中任意兩個位置之間的距離,最終得到距離矩陣。大多數文獻采用的都是根據兩位置之間的經緯度,得到的距離矩陣是兩位置之間的直線距離。但是在真實道路情況下,任意兩位置之間的距離不是直線,Google地圖接口提供了兩位置之間實際行車路線及距離的計算功能。

實例中測試的回收中心為長寧流動站,待回收的4個街道(居委會)分別為華陽路街道辦事處、虹橋街道辦事處、天山街道辦事處、仙霞街道辦事處。通過程序循環調用接口的gdir.load()方法,可以自動獲得圖2的實際行車距離矩陣。

4.3 行車路線規劃

物流運輸模型可以計算出完成運輸過程所需的車輛數以及各個車輛依次經過客戶點的順序。此外,Google地圖提供了一個強大的功能,即只要輸入多個位置點,就可以得出詳細的車輛行走路線。以4.2節中的長寧流動站和對應的街道為例,車輛路徑模型得到的結果為：需要1輛載重為5噸的車。該車的路線為：長寧流動站(回收中心)天山街道辦事處華陽路街道辦事處仙霞街道辦事處虹橋街道辦事處長寧流動站(回收中心)。調用接口的directions.loadFromWaypoints(arr)方法,即可得到詳細行車路線。本文僅截取從長寧流動站(地址為上海市安順路)到天山街道辦事處(地址為上海市長寧區遵義路185號)的行車路線,其他路段與圖3類似。

5 結 論

Google地圖接口提供了許多功能,將地圖功能引用到物流運輸系統中,一方面能夠讓模型結果更加直觀,另一方面能夠讓模型的基礎數據更加符合真實道路情況。隨著人們對GIS的重視,越來越多的Google地圖接口功能將會被開發和應用,進而提高企業的物流運輸環節的效率。

參考文獻：

［1］黃衛,陳里得.智能運輸系統(ITS) 概論［M］.北京:人民交通出版社,1999.

［2］李勇建.供應鏈上的新元素――企業逆向物流管理實踐［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［3］周立新,劉琨.智能物流運輸系統［J］.上海：同濟大學學報,2002(30):829-832.

篇（4）

1.全球定位系統簡介及定位的基本方法

全球衛星定位系統GPS是美軍70年代初在“子午儀衛星導航定位”技術上發展而起的具有全球性、全能性（陸地、海洋、航空與航天）、全天候性優勢的導航定位、定時、測速系統。GPS由三大子系統構成：空間衛星系統、地面監控系統、用戶接收系統。GPS定位采用空間被動式測量原理，即在測站上安置GPS用戶接收系統，以各種可能的方式接收GPS衛星系統發送的各類信號，由計算機求解站星關系和測站的三維坐標。 由對GPS信號觀測量的不同，GPS定位的基本方法有以下幾種形式：偽距測量、載波相位測量、多普勒測量、衛星射電干涉測量。為了精密定位，一臺GPS接收機往往不是單純采用一種測量方式，而是以某種方式為主，并輔以其他方法。目前，全球定位系統已廣泛應用于軍事和民用等眾多領域中。GPS技術按待定點的狀態分為靜態定位和動態定位兩大類。靜態定位是指待定點的位置在觀測過程中固定不變的，如GPS在大地測量中的應用。動態定位是指待定點在運動載體上，在觀測過程中是變化的，如GPS在船舶導航中的應用。靜態相對定位的精度一般在幾毫米幾厘米范圍內，動態相對定位的精度一般在幾厘米到幾米范圍內。對GPS信號的處理從時間上劃分為實時處理及后處理。實時處理就是一邊接收衛星信號一邊進行計算，獲得目前所處的位置、速度及時間等信息；后處理是指把衛星信號記錄在一定的介質上，回到室內統一進行數據處理。一般來說，靜態定位用戶多采用后處理，動態定位用戶采用實時處理或后處理。

2.GPS在交通運輸中的應用

三維導航是GPS的首要功能，飛機、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導航接收器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。

GPS導航是由GPS接收機接收GPS衛星信號（三顆以上），求出該點的經緯度坐標、速度、時間等信息。為提高汽車導航定位精度，通常采用差分GPS技術。當汽車行駛到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物而與捕獲不到GPS衛星信號時，系統可自動導入自律導航系統，此時由車速傳感器檢測出汽車的行進速度，通過微處理單元的數據處理，從速度和時間中直接算出前進的距離，陀螺傳感器直接檢測出前進的方向，陀螺儀還能自動存儲各種數據，即使在更換輪胎暫時停車時，系統也可以重新設定。

由GPS衛星導航和自律導航所測到的汽車位置坐標數據、前進的方向都與實際行駛的路線軌跡存在一定誤差，為修正這兩者的誤差，與地圖上的路線統一，需采用地圖匹配技術，加一個地圖匹配電路，對汽車行駛的路線與電子地圖上道路誤差進行實時相關匹配作自動修正，此時地圖匹配電路是通過微處理單元的整理程序進行快速處理，得到汽車在電子地圖上的正確位置，以指示出正確行駛路線。CD-ROM用于存儲道路數據等信息，LCD顯示器用于顯示導航的相關信息。

GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡及計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能，這些功能包括：

（1）車輛跟蹤。利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。

（2）提供出行路線規劃和導航。提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要輔助功能，它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地，由計算機軟件按要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等的計算。人工線路設計是由駕駛者根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等，自動建立線路庫。線路規劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。

（3）信息查詢。為用戶提供主要物標，如旅游景點、賓館、醫院等數據庫，用戶能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時，監測中心可以利用監測控制臺對區域內的任意目標所在位置進行查詢，車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。

（4）話務指揮。指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況，對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。

（5）緊急援助。通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控臺的電子地圖顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，并以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。GPS技術在汽車導航和交通管理工程中的研究與應用目前在中國剛剛起步，而國外在這方面的研究早已開始并已取得了一定的成果。近些年來國外研制了各種用于車輛誘導的系統，其中車輛位置的實時確定以往主要依據慣性測量系統以及車輪傳感器，隨著GPS的發展和所顯示出的優越性，有取代前兩種方法的趨勢。用于城市車輛誘導的GPS定位一般是在城市中設立一個基準站，車載GPS實時接收基準站發射的信息，經過差分處理便可計算出實時位置，把目前所處位置與所要到達的目標在道路網中進行優化計算，便可在道路電子地圖上顯示出到達目標的最優化路線，為公安、消防、搶修、急救等車輛服務。

3.GPS在交通運輸中可能出現的弊端

由于GPS系統的完善還需要一個相當長的周期，在現實生活中時常出現過分依賴而產生的不良后果，如2012年11月8日凌晨，滬寧高速連接線衛崗隧道附近，王某駕駛一輛面包車蹊蹺失控撞上護欄造成側翻。幸運的是，雖然車損很嚴重，車內一家三口并未受傷。滬寧高速大隊民警調查后得知，這起事故竟是導航惹的禍。“有時導航也不能盲信。”，更有甚者在導航的帶領下，把汽車直接開進大海。我們在利用其優勢的的同時，對其存在的一些弊端要統籌兼顧，使其優勢達到最大化。

全球定位系統GPS是近年來開發的最具有開創意義的高新技術之一，其全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用，必將對縣域交通事業的發展注入新的生機與活力。 [科]

篇（5）

【關鍵詞】石油運輸；運輸路線選擇 ；路線優化； 運輸系統

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

面對高油價時代的到來，成本劇增的物流運輸企業如何應對挑戰？運輸公司的做法是：發揮專業化管理優勢，優化運輸路線。全面開展運輸效率提速工作；強化經營管理，在降本減耗上下功夫，抵御高物流成本經營風險。

一、運輸路線規劃

（一）運輸車輛路線安排問題

運輸車輛路線安排問題（VehicleRoutingProblemsVRP）是指運輸車輛從一個或者多個設施到多個地理上分散的客戶點，優化設計一套貨物流動的運輸路線，同時要滿足一些列的約束條件。該問題的前提條件是設施位置、客戶點位置和道路情況已知，由此確定一套車輛運輸路線，以滿足目標函數（通常，VRP的目標函數是總費用最少）。實際上，VRP是按如下假設定義最少費用問題的：

（1）所有車輛路線均起始并終止于設施點。

（2）每個客戶只能接受一個設施的貨物。

（3）滿足其他一些約束條件。

（二）定位―配給問題

定位-配給 問題可解釋為：依據客戶點的地理分布與貨物分配關系，確定出某一地理范圍內設施的數量和位置。

二、石油配送路線優化

（一）運輸車輛安排

城市間石油運輸主要是靠油罐車來運輸，屬于危險品運輸，一般是在半夜凌晨車輛較少的時候進行運輸的，因此一般可以不用考慮交通堵塞的情況，可以用最短路徑發來進行運輸路線地安排車輛運輸。

（二）發展公路交通運輸的措施

1.加強市場監管

良好的時常運營需要一個規范化的市場監制，才能創造一個有序的運輸市場氛圍。（1）嚴格的市場管理機制能加速市場的運作，整體清算以及規范運輸業的收費制度和內容，加強實施運輸專項治理。（2）根據“先易后難，分步實施”的基準，有計劃地處理運力超過運量的主要因素。（3）實施多元經營管理機制，開展運輸市場多種準入操作模式，研究科學的熱線、主干線和客運線路經營權招投標，經過市場運作構建公開、良好的市場運輸環境。

2.提升運輸行業的生產力

實施多元化籌資的經營模式，積極鼓勵各種結構組織以及個體經營商戶投資建設客貨運場地，完善運輸場地的基礎設施。與此同時做出合理的客貨運場地規劃，明確選址以及建設工作，滿足更多人的需求，促進運輸市場生產力的進步。

3.調整運輸市場構架

加強運輸市場結構調整，擴大公路運輸市場規模。于單位結構組織按照治理機制著手，將“精、專、新、特”作為全新的規劃趨勢，積極鼓勵社會群體投身于運輸行業，提高我們就業率。于運輸結構組織需加大開展超長線路、高速快客推行集團化。危險貨物、跨區線路、站場經營、現代物流實現公司化，而維修、檢測、駕校、線路等管理經營鼓勵其呈多元化發展。于運力結構中，國道主干線客運、高速公路需以高級客車為主要發展點；城鄉客運以普通客車或者中級客車為主。

4.加強隊伍建設

根據“設權應法定、有權必有責、用權受監督、侵權須賠償”的基準，健全行政執法檢查制，保證執法人員于開展行政處罰、行政許可以及監督監測時，根據法定范圍、權限、程序處理，建立良好的執法榜樣。

三、公路運輸的發展方向

自從我國加入世貿組織以及成功舉辦世貿組織后，社會經濟不斷向前，物流行業也隨之發展，公路于運輸行業中發揮著極其重要的作用。所以公路交通運輸的發展更需要方便、快捷、安全的運輸目標，同時其有著較好的發展趨勢和前景。

1.與物流結合更加緊密

物流行業屬于現代化發展的一種全新模式，其經濟運營模式已成為當今世界不可或缺的重要內容。公路運輸與物流相結合，不但滿足了市場經濟的發展要求，更加適應了現代化發展進程，同時也給予了我國運輸行業更大的市場機遇以及挑戰。因此，公路交通運輸單位需加強物流水平服務，不斷提升自我競爭力。

2.科學化和規模化發展

由于市場格局的不斷變化，同時公路交通運輸行業也出現了更為科學和良性的轉變，由過往的運輸模式“走得了”轉變為“走得好”。此外，隨著社會經濟的發展，公路建設不斷增加，公路交通運輸的基礎設施建設也得到較大的投資，高速公路的發展以及管理的完善，有利于客運和貨運的發展。科學化和規模化的管理，將之能適應社會經濟的大環境，提高公路的通達作用以及改善運輸條件，因此，規模化發展和集約化經營已為當今我國公路交通運輸的重要發展方向。

3.運輸系統智能化

我國許多行業應該實現信息技術管理，而智能化運輸管理系統將成為今后公路運輸的發展趨勢。智能化公路運輸系統不但能提升公路交通運輸安全服務，而且能降低交通堵塞。同時，提升公路交通網的通行作用，能減少汽車對環境造成的污染，進而提升汽車運輸效率以及經濟效益和社會效益。

四、加快物流運輸發展的對策

1、發展現代物流業并不僅是提高道路水路運輸企業組織化、信息化程度，改變經營主題多、小、散、弱現狀的直接途徑，也是加強行業監督、營造統一規范、競爭有序、充滿活力的運輸市場最有效的抓手。

2、打破傳統的運輸管理體系，發展綜合運輸體系。打破現行條塊分割的運輸管理體制，統一協調各種運輸方式，整合現有物流資源，實施高質量、全方位、一體化的綜合物流運輸體系。綜合運輸體系具有發展運輸的大生產規模效益優勢，具有運輸競爭力價格優勢、廣泛的物流服務能力和專業經驗，既能提供批量貨物的一體化服務方案，又能提供特殊貨物的個性化服務方案。在綜合運輸體系中，各種聯運體系是其中水平較高的方式，聯運方式充分利用面向社會的各種運輸系統，通過協議完成一票到底的運輸。

3.運輸決策不當。現在很多企業對運輸作為“第三方利潤源”的錯誤認識和受“大而全，小而全”傳統思想的影響，很多生產和商業企業備有自己的車隊，不愿將采購、銷售、運輸交由外部處理，自己承擔物流運輸，運輸的不合理現象經常發生。運輸工具、運輸線路選擇不當，運力不高等，導致運輸成本增加。

4、要提高道路運輸企業的集約化、規模化經營水平，提高運輸生產的組織化程度，提高企業的競爭能力和運輸效率，必須通過市場機制來優化運輸資源的配置，利用高速公路的潛能發揮道路運輸的經營優勢。實踐表明，推廣節點運輸方式是有效途徑。通過組織節點運輸，促進企業間聯合，實行集約化經營。構筑節點運輸網絡，重新確定大、中、小型運輸工具在起點、訖點、中間點的配置比例，提升運輸工具在起點、訖點、中間點結合的檔次，促進運輸企業組織結構調整、運力結構調整、經營結構調整和運輸組織結構調整，讓節點運輸成為牽一發動全身的推進器。

結束語

中石油的配送運輸系統的基本結構是一個復雜的網絡，需要進行指導、監督、調節和限制，其中物流運輸路線的優化選擇極為重要，及時糾正將要發生和已經發生的偏差，把各項成本盡量壓縮，獲得生存，提高經濟效益。要堅持科學的物流管理原則，優化選擇物流運輸路線，抓住物流運輸路線與成本控制的關鍵環節并采取相應的措施，實施有效的管理及優化選擇。

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中圖分類號：TN967.1文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 03-0000-02

The Application of GPS Navigation Systems in the Oilfield Transportation Management

Guo Nan

(Tianjin Dagang Oilfield Transportation Co., Ltd.,Tianjin 300270,China)

Abstract: Oil field is located in the eastern part of North China, the continuous development of the oil fields, external contracting business more and more. Also an increasing number of road operating vehicles, the operating range has gradually expanded and put forward new requirements to the road transport management and vehicle reasonable dispatch work, the effective command of the development of global satellite positioning systems for road transport management, coordination and control and management technical support. In this paper, the principle of the GPS system to explore the application of GPS systems in the oilfield transportation management.

Keywords: GPS system; Road transport; Management

GPS技術是一門新生的科學技術，已經普遍應用到國民社會生產的各個領域，GPS技術也成為我國道路運輸管理技術的重要組成部分，GPS技術的應用提高了道路運輸管理人員對移動目標進行實時定位和遠程監控調度的效率與精準度，能夠有效保障道路運輸行業安全、有序和規范。

一、GPS在汽車導航和交通管理中的應用

三維導航是GPS的首要功能，飛機、船舶、地面車輛以及步行者都可利用GPS導航接收器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理器、車速傳感器、陀螺傳感器、CD―ROM驅動器、LCD顯示器組成。

GPS導航是由GPS接收機接收GPS衛星信號（三顆以上），求出該點的經緯度坐標、速度、時間等信息。為提高汽車導航定位精度，通常采用差分GPS技術。當汽車行駛到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物而與捕獲不到GPS衛星信號時，系統可自動導入自律導航系統，此時由車速傳感器檢測出汽車的行進速度，通過微處理單元的數據處理，從速度和時間中直接算出前進的距離，陀螺傳感器直接檢測出前進的方向，陀螺儀還能自動存儲各種數據，即使在更換輪胎暫時停車時，系統也可以重新設定。

由GPS衛星導航和自律導航所測到的汽車位置坐標數據、前進的方向都與實際行駛的路線軌跡存在一定誤差，為修正這兩者的誤差，與地圖上的路線統一，需采用地圖匹配技術，加一個地圖匹配電路，對汽車行駛的路線與電子地圖上道路誤差進行實時相關匹配作自動修正，此時地圖匹配電路是通過微處理單元的整理程序進行快速處理，得到汽車在電子地圖上的正確位置，以指示出正確行駛路線。CD-ROM用于存儲道路數據等信息，LCD顯示器用于顯示導航的相關信息。

GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡及計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能，這些功能包括：

（一）車輛跟蹤

利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。

（二）提供出行路線規劃和導航

提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要輔助功能，它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地，由計算機軟件按要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等的計算。人工線路設計是由駕駛者根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等，自動建立線路庫。線路規劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。信息查詢 ，為用戶提供主要物標。如汽車運行中的道路標示等數據庫，用戶能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。同時，監測中心可以利用監測控制臺對區域內的任意目標所在位置進行查詢，車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。

二、GPS系統應用于道路運輸管理工作的原理

GPS系統應用于道路運輸工作中能夠發揮跟蹤定位、軌跡回放、GPS報警（報告）、里程統計、短信通知、車輛遠程控制、油耗檢測、車輛調度等諸多功能。GPS系統主要是為道路運輸管理監控系統服務的，其工作原理是GPS系統通過太空的衛星，對地面行駛被監控車輛進行定位，并將車輛的經緯度坐標、速度、時間、狀態、監控圖像等信息實時傳送到車載設備，再由車載設備通過無線通信信道，將車輛相關的信息傳送到主監控中心的計算機系統，通過計算機的監控軟件、數據處理軟件、地理信息系統對數據進行分析處理，完成對被監控車輛的定位、跟蹤、調度等功能，并將監控目標顯示在電子地圖上，以實現道路運輸的信息化管理。

三、GPS系統應用于道路運輸管理的優勢

GPS系統能夠對車輛，等交通工具進行實時定位是基于其強大的技術功能，GPS具有高精度、全天候、高效率、連續性、多功能、操作簡便等優勢特點。GPS系統采用衛星技術、數字蜂窩移動通信技術（GMS）以及電子地理信息技術（GIS），實現了即時定位動態跟蹤。依據GPS系統的工作原理，可以為全球任何地方以及近地空間的終端提供準確的三維位置、三維速度和精確的時間信息，實現衛星定位、軌跡回放、車載電話、信息、車輛查詢、車輛調度、防盜報警等功能。道路運輸管理工作提供了方便快捷、有效的方法，降低了道路運輸成本，提高了道路輸的安全性 。

四、GPS系統在油田道路運輸管理中的應用

（一）道路運輸管理的內涵

是指各級道路運輸管理機構代表各級交通主管部門行使其管理職能的活動。而油田運用這一技術，將所有運輸車輛都納入到系統中進行全方位監督與跟蹤。其目的使油田的車輛能夠很好的完成運輸業務。只有道路運輸管理是安全的、才能有的經濟發展的基礎，因此需要不斷加快油田道路運輸管理信息化建設，才能保障道路運輸管理工作有效開展。

（二）GPS系統應用于道路運輸管理的分析

目前我國道路運輸中頻發安全事故，營運客車、危險品運輸車和旅游車輛所引發的事故造成人員傷亡和經濟財產損失已經引起社會各界的廣泛關注。而且隨著油田業務不斷擴大在全國各油田都承包業務，這些業務都是由汽車長途運送一些大型設備，以及特種車輛到外地油田作業施工。這樣就對道路運輸安全、服務質量的全程進行監管，GPS系統在道路運輸管理中導航作用。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡和計算機車輛管理信息系統相結合，能夠為移動車輛提供實時導航定位服務，車輛利用車載導航設備接收GPS數據，使車輛在行駛中的位置、方向、距離等顯示在電子地圖上，為駕駛員提供準確的道路信息，以及提供最佳的行車路線，避免交通擁擠和交通事故。另一方面，車輛還可以通過車載設備將GPS定位信息發送到調度指揮中心，把車輛的具置顯示在主監控中心的電子地圖上，增強了道路運輸管理對車輛的合理調度，GPS系統在道路運輸管理中監控作用。道路運輸管理監控系統中的主要技術就是GPS。GPS系統能夠有效的把車載設備、監控中心以及通信系統三個部分組合在一起。道路運輸管理監控的流程是車載設備依據GPS定位數據，把車輛實施動態數據通過GSM，上傳到監控中心，監控中心利用GIS對數據進行分析，在電子地圖顯示車輛信息，監控中心根據數據情況對車輛進行監控。而且道路運輸管理監控不是單一的，而是多窗口顯示多個輛車運行，能夠進行統籌管理。利用GPS系統能有效的杜絕超速、違章、疲勞駕駛等危險情況出現。

（三）GPS系統在道路運輸管理中的信息傳輸作用

GPS系統應用于道路運輸管理中，能夠提高運輸業的經濟效益和社會效益，GPS系統強大的信息功能為用戶提供了及時、準確、詳細的信息資源，以及實時性、大容量數據儲存。例如，GPS系統的查詢功能，能夠在電子地圖上根據用戶需要顯示出所需去油田的位置、道路標示數據庫，提供行車的路線、時間、里程等信息，而且查詢的資料還有文字、語言和圖像多樣的顯示形式。

（四）緊急援助

通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控臺的電子地圖顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，并以報警聲光提醒值班進行指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況，對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。

（五）車輛管理

油田所屬各公司有上千部車輛，有的車輛在運行中有超速的現象，這樣給交通運輸帶來不安全因素。利用GPS系統及時提醒超速車輛將速度降下來，以保證車輛行駛的安全。

綜上所述GPS系統在道路運輸管理工作中發揮出重要的作用，為道路監管工作提供了先進的技術手段，GPS系統所具備的全天候、全過程、高精準的優勢特點，有效降低了道路運輸管理的成本，提高了運輸管理工作的質量。大大提高了運輸管理工作的效率，油田的運輸運用這一技術也處于剛剛起步階段。隨著這一技術的運用，油田的建設與發展將會步入快車道，我們油田運輸行業，為快速安全的將所需物資和設備運到施工現場是我們追求的目標。

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關鍵詞： 補貨策略；CMI；路徑優化

Key words： replenishment strategy；CMI；path optimization

中圖分類號：F253.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）29-0030-03

0 引言

連鎖經營模式自20世紀80年代中期引入我國以來獲得了飛速發展，并且正迅速成為中國最具獲利能力的投資方式和創業途徑。連鎖零售店作為分銷系統中與終端客戶直接接觸，實現商品價值的最后環節，在整個分銷系統中起著至關重要的作用。另一方面，連鎖零售店在運營過程中的庫存成本、運輸成本以及缺貨成本在分銷系統的物流成本中占據了相當高的比例。因此，對于零售商補貨方式選擇與補貨路徑優化問題研究具有十分重要的現實意義，這將直接影響到整個分銷系統的效益。

集成庫存控制和配送路徑選擇的問題被抽象為庫存與路徑系統集成優化問題（Inventory Routing Problem，IRP）。國內外關于IRP問題研究的文獻很多[1]-[2]，[1]分別從不同的角度為單一品種、需求確定、考慮庫存成本和與車輛行駛距離有關的運輸成本的一對多（One-to-Many）和多對多（Many-to-Many）配送系統建立了類似于EOQ的模型。[2]則是針對“一對多”分銷系統，從算法優化的角度進行深入探討。但是，這些文章大都集中在單周期、固定需求或者簡單隨機需求的研究范圍內，不能完全反映現實中復雜化、動態化的不確定性問題。考慮到現實中區位因素對路徑選擇帶來的影響，本文將應用于逆向物流物品回收和路線規劃的CMI（Collector Managed Inventory）[3]理論引入到連鎖經營企業補貨問題中，針對連鎖經營中“一對多”的運營模式進行探討，以實現有效的庫存控制和優化補貨路徑的目標。

1 基于CMI理論的補貨模型研究

1.1 研究模型描述

本文所研究的對象是“一對多”補貨模型：連鎖經營企業在某個服務區內設置一個配送中心，由配送中心統一組織和管理服務區內所有連鎖店的庫存及配送，連鎖店的庫存量、配送量和配送頻率均由配送中心決定，該模型也稱為R-System（Retailer System）系統。

1.2 模型假設與參數設置

（1）配送中心僅處理一種產品且能夠隨時監控連鎖店的庫存，監測周期為T天，補貨提前期T0=1天。零售店i的最大庫存量VCi由公式VCi=2？滋i（T+T0）確定，每個監測期末零售店i的剩余庫存為Si，補貨量為Ri，每次補貨完成后，所有補貨點銷售量均達到初始狀態。

（2）第t期送貨行為依據系統是否存在可行路線決定，否則不送貨。第t個監測期存在r條（r∈{0，1，2，…，i}）可行配送路線，可行路線r的配送總里程為Dr，配送貨物量為Qr。

（3）零售店i的客戶需求量近似服從相互獨立的正態分布（？滋i，？啄■■）。

（4）不考慮配送中心的容量限制和庫存持有成本，但是考慮零售商庫存持有成本，各零售商單位庫存持有成本相同且為h。

（5）配送車輛最大載重量均為Q，載貨量不超過車輛最大載重量。運輸成本僅與車輛行駛距離有關，車輛平均每公里的配送成本為c。車輛啟動成本為w。

（6）每個周期的單位缺貨成本為p，缺貨不補，第t期的缺貨總量為qi。

1.3 基于CMI的補貨模型庫存控制分析

CMI作為逆向物流庫存管理全新、高效的管理理念與方法，是由H.M.Le.Blance等于2004年提出的，其主旨是：由收集商作為逆向物流中的核心企業全面負責逆向物流過程中零配件或原材料的儲存和配送等操作，并借助現代信息技術手段，對逆向物流進行全程監控，及時掌握逆向物資信息，減少不確定性，并通過恰當的預測，提前制訂收集計劃、調整庫存容量、整合配送，從而達到效益最優。

本文將CMI理論運用于一個配送中心、多個零售商的二級分銷系統中。配送中心使用遙測技術定期檢測各個零售商庫存情況，利用獲得的數據在即將來臨的補貨期形成一個補貨計劃。對于各個零售商在該補貨周期中補貨與否是由零售商庫存產品的數量因素或者時間因素驅動的。數量因素，是指當零售商處的產品庫存低于一定數量就進行配送。時間因素則是指當零售商處的剩余產品達到某個時間點，而又始終未達到數量因素驅動的配送點，此時就進行補貨。與經典庫存模型理論的訂貨點相似，在CMI模型中也設立了兩個與訂貨點和安全庫存相似的參數（如圖1）：must-order（MO）和can-order（CO）。其作用是：當某種產品的銷售量X處于CO線以下時，不考慮對其進行補貨；當X超過MO線時，立刻進行配送補貨；當X介于MO線與CO線之間時，不一定進行配送，這時要考慮此時是否還有其它零售商處的產品處于被激活狀態（是否正被配送補貨），以及運輸車輛是否還有剩余空間；如果有，那么就同時對這些零售商也進行補貨，即此零售商的補貨活動是被附帶執行的。

已知零售商i的銷售量（客戶需求量）近似服從正態分布（？滋i，？啄■■），并且相互之間獨立同分布。定義補貨點的庫存量為V■，則

V■=V■-1■·T·？滋i-k·■（1）

方程（1）[13]中k為安全因子，用來表示補貨過程中的不確定性。k值依據正態分布和補貨服務水平來確定。在本文中，設服務水平（這里指配送中心期望服務水平）為？茲，則統計學中顯著性水平為1-？茲，Z？琢表示在顯著性水平為1-？茲，服務水平為？茲的情況下所對應的服務水平系數，它是基于統計學中的標準正態分布來計算的，可以通過查正態分布表直接獲得，Z？琢即為所求k值。

CO點的庫存量V■能夠通過公式（2）得到：

V■=V■+？琢i·T·？滋i（2）

方程（2）中？琢i∈{0，1，2，…}表示由數量因素驅動的V■將需要幾個補貨周期達到CO點。例如？琢i=0表示零售店i補貨點不設置CO。

當零售商i的剩余庫存在很長一段時間都未達到V■時，就必須設定一個MO收集時間點來觸發補貨活動。MO的補貨時間點T■介于以數量因素驅動的補貨時間點和最大補貨時間點T′之間，由公式（3）可以得到

T■=T'-T（3）

CO時間點可以運用？茁i·T（？茁i∈{0，1，2，…}）計算求得，其結果由公式（4）可以得到：

T■=T■-？茁i·T（4）

在每次補貨過程中，對于所有MO訂單補貨量由公式（5）確定：

Ri=min{VCi-Si+■？滋i，VCi}（5）

CO訂單補貨量則依據車輛剩余空間以及零售店倉庫具體庫存來確定。

1.4 可行路線的生成

根據以上公式確定補貨點以后，在每個補貨期期初，每個零售商的庫存水平（最大庫存水平與產品銷售量之差）都會被配送中心收集起來，配送中心依靠這些數據生成所有的MO配送單和CO配送單從而產生一系列補貨配送路線。假設，配送活動完成時間在一天之內且運輸量不超過每輛車的運載量，那么就認定此補貨配送路線為可行路線。在進行補貨配送路線決策前，所有的MO和CO都會被列入組成配送路線的配送單備選集合中。一條配送路線開始于一個空的配送路線和一個MO配送單，將備選集合中的MO和CO分別加入配送路線中，如果該配送路線符合配送條件即為可行路線并寫入可行路線集合中。否則，去掉最后加入的配送單，考慮是否可以加入其它的配送單。

在可行配送路線生成的過程中，對于非空路線優先考慮加入MO配送單，因為一條可行配送路線中盡可能多的加入MO能產生更少的可行配送路線，節約更多的運輸成本。同時，也要綜合考慮零售商所在區位因素的影響，對于兩條不同的非空可行路線分別加入與該路線相匹配的CO配送單，比一條包含兩個不同區位的MO配送單的可行路線更為合理。通過計算所加入配送單在運輸成本上的節約，以確定該路線的合理性。計算公式如下：

CS=CI-■VI（6）

其中，CS表示加入某個配送單后的成本節約，CI表示加入該配送單后的運輸總成本，CL表示新開辟一條路線負責此配送單的總成本，VL表示開辟的這條新路線運輸量，V1表示該配送單所加入的配送路線可以運輸量。

1.5 最優可行路線的選擇

最優配送路線選擇原則是： 所有的MO訂單都必須以最小成本得以運輸。下面通過引入變量，給出配送路線的優化選擇約束方程：

決策變量：Xr，vd表示可行路線r 被選為配送路線，否則為0；

SCco=1表示沒有CO訂單加入被選的路線中，否則為0；

SVvd=1表示運輸天數組合vd不滿足所選擇的路線，否則為0。

參數：

aM0，r=1表示可行路線中含有MO訂單，否則為0；

aCO，r=1表示可行路線中含有CO訂單，否則為0.

路線選擇問題：

min ■■c·Dr·Xr，vd（7）

s.t. ■■aMo，r·Xr，vd=1 ？坌MO（8）

■■aMo，r·Xr，vd+scCO=1 ？坌CO（9）

■Xr，vd+svVd=1 ？坌vd（10）

Qr？燮Q ？坌r（11）

Xr，vd∈{0，1} ？坌r，vd （12）

SCCO∈{0，1} ？坌co（13）

SVvd∈{0，1} ？坌vd（14）

目標函數（7）描述的是該優化問題的目標是實現一個監測期T總成本最小化，約束方程（8）是為了確保每個必須立即執行的MO只能夠執行一次，約束方程（9）是為了確保每個CO最多只能順序插入各可行路線一次，約束方程（10）可以確保每天每個車輛至多有一個組合路徑。

假設一個監測期T內的總成本為TC，則

TC=■cDr+■■h+■p·qi+rw（15）

2 實驗計算與結果分析

本文以昆明市沃爾瑪超市為例，昆明市共有5個沃爾瑪超市，1個配送中心。配送中心編號為“0”，對市內5個沃爾瑪連鎖店進行配送服務。配送中心到各個連鎖店以及各個連鎖店之間的距離由電子地圖獲得，具體數據見表1。根據資料整理后獲得各個連鎖店某商品的客戶需求分布以及算例中其它參數設定見表2，為方便運算，所有數據均取整。假設監測周期T=2天，車輛啟動成本w=30元/次，車輛單位里程運輸成本c=2.5元/公里，車輛最大載重量為1000件。零售店單位庫存成本為0.5元/天，單位缺貨成本為18元/件，配送中心服務水平為95%，最長補貨時間T′=8天。

用本文提出的仿真優化算法及現實生活中廣泛應用的傳統定期補貨模式分別進行求解，其中，定期補貨周期為5天，補貨量=期初庫存-期末庫存+日均銷售量/2。隨機運行2T′=16天實驗，得出的結果如表3、表4所示。

仿真實驗表明，使用該方法能夠有效的降低補貨成本，相比傳統定期補貨模式總運營成本節約了將近33%。同時，與傳統補貨方式相比，本文的優化模型能夠有效的減少缺貨現象的發生。

3 結論

本文針對連鎖經營企業的補貨問題，主要研究了客戶需求已知的情況下多周期庫存路徑優化問題，構建補貨點和路徑選擇模型，給出了算例。仿真分析結果表明該模型的有效性。由于本文中監測期T和最大補貨時間是通過預測主觀設定的，故時間設定的長短將直接影響模型有效性，未來還可針對這個問題做進一步研究。

參考文獻：

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[2]Federgruen A， ZIPkin P A. Combined Vehicle Routing and Inventory Allocation Problem. Operations Research，1984，32（5）：1019-1037.

[3]H.M.le.Blanc， M.G.C.vanKrieken， H.A.Fleuren， H.R.Krikke .Collector managed inventory， a proactive planning approach to the collection of liquid coming from end- of- life vehicles [R]. CenterER Applied Research， Tilburg University， 2004.

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[5]李志惠，趙淑萍，陶愛榮，段金太.程序設計語言教學管理系統的設計與實現[J].北京工商大學學報（自然科學版），1991（01）.

篇（8）

    根據精益原理,低庫存可以減少倉儲成本、物料積壓時間、內部物料搬運成本,可以提高對于零配件質量及供應商績效控制。這些節省的費用是巨大的,但是,低庫存會增加組合運輸的路徑數量及頻次、增加同一路徑零部件供應商的數量、增加運輸成本。經驗告訴我們,如果把庫存作為一個參數,經過運輸路徑的優化設計,運輸成本會最初只是隨著庫存水平的降低而逐漸略微上升,接著將按照指數級急劇上升。為了避免保持低庫存造成運輸成本上升大于其所節省的費用,更先進的循環取貨的入廠物流管理模式被提出并加以應用。

    當發出一個零配件需求時,我們知道最簡便的方法是從單個供應商處將大量的零配件一次運輸。與此形成對照的是,循環取貨方式配送是從多個供應商處提取多品種、少批量的零配件。這樣的方法是車輛必須運用循環取貨、多頻次地滿足工廠的需求。而且,這種與工廠生產合拍的運輸計劃能保持工廠最小的庫存。當然,大型的JIT生產工廠擁有很多供應商,所以有效的路徑設計會有效地控制大批量/低頻次配送的費用。使用這種方法,外部的運輸成本會有所增加,因此我們需要對這些成本與獲得的利益作出恰當的評估。

    循環取貨方式雖然在國外汽車行業的物料供應中起到極其重要的作用,然而在國內仍然是個新生事物。其起源于英國北部的牧場為解決牛奶運輸問題而發明的一種運輸方式,為閉合式運輸系統,特點為從已設計好的路線在固定取料和送貨窗口時間從供應商運送物料至工廠和從工廠返回空料箱料架至供應商處。卡車在規定的時間離開,在規定的時間到達每個供應商處,并最終返回。

    2 上海通用汽車有限公司的循環取貨方式

    上海通用汽車有限公司的物流處于一個非常復雜的階段:四種車型共線生產;國產化率不斷提高;及時供貨供應商的增多。因此這一切給上海通用汽車有限公司入廠一體化物流提出更高的要求:以低成本為中心,以客戶為導向,保持高度柔性的同時做到均衡供貨,最有效的裝載率、杜絕運輸中的浪費、每天每個零件供貨取貨時檢驗零件、與外包商利潤共享、不斷持續改進、閉環控制、100%無損失運輸。隨著產量、車型、業務活動范圍的增加及企業規模的不斷擴大,上海通用汽車有限公司有必要實施即時供貨計劃。循環取貨方式為這個計劃的實施提供了物流支持。它將通過運輸資源的整合和其他供應鏈工具,如適當的規劃、設計和持續優化等的運用以支持上海通用汽車有限公司精益生產精神和公司發展。循環取貨方式在2001年9月底開始試運行兩條路線,涉及7家國內供應商。兩條線在整整試運行了一年半后,從2003年3月份上海通用汽車開始全面運行該循環取貨方式。

    在市場全球化和外包策略被廣泛用來提升企業核心競爭能力的今天,許多企業都選擇了供應鏈和物流管理作為獲取競爭優勢所必須采取的戰略步驟。在企業實施了供應鏈管理之后,供應鏈成本管理將成為這些企業獲得競爭優勢的新的突破點。上海通用汽車在循環取貨方式同樣采用的是LLM外包管理的模式(Leading Logistics Management)LLM是代表上海通用汽車管理循環取貨項目,將負責路線設計前數據的收集、路線規劃設計、所有窗口時間的設定、運輸物料數量與物料連接計劃、操作程序與流程、路線網絡重設計和調整、項目的實施、物料運輸狀態追蹤、每天對路線運行監控等日常管理、路線績效分析和報告等。

    3 循環取貨方式的路線設計

    整個路線設計分成三部分,分別由不同的三種軟件協助完成。使用這些路線設計軟件將決定外部物流運輸網絡。

    3.1 建立路線網絡

    路線對于運輸成本將產生重大影響。其軟件類似于GPS定位地圖軟件,在該軟件上把所有國產件供應商地點及貨物量經過一定的優化后組合成若干運輸路線。絕大部分供應商分布在上海市郊,少數供應商分布在江蘇與浙江,這些數據都將進入系統。供應商的交貨量對建立網絡來說是一個非常重要的參數,有些供應商的交貨量非常大,那么這些供應商就需直送工廠,而另一些供應商由于供貨量比較小就需要在網絡中整合。然而有時需要考慮裝載率及卡車使用效率等問題,那些供貨量較大的供應商的貨物也需整合到網絡中,分幾次運輸。

    3.2 三維卡車貨物裝載

    其軟件類似于集裝箱裝箱軟件。該系統能以圖象方式模擬各種貨物在卡車中的裝載方式,計算各種貨物的最佳裝載位置,計算整個車輛在多次裝載前后的重量、重心位置等,并能通過系統優化獲得非常高的裝載率。上海通用汽車循環取貨將以高效率的世界水準操作,長期目標是啟用12m可分離式掛車來進行所有取貨送貨工作。同時由于考慮到部分供應商廠家附近的道路狀況.也同時使用少量8m及5m的卡車。

    3.3 卡車安排及司機安排

    該系統以圖表方式目視化地顯示了每天各種類型的卡車需求,以及人員安排。由于循環取貨是24h工作,因此司機與卡車合理安排是非常重要的。這不僅需要考慮工廠生產對貨物到達的需求,還需考慮司機工作的時間安排、人體工程等因素,節約成本同樣是至關重要的。因此此系統是通過最小程度放空能力來保證在最大范圍的有效使用資產而作出最優化的方案。

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事實上，隨著我國家具市場買方時代的到來，家具業競爭愈演愈烈。對于家具企業來說，要想占有競爭優勢，就必須找到新的切入點，同時在管理、服務等方面不斷進行創新。在此背景下，家具物流以其獨特的服務價值逐漸被重視。而美集物流正是看準了這一市場機遇。

入局家具物流

“進軍家具物流對美集物流雖然是全新的挑戰，但依托自身在合約物流領域積累的豐富經驗，我們對服務好宜家及其消費者還是頗有信心的。”美集物流北亞區合約物流總監林樂杰先生坦言道。

事實上，美集物流與宜家的合作源于幾年前開始為其大連及沈陽門店提供外埠運輸服務。而此次項目則涵蓋外埠運輸、市內配送、家具組裝、櫥柜安裝四大塊物流業務，服務范圍更加廣泛，對物流供應商綜合能力也提出了更高的要求。經過半年的精心籌備后，美集物流于今年夏天啟動了宜家浙江寧波店和上海寶山店的物流配送和安裝服務。

在實際為宜家提供服務的過程中，美集物流也不可避免地遭遇了家具物流配送行業一直以來的一些挑戰。例如家具企業本身的產品特性是大件居多，從生產到銷售這一過程中，家具面臨著存放質量易變和成品家具易殘缺、損壞等問題。一旦殘損，物流公司頭疼的不只是單個件的賠償，還有貨物能否準時交付的問題，最后又會牽涉到消費者的售后服務。例如一張床的床板殘損了，整張床的床架和床墊都沒法交付，而如果是床墊污損了，床架和床板同樣不能交付。此外，很多家具在運輸過程中會遇到滑動的問題，而和家具配套的零散件則容易丟失和損壞。針對這些難題，美集物流研究制訂了具有針對性的預案，以便很好地應對服務中常見的這些瓶頸。

定制IT系統

對于家具行業來講，物流絕不僅僅是單純的同城配送，而是涵蓋配送、倉儲、搬運、安裝、代收貨款、采購物流等多方面的集合運作。“供應鏈的優化為行業的信息溝通和交流，創建集成等業務流程環境提供了原動力”。林樂杰表示。

據介紹，美集物流針對宜家作為家具企業的特性量身定制了IT系統。在這個系統中，根據宜家的業務與消費者的特點專門設計了項目管理、400電話、短信通知和在線查詢四大類子系統，從而實現對訂單、庫存、運輸、物料、車輛等全方位的追蹤管理，并可支持消費者進行語音自助查詢，或根據撥入地號碼自動轉接當地客服，通過這個系統能接收訂單、確認安裝送貨信息、安排配送直至訂單完成，每一步都能實現可視化追蹤。

針對與以往B2B模式不同的B2C模式，除了宜家本身的客戶服務熱線電話，消費者在家具安裝單上還能看到美集物流的400免費客服電話，以滿足消費者對與配送安裝的各類咨詢需求。該電話系統還能自動生成分析，為客戶提供數據參考，幫助其完善自身的客戶服務。短信系統則通過信息平臺的追蹤和確認，更好地杜絕了貨物丟失的可能。

此外，目前市場上，大多數家具物流供應商為了節約成本，采取送貨、安裝分離的模式，而消費者就要為此等待更多時間。美集物流已從部分區域開始嘗試“當天送裝”的服務模式，通過更合理的路線規劃減少因此帶來的成本上升問題，而利用先進的IT系統進行合理的路線規劃也是美集物流提供的增值服務之一。

組建專業安裝團隊

相較其他行業，不少家具企業都還沒有建立真正成熟的、高效率的物流配送、安裝隊伍，由此易造成物流運營體系混亂，產品出貨周期長，耗費大量不必要的人力和財力。美集物流針對這一行業性難題，通過強化人員的培訓來破解瓶頸。

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一、現階段運輸業務發展分析

中國政府在十一五期間，對運輸行業的投資力度不斷加大，這些舉措使得我國交通設施在總量和規模上都有了巨大提升，交通運輸能力以及運輸質量都有了長足的進步。而這一可喜現象的另一面，是物流蓬勃發展所帶來的負面影響，如運輸過程中排放出大量的有害物質，也造成了環境的污染，并對人類健康形成了潛在威脅。若按照目前的交通運輸現狀延續發展，勢必對資源和環境造成更加嚴峻的影響。因此，我們對物流業可持續發展的認識應建立在基于運輸業對環境影響的關注之上。

二、從關注環境的角度探討運輸業務的發展

物流運輸方式中，公路運輸靈活性最強，對環境造成的污染也是最大的。現階段，燃油驅動仍然是我國的公路運輸工具主要采用的方式，在汽車性能普遍較差的情況下，統一安裝尾氣處理系統的工作尚未完成，公路運輸工具排放的廢氣廢物已經是環境排放標準量的十幾倍甚至更多， 這也使得運輸車輛尾氣成為我國城市污染的罪魁禍首，極大地影響了城市現代化的進程。

現階段關于運輸車輛對環境負面影響的研究，各領域學者尚停留于定性分析。其中，有的學者從實證角度論證了區域環境惡化與汽車尾氣排放存在直接關系的可能性，有的學者從宏觀的角度闡述了運輸經濟的快速發展是導致環境惡化的誘因，有的學者則用具體的統計數據直接說明運輸對于環境以及人類的健康的危害。但對于區域運輸活動對周邊環境的定量分析及計量方法，界內尚未有明確的研究論證。本文主要介紹一種定量分析方法，意圖說明區域運輸活動對周邊環境產生所產生的影響及其影響程度。

三、綠色物流與傳統物流的區別

綠色物流（包括正向物流和逆向物流）是在物流活動的過程中降低對環境產生的負面影響的同時，加強對環境的凈化效果，達到物流活動和自然環境的和諧發展。逆向物流代替傳統物流的單向運輸，這樣能夠最大限度的減少在物流活動中造成的環境污染，并節約資源。可以降低企業的物流成本，使企業形成完整的供應鏈，造成更好的社會效益。傳統物流（Physical Distribution）一般指貨物出廠后的一系列的程序屬于單一方向的物流。而綠色物流是逆向物流和正向物流結合形成。傳統物流與綠色物流的區別主要表現在以下幾個方面：（1）綠色物流不僅僅是簡單的貨物的位移，還增加了其他增值業務；（2）綠色物流在降低成本方面更有優勢；（3）綠色物流實現信息化管理；（4）綠色物流比傳統物流有更大的社會效益；（5）綠色物流符合可持續發展的要求。

實施開展綠色物流的關鍵步驟有三點。首先，建立物流綠色思想；其次，制訂并遵循物流政策；再次，掌握和應用綠色技術。

四、關于開展綠色物流的對策及建議

（一）新能源的全面使用。目前，新能源指的是除汽油、柴油之外所有其它能源。相對于傳統能源，新能源的廢氣排放量更低，這是有利于環境保護的。目前，燃氣被公認為當前最為理想的替代新能源。為盡快出臺相應的燃氣運輸車輛的政策，需要我們抓緊組織力量，引導從業者的認識。應在“大流通、綠色化”的思想下進行全國范圍內的物流規劃整體設計，打破地區間的分離，加強部門間的聯系，消除行業間的局限。有關運輸部門做好協調溝通，制訂統一政策，引導發展各種代用燃料汽車，當前的重點是發展燃氣汽車，走一條新能源的綠色物流之路。

（二）有效改進運輸車輛。在運輸過程中發揮重要作用是汽車性能，因此，應充分重視對運輸車輛制造技術的改進，保證其技術含量。這需要做好兩方面的工作，一方面，對車型、零部件、傳動系統的技術改造，這有利于運輸車輛降低阻力、減少燃耗；另一方面，提高排放過程中的技術含量，從降低環境污染的角度，轉換排放環節中的害氣體。

（三）科學規劃運輸路線。在運輸過程中，尾氣的排放量往往與行走的距離成正比。如果運輸路線規劃不合理，就會導致如迂回運輸、對流運輸或過長運輸等不合理的運輸形式，從而增加了運輸的實際距離，加大了尾氣的排放量，造成了環境的污染。。解決這一問題，需要運輸調度部門時刻重視“優化運輸線路”這一思想，科學地運用線性規劃模型及排隊論理論，使路線趨于合理化，最大限度地降低路線重復率，將尾氣廢棄排放的可能性降到最低。

（四）大范圍推行共同配送。為了去除多余的運輸環節，我們提倡在大范圍內推行共同配送，聯合多個客戶進行配送運輸，可以最大限度減少尾氣的排放，降低對環境的污染。這也是效益最大化的有效舉措，全面提高了物流運輸中人力、物力、財力的利用效率。具體而言，政府在推動配送共同化進程中應采取如下措施：加強觀念宣傳及技術輔導。成立共同配送技術輔導專門機構，選取幾個典型企業，建立共同配送示范體系，以點帶面，發揮示范作用。此外，政府應加強相關法令的修改與制訂。

（五）強化運輸司機的培訓工作。綠色物流是一個新生事物，這就要求培養一批高素質的從業人員。減少車輛的尾氣排放，很大程度上取決于運輸司機的駕駛習慣。所以，運輸公司應定期對司機進行綜合培訓，一方面提高其駕駛技術，形成良好的駕駛習慣；另一方面，幫助司機牢固樹立環保意識，確立其通過科學駕駛實現節能減排的思想。總之，抓緊培養一批熟悉綠色理論和實務的物流人才，造就一批實踐綠色物流的物流從業者，這才是實現綠色物流目標的長遠之計。

結束語

綠色物流是我國堅持可持續發展道路必須要走的物流路線，對我國的社會經濟發展和國民經濟水平的提升有重要意義。各個企業管理層、政府、公民都要提高自身的環保意識，重新認識我國發展綠色物流的必要性和緊迫性。

參考文獻：

[1]莫翠梅.我國發展綠色低碳運輸的對策探討.當代經濟.2010 年3 月（下）

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中圖分類號：TP301文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)20-4970-04

Co-evolutionary Mixed Differential Evolutionary Algorithm for VRP with Time Windows Problem

MA Li-xiao

(Shijiazhuang University of Economics,Shijiazhuang 050031,China)

Abstract：Research on vehicle routing problem is of great importance in logistics distribution system.For the vehicle routing problems with time windows, how to find a optimal strategy is one of difficult problem. In this work, a Co-evolutionary mixed differences evolutionary algorithm is designed to investigate the problem,The results of experiment show its dependability and feasibility.

Key words：VRP with time windows; differential Evolution; co-evolutionary; cooperative coevolution; Competitive collaborative evo? lution

車輛運輸路徑問題（Vehicle Routing Problem，簡記為VRP）[1]的優化在物流配送中起重要的決策作用，它是指在車輛調度中對配送車輛的行駛路線方案的優化，找出優化后的配送車輛行駛路線方案，以提高貨物運輸效率，降低物流企業的運營成本。加入時間約束得到的帶時間窗的車輛路徑問題（VRP with Time Windows，簡記為VRPTW）[2]是VRP擴展問題的一個廣泛研究的分支問題。

VRPTW問題在當今的經濟發展中具有非常重要的現實意義，也是相關領域學者研究的焦點之一。常用的求解方法可以分為精確算法和啟發式算法。近年來，啟發式算法以其在求解大規模復雜問題方面的優越性，廣泛應用在VRPTW問題的求解中，例如馬為民[3]在其博士論文中用在線和競爭策略研究了帶時間窗的開放式VRPTW，馮萍[4]在其碩士論文中用插入法、遺傳算法、模擬退火算法研究了帶軟時間窗的車輛路徑問題，東北大學姜大立[5]等分別針對有時間窗和無時間窗約束下的車輛路徑問題用基因編碼遺傳算法求解，結果在較快速度下得到了近優解。然而，目前的求解方法在大規模問題求解中，仍無法突破局部最優解的局限，因此，如何有效利用問題空間的有效信息，提高算法的局部搜索能力仍是一個值得研究的問題。

該文將差異演化算法與協同進化機制進行結合，充分利用了差異演化算法搜索速度快的優點，同時通過協同進化機制，促使種群間進行信息交流，防止陷入局部最優。

2.2.3基于并行協同機制的多種群的生成

步驟1：依據3.2.2方法隨機生成3個初始化種群POP1，POP2，POP3；

步驟2：生成隨機數r∈{1，2，3}，將POPr作為進化主種群；

步驟3：將POPr作為合作型種群模板，固定種群中染色體中0基因位，依據種群生成策略生成3個合作種群POPr1，POPr2，POPr3。

步驟4：生成隨機整數h和f（h≠f≠r，且h,f∈{1，2，3}），指定種群POPh作為學習種群，POPf作為評價種群；

2.2.4 DE的變異、交叉、選擇算子

1)變異

從種群中隨機選擇3個個體Xp1，Xp2，Xp3(且p1≠p2≠p3),執行如下操作：Vj

3.1算法實例

某物流中心有5輛配送車輛，車輛的最大載重量均為8T，一次配送的最大行駛距離均為50Km，需要向20個客戶送貨。物流中心的坐標為（13.0Km，14.5km），20個客戶的坐標及其貨物需求量見表1：

表1物流信息表

要求合理安排行車路線使得配送總里程最短。為了簡化起見，配送車輛在客戶處的卸貨時間不計，各客戶之間及配送中心與客戶之間的距離均采用直線距離，該距離可根據客戶和配送中心的坐標計算得到。3.2實驗環境及參數設置

實驗環境：CPU-PIV2.8G，內存512M；操作系統Microsoft Windows xp，開發語言Microsoft Visual C++6.0。

實驗參數設置如下：種群規模POPSIZE=20，編碼長度d=26，最大進化代數T=200，縮放因子F=0.5，交叉概率CR=0.3。

3.3實驗結果及分析

針對3.1節的實例，應用CODEGA算法與DE算法，隨機運行10次后，實驗結果如表2所示。

表2 CODEGA算法與DE算法結果對比

該文針對物流配送中車輛運輸路線優化問題的VRPTW問題模型，提出了并行協同混合差異演化算法，實驗結果表明應用該算法在找到優良解的效率和解的質量方面均表現出較好的性能，并行協同進化機制的引入，有效改善了DE算法的求解性能。

[1]紀壽文,繆立新,.貨運車輛優化調度方法[J].公路交通科技,2003,20(6):109-112.

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[4]馮萍.退火遺傳算法在運輸路線規劃中的應用[D].西安交通大學,2001.

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