《中国商贸》CHS式 S&TRADE Logistics物流商论 GPS在食品物流配送路径优化中的应用分析 中国计量学院线涛 摘要：信息技术在我国食品物流中应用还不够理想，GS的应用可使物流成本控制达到最优。本文分析了基于CS信息数据对物流配 送路线的优化方案，同时采用改良的遗传退火模拟算法对车辆路径进行有效选择。 关键词：GPS VRP食品物流 中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1005-5800(2011)01(c-129-02 食品物流指的是为了满足客户的需求和目的，包括需求预测， 子地图的查看、检素功能：路径想划模块依据地理信息系统引擎中 订单处理，客户服务、分销配送、物料采购、存货控制、运输、仓库管 的交通信息，帮助驾驶员选择适宜的路线：路径引导模块根据预设 理、工业包装，物资搬运工厂和仓库或配送中心的选址，技术服务 的驾驶路线发出驾驶指令，引导驾驶员按趣预定的路线到达运输 支持，退货处理，废弃物和废弃产品的回收处理等一系列功能性活 目的地：地图匹配模块将定位模块与电子地图数据库的信息比较 动在内的系统。 识别，为路径引导提供有效依据：导航电子地图数据库提供地理特 将GPS应用于物流行业正使得物流业向信息化、集成化、金球 征道路位置及坐标、交通规则、基础设施等多种重要信息。 化发展，利用GPS食品物流信息平台，可以对运输辆实现实时监 控，智能配货、全程追踪综合信息查询等，在实际物流配送操作中 3基于GPS数据的食品物流配送路径优化 再辅以路径优化，使物流变得实时并祖成本最优。 31问题提出 多元化布局使得配送成为食品物泼管理中的一个重要环节 1我国食品物流信息化现状 在物流配送业务中，根据确定的货物量进行车辆的分配和配送线 我国“食品工业十一五规划”中指出“加强全国食品物流体系 路的生成，即车辆路径是一个需要研究的重要问题。例如在昆明市 建设，规范行业管理体制”，要发展食品物流企业和区城性食品物 内从事物流配送的汽车货运工作，尤共是从事各个食品生产基地 流中心，建立现代食品物流信息网路系统，力争“十一五”时期全国 配送的汽车货运工作条件复杂，不仅货运点多.货物种类繁多，道路 食品专业物流运行体系初步形成。 网复杂，而且运输服务地区内运输网点分布不均匀.为实现运输成 政府已在食品物流信息化建设中提供了政策和资金的支持， 本的降低，必须对运输进行合理规划，运输的线路规划主要是利用 食品企业物流信息化进程正在加快，信息技术在食品物流管理中 各种先进的信息技术对车辆及其路线进行规划，实现对车辆合理 快速推广应用.但食品物流信息化建设还存在诸多向题，如中小食 有效的利用，从而节省大量的时间和成本。 品企业经营者信息化意识质乏，射频标签识别系统、地理信息系 3,2VRP问题描述 统、全球定位系统等先进的信息技术应用不够理想等。 车辆路线问题(VRP)是现代物流配送中，心末端送货线路研究 的一项重要内容，从配送中心（物流据点）用多辆车向多个需求点 2基于GPS的食品物流配送车辆定位导航系统 (顾客)送货，每个需求点的位置和雷求量一定，每辆车的我重量- 利用GS信息数据对食品配送车辆进行导航.该系统可实现食 定，要求合理安排车辆路线，达到一定的目标（如路程最短、费用最 品运输订单处理、车辆调度，货物配载，浮动车辆状态监控委托运 少、时可量少、使用军纳数尽量少等)。 输方信息管理（包括人员、车辆、货物等）及路径选择，使食品运送过 3.3基于遗传算法的解决思路及实验分析 程中浪费严重的现象得以减缓，为食品企业降低综合成本.提高企业 VRP向题一般是通过启发式算法或人工智能的方法来求解， 的栈心竞争力，成少配送体系种必要的成本等系统框图如1所示 如常用的模拟退火算法，禁忌瘦素算法旅行商法、节约法粒子群 法等。 导航电子地图数据调 地理信息系统引拿 路径规划路轻引导户地图匹园 人际交互界面 定位模块 线通信模 图1车辆定位导航系统框图 图2地图示例 配送逻辑围 在车辆定位导航系统中，无线通信模块使移动车辆和管理指 遗传算法遗传算法(G)是一种模拟自然进化过程搜索最优解 挥中心能够实时交换信息：定位模块进行车辆实时位置佔计；用户 的方法，它是一个选代过程，在每次选代中都保留一组候选解，按 通过人机交互界面进行信息查询、路径规划：地理信息引擎提供电 其解的优劣进行排序.并按某种指标从中选出一些解，利用遗传算 O 1994-2012 China Academic Journal electronic Publishing House.all rights reserved http://www.enkinet 129
GPS在食品物流配送路径优化中的应用分析 中国计量学院 钱涛 摘 要：信息技术在我国食品物流中应用还不够理想，GPS的应用可使物流成本控制达到最优。本文分析了基于GPS信息数据对物流配 送路线的优化方案，同时采用改良的遗传退火模拟算法对车辆路径进行有效选择。 关键词：GPS VRP 食品物流 中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1005-5800(2011)01(c)-129-02 食品物流指的是为了满足客户的需求和目的，包括需求预测、 订单处理、客户服务、分销配送、物料采购、存货控制、运输、仓库管 理、工业包装、物资搬运、工厂和仓库或配送中心的选址、技术服务 支持、退货处理、废弃物和废弃产品的回收处理等一系列功能性活 动在内的系统。 将GPS应用于物流行业正使得物流业向信息化、集成化、全球 化发展，利用GPS食品物流信息平台，可以对运输车辆实现实时监 控、智能配货、全程追踪、综合信息查询等，在实际物流配送操作中 再辅以路径优化，使物流变得实时并且成本最优。 1 我国食品物流信息化现状 我国“食品工业十一五规划”中指出“加强全国食品物流体系 建设，规范行业管理体制”，要发展食品物流企业和区域性食品物 流中心，建立现代食品物流信息网络系统，力争“十一五”时期全国 食品专业物流运行体系初步形成。 政府已在食品物流信息化建设中提供了政策和资金的支持， 食品企业物流信息化进程正在加快，信息技术在食品物流管理中 快速推广应用。但食品物流信息化建设还存在诸多问题，如中小食 品企业经营者信息化意识匮乏，射频标签识别系统、地理信息系 统、全球定位系统等先进的信息技术应用不够理想等。 2 基于GPS的食品物流配送车辆定位导航系统 利用GPS信息数据对食品配送车辆进行导航，该系统可实现食 品运输订单处理、车辆调度、货物配载、浮动车辆状态监控、委托运 输方信息管理(包括人员、车辆、货物等)及路径选择，使食品运送过 程中浪费严重的现象得以减缓，为食品企业降低综合成本、提高企业 的核心竞争力，减少配送体系中必要的成本等。系统框图如图1所示： 图1 车辆定位导航系统框图 在车辆定位导航系统中，无线通信模块使移动车辆和管理指 挥中心能够实时交换信息；定位模块进行车辆实时位置估计；用户 通过人机交互界面进行信息查询、路径规划；地理信息引擎提供电 子地图的查看、检索功能；路径规划模块依据地理信息系统引擎中 的交通信息，帮助驾驶员选择适宜的路线；路径引导模块根据预设 的驾驶路线发出驾驶指令，引导驾驶员按照预定的路线到达运输 目的地；地图匹配模块将定位模块与电子地图数据库的信息比较 识别，为路径引导提供有效依据；导航电子地图数据库提供地理特 征、道路位置及坐标、交通规则、基础设施等多种重要信息。 3 基于GPS数据的食品物流配送路径优化 3.1 问题提出 多元化布局使得配送成为食品物流管理中的一个重要环节， 在物流配送业务中，根据确定的货物量进行车辆的分配和配送线 路的生成，即车辆路径是一个需要研究的重要问题。例如在昆明市 内从事物流配送的汽车货运工作，尤其是从事各个食品生产基地 配送的汽车货运工作条件复杂，不仅货运点多、货物种类繁多、道路 网复杂，而且运输服务地区内运输网点分布不均匀。为实现运输成 本的降低，必须对运输进行合理规划。运输的线路规划主要是利用 各种先进的信息技术对车辆及其路线进行规划，实现对车辆合理 有效的利用，从而节省大量的时间和成本。 3.2 VRP问题描述 车辆路线问题(VRP)是现代物流配送中心末端送货线路研究 的一项重要内容，从配送中心(物流据点)用多辆车向多个需求点 (顾客)送货，每个需求点的位置和需求量一定，每辆车的载重量一 定，要求合理安排车辆路线，达到一定的目标(如路程最短、费用最 少、时间尽量少、使用车辆数尽量少等)。 3.3 基于遗传算法的解决思路及实验分析 VRP问题一般是通过启发式算法或人工智能的方法来求解， 如常用的模拟退火算法、禁忌搜索算法、旅行商法、节约法、粒子群 算法等。 图2 地图示例 图3 配送逻辑图 遗传算法遗传算法(GA)是一种模拟自然进化过程搜索最优解 的方法，它是一个迭代过程，在每次迭代中都保留一组候选解，按 其解的优劣进行排序，并按某种指标从中选出一些解，利用遗传算 129 Logistics 物流商论 《中国商贸》 CHINA BUSINESS&TRADE
Logistics物流商论 《中国商美CHINA BUSINESS&TRADE 美国政府在农产品物流发展中的职能作用 河北师范大学商学院朱坤萍史秉强李艳军 摘要：美国农产品物流的快速发展得造于政府的大力支持、推动写引导。本文对政府在农产品物流发展中的作拥进行了初步探时研究。 关健词：政府农产品物流作用 中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1005-5800(2011D01(⊙-130-02 代物流已成为第国经这发的重要组成部分整个物产 业的规约为9000亿美元，占美GDP的10%以上.美同现代物流 的快速发展，极大地促进了农产品物流的发展，形成了庞大畅通。 均产量的3.5倍：小麦大米以及粗粮等平均每年出口达8500万吨 高效的农产品物流体系。美国政府重视发挥宏观调控作用，宏观调 以1997年为例.美国谷物货运量为490百万吨.谷物周转量为2001 控成为其农产品物流快速发展的有力支撑。 亿吨/公里：美国的农产品冷链物流古农产品液通，总量的85%，尤 是蔬水果产品已经实现了全程冷陆 1国农产品物流发状 库一冷藏车一肚发站冷库一超市冷 消费者冰箱整个物流环 11农产品物流规垣唐大冷结物流离效 指的损耗率仅为1%2%中国损耗率为25%30%。 由于美国的农业生产和农产品都很发达，其农产品产量及贸 12农产品物流基础设饰设备完善农产品销传方便 美交通运输设施非常完备，公路、铁路、水运航运四通 ①基金项河北省社科联课题”增强河北省港口物流竞争力的路名 达，高速公路迫布城乡.公路网络联通度高.根据美因交通部2001年 选择"(201003166 校级重点课题“河北省港口物流发 统计资料显示2000年，美国全国公路总长度大644万公里，其中 展模式及政策导向研究”(2 州际高速公路全长约7.51万公里，占世界高速公路总长度的一半以 作者简介朱坤萍1963-)，女，山东济南人，河北师范大学商学院教 上：农产品储运设备机械化和自动化水平很高。在储存运输环节 授，主要从事中外物流研究： 专业物流设备有可移式胶带输送机螺旋式输送机、利板输送机 史秉强，河北师范大学商学院副教授 式提升机：在作业环节，专业物流设备如叉车.铲车 李艳车，河北师范大学商学院士研究生。 送带货物升降级.在农产品配送中心，已使用了数码分棒系统，在 子对其进行运算，产生新一代的一组候选解，重复此过程，直到满足 而有效减少运输成本。将GPS技术应用在物流配送中，使得车辆有 某种收敛指标为止 的行驶路线图使商品能在最过的时 木文对造传算法的搜索邻成进行扩展加入模拟退火算子得到 近似最优解 以昆明市明县农副食品收集地为出发点，向市内4个超市配 送农食品为例，地图如图2所示，配送逻辑如图3所示 引入模拟退火算子 ()初始数据 汽车数 问圈为有4个销售店的VRP向题，初始数据为 体规模P( 群体规模P() 化代黄 表1初始数据 路径2 物成木为 h08256 能运中心能店面传肉有餐背传店 运输成本为 108.256 路径1 蜜知讲化代数：60,20 求08.93.31.52.13.0 (2)求近似最优解 根据各仓库的需求量，计算出需要的汽车数：m-2,使用原遗传 参考文献 算法中的算子，群体规模值为30，进化代数为60，得到结果为表2.。 [川王小平遗传算法理论、应用与软件实现)，西安交通大学出版 从上表中要得到相同的结果可以缩短进化代数，虽然本例中 m Model B 只设定了4个销售店，但随着初设样本的增加，也会得到政良效果， Rea 4结 】阁庆新型遗传模拟遇火算法求解物流配送路径问题)计算机 巨大的食品物流成本是食品企业利润率低下的主要原因，正 应用.2004 确合理的调度可以有效减少车辆的空驶率，实现合理路径运输，从 199012 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
美国政府在农产品物流发展中的职能作用① 河北师范大学商学院 朱坤萍 史秉强 李艳军 摘 要：美国农产品物流的快速发展得益于政府的大力支持、推动和引导。本文对政府在农产品物流发展中的作用进行了初步探讨研究。 关键词：政府 农产品物流 作用 中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1005-5800(2011)01(c)-130-02 现代物流已成为美国经济发展的重要组成部分。整个物流产 业的规模约为9000亿美元，占美国GDP的10%以上。美国现代物流 的快速发展，极大地促进了农产品物流的发展，形成了庞大、畅通、 高效的农产品物流体系。美国政府重视发挥宏观调控作用，宏观调 控成为其农产品物流快速发展的有力支撑。 1 美国农产品物流发展现状 1.1 农产品物流规模庞大，冷链物流高效 由于美国的农业生产和农产品都很发达，其农产品产量及贸 易量均居世界领先地位，因此，其物流量大且频繁。据统计，在二十 世纪八十年代末，美国谷物年人均产量已达到1240公斤，是世界人 均产量的3.5倍；小麦、大米以及粗粮等平均每年出口达8500万吨。 以1997年为例，美国谷物货运量为490百万吨，谷物周转量为2001 亿吨/公里；美国的农产品冷链物流占农产品流通总量的85%，尤其 是蔬菜水果产品已经实现了全程冷链物流：即田间采后预冷—冷 库—冷藏车—批发站冷库—超市冷柜—消费者冰箱，整个物流环 节的损耗率仅为1%~2%(中国损耗率为25%~30%)。 1.2 农产品物流基础设施设备完善，农产品销售方便 美国交通运输设施非常完备，公路、铁路、水运、航运四通八 达，高速公路遍布城乡，公路网络联通度高。根据美国交通部2001年 统计资料显示，2000年，美国全国公路总长度大约644万公里，其中 州际高速公路全长约7.51万公里，占世界高速公路总长度的一半以 上；农产品储运设备机械化和自动化水平很高。在储存运输环节， 专业物流设备有可移式胶带输送机、螺旋式输送机、刮板输送机、 低运载量斗式提升机；在作业环节，专业物流设备如叉车、铲车、传 送带、货物升降级。在农产品配送中心，已使用了数码分拣系统，在 ①基金项目：河北省社科联课题“增强河北省港口物流竞争力的路径 选择”(201003166)、校级重点课题“河北省港口物流发 展模式及政策导向研究”(W2007Z05)阶段性成果。 作者简介：朱坤萍(1963-)，女，山东济南人，河北师范大学商学院教 授，主要从事中外物流研究； 史秉强，河北师范大学商学院副教授； 李艳军，河北师范大学商学院硕士研究生。 子对其进行运算，产生新一代的一组候选解，重复此过程,直到满足 某种收敛指标为止。 本文对遗传算法的搜索邻域进行扩展加入模拟退火算子得到 近似最优解。 以昆明市嵩明县农副食品收集地为出发点，向市内4个超市配 送农副食品为例，地图如图2所示，配送逻辑如图3所示。 (1)初始数据 问题为有4个销售店的VRP问题，初始数据为： 表1 初始数据 销售店 配送中心 快速分拨 中心 0 销售店 1 销售店 2 销售店 3 销售店 4 位置 (25.3, 103.0) (25.2, 102.1) (25.2, 102.2) (25.0, 102.6) (25.1, 102.5) (25.0, 102.9) 需求 0 8.9 3.3 1.5 2.1 3.0 (2)求近似最优解 根据各仓库的需求量,计算出需要的汽车数：m=2，使用原遗传 算法中的算子，群体规模值为30，进化代数为60，得到结果为表2。 从上表中要得到相同的结果可以缩短进化代数，虽然本例中 只设定了4个销售店，但随着初设样本的增加，也会得到改良效果。 4 结语 巨大的食品物流成本是食品企业利润率低下的主要原因，正 确合理的调度可以有效减少车辆的空驶率，实现合理路径运输，从 而有效减少运输成本。将GPS技术应用在物流配送中，使得车辆有 效使用并决定其最经济的行驶路线图，使商品能在最短的时间内 送到顾客的手中。 表2 原遗传算法 引入模拟退火算子 汽车数 M 2 汽车数 M 2 群体规模 P(t) 30 群体规模 P(t) 30 最大进化代数 T 60 初始退火温度 t 10 子路径 1 →→ 衰减系数取 a 0.98 子路径 2 →→→→ 运输成本为 108.256 运输成本为 108.256 子路径 1 →→→→ 子路径 2 →→ 进化代数 T 20 缩短进化代数：60 → 20 参考文献 [1] 王小平.遗传算法理论、应用与软件实现[J].西安交通大学出版 社.2002. [2] Qiu Ying.New Vehicle Routing Problem Model Based on the Real Time GPS Information,2008,Journal of Wuhan University of Technology (Transportation Science＆Engineering). [3] 阎庆.新型遗传模拟退火算法求解物流配送路径问题[J].计算机 应用,2004. 130 《中国商贸》 CHINA BUSINESS&TRADE Logistics 物流商论