基于距離和時(shí)間的物流運(yùn)輸路線優(yōu)化分析

南超蘭（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430074）NAN Chao-lan (Wuhan Polytechnic,Wuhan 430074,China)

面對油價(jià)的不斷上漲，物流運(yùn)輸企業(yè)的成本也在不斷增加，如何應(yīng)對這種挑戰(zhàn)？物流運(yùn)輸企業(yè)的普遍做法是：強(qiáng)化經(jīng)營管理，降本減耗，抵御風(fēng)險(xiǎn)。其中重要的一條就是不斷優(yōu)化運(yùn)輸路線，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。

物流運(yùn)輸是整個(gè)物流系統(tǒng)中重要的一環(huán)，是完成貨物位移、產(chǎn)生空間效益和時(shí)間效益的過程。在滿足貨運(yùn)要求的前提下，如何選擇運(yùn)輸路線是非常重要的。物流運(yùn)輸路線優(yōu)化的目的在于保障運(yùn)輸安全的前提下，使運(yùn)輸路線和運(yùn)輸時(shí)間達(dá)到最優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn) “第三利潤”。

在以往介紹的運(yùn)輸路線優(yōu)化的方案中，往往只考慮一種影響因素，即距離或時(shí)間。如，“單純的最短路線”方法，僅僅考慮距離的遠(yuǎn)近，并未考慮各條線路的運(yùn)行質(zhì)量，不能說明穿越網(wǎng)絡(luò)的最短時(shí)間。因此，對運(yùn)行時(shí)間和距離都設(shè)定權(quán)數(shù)就可以得出比較具有實(shí)際意義的線路。本文同時(shí)考慮運(yùn)行距離和時(shí)間，以單一起點(diǎn)、單一終點(diǎn)的物流運(yùn)輸路線為例，來探討物流運(yùn)輸路線優(yōu)化問題。

1 設(shè)置問題

如圖1所示是路路順物流公司簽訂的一項(xiàng)公路運(yùn)輸合同，要將一批藥品從A城送到H城，路路順物流公司根據(jù)這兩個(gè)城市之間的行車線路繪制了一幅公路網(wǎng)絡(luò)圖。其中A點(diǎn)是裝貨地，H點(diǎn)是卸貨地，B、C、D、E、F、G是途中可能經(jīng)過的城市。從A～H有多種路線可選擇，如何選擇最優(yōu)路線？

2 傳統(tǒng)的路線優(yōu)化方法

2.1 單純的最短路線法

單純的最短路線法是以最短運(yùn)行距離作為運(yùn)輸路線優(yōu)化的目標(biāo)。

起訖點(diǎn)不同的單一問題，可以這樣來思考：初始，除了裝貨地和卸貨地外，所有的節(jié)點(diǎn)都可以被認(rèn)為是未解的點(diǎn)，始發(fā)點(diǎn)作為已解的點(diǎn)，通過多次迭代，依次找出始發(fā)點(diǎn)到達(dá)該點(diǎn)，乃至終點(diǎn)的最短路徑。計(jì)算從始發(fā)點(diǎn)開始，具體步驟如下：

步驟一：求A～B的最短路徑。

與B點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)A、C。

即可行路線有： A→B （60）； A→C→B （144）； A→D→C→B （360）。

因此，最短路徑取A→B（60）。B點(diǎn)已解。

步驟二：求A～C的最短路徑。

與C點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)A、B、D。

即可行路線有：A→C （108）； A→B→C （96）； A→D→C （324）。

因此，最短路徑取A→B→C（96）。C點(diǎn)已解。

步驟三：求A～D的最短路徑。

與D點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)A、C。

即可行路線有： A→D （218）； A→B→C→D （202）。

因此，取A→B→C→D （202）。D點(diǎn)已解。

步驟四：求A～E的最短路徑。

與E點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)B、F。

即可行路線有： A→B→E （114）； A→B→C→F→E （246）； A→B→C→D→G→F→E （462） 因此， 取 A→B→E （114）。 E點(diǎn)已解。

步驟五：求A～F的最短路徑。

與F點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)E、C、G。

即可行路線有： A→B→E→F （204）； A→B→C→F （156）； A→B→C→D→G→F （372）。

因此，取A→B→C→F （156）。F點(diǎn)已解。

步驟六：求A～G的最短路徑。

與G點(diǎn)直接相連的分別是點(diǎn)F、D。

即可行路線有 A→B→C→F→G （258）；A→B→C→D→G （270）。

因此，取A→B→C→F→G （258）。G點(diǎn)已解。

步驟七：求A～H的最短路徑。

與H點(diǎn)直接相連的分別是E、F、G。

即可行路線有 A→B→E→H （210）； A→B→C→F→H （252）； A→B→C→F→G→H （378）。

因此，取A→B→E→H （210）。

故，A～H的最短路徑為210公里，最優(yōu)運(yùn)輸路線為：A→B→E→H。見圖1粗黑線所示。

2.2 單純的最短時(shí)間法

單純的最短時(shí)間法是以最短運(yùn)行時(shí)間作為運(yùn)輸路線優(yōu)化的目標(biāo)。

圖2所示是裝貨地A到卸貨地H，以及途中可能經(jīng)過的城市B、C、D、E、F、G所運(yùn)行的時(shí)間。

解題思路與最短路線法相同，這里就不再介紹解題思路。

按照多次迭代、依次尋找最短時(shí)間的解題思路，可知最短運(yùn)行時(shí)間為108分鐘，行走路線為：A→C→F→H。見圖2粗黑線所示。

從上面的解題結(jié)果可知，優(yōu)化目標(biāo)不一樣，所選擇的運(yùn)行線路會(huì)有所不同。單純的最短運(yùn)輸路線，并未考慮各條線路的運(yùn)行質(zhì)量，如路況、交通擁擠等因素，不能說明穿越網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間最短。因此，同時(shí)考慮運(yùn)行時(shí)間和距離，并對運(yùn)行時(shí)間和距離都設(shè)定權(quán)數(shù)才可以得出比較具有實(shí)際意義的線路。

3 具有實(shí)際意義的路線優(yōu)化方法——基于距離和時(shí)間加權(quán)的組合優(yōu)化運(yùn)輸路線

3.1 重新確定兩點(diǎn)間數(shù)值

3.1.1 分配權(quán)數(shù)

當(dāng)多種因素影響物流運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，依各影響因素的重要程度依次分配權(quán)重。如果重點(diǎn)考慮運(yùn)輸成本，同時(shí)也考慮運(yùn)輸時(shí)間，則可以將距離的權(quán)數(shù)設(shè)置較大數(shù)字，而時(shí)間設(shè)置較小權(quán)數(shù)。在這里，置距離權(quán)數(shù)設(shè)為0.6，時(shí)間權(quán)數(shù)設(shè)為0.4。

3.1.2 計(jì)算加權(quán)組合數(shù)值

距離和時(shí)間的權(quán)數(shù)設(shè)定后，則可以計(jì)算出兩點(diǎn)間的加權(quán)組合數(shù)值，如表1所示。

表1 基于運(yùn)行距離和運(yùn)行時(shí)間的綜合數(shù)值表

3.1.3 基于距離和時(shí)間加權(quán)組合的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

將加權(quán)組合數(shù)值在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖上進(jìn)行標(biāo)注，如圖3所示。則可以按照最短路線法的解題思路來規(guī)劃最優(yōu)的運(yùn)輸路線。

3.2 確定最優(yōu)的運(yùn)輸路線

前面已經(jīng)介紹了單純的最短路線法的解題思路，此方法同樣適用于基于距離和時(shí)間加權(quán)組合的線路優(yōu)化問題。這里也不再重復(fù)。依據(jù)上述解題方法，我們可以知道最優(yōu)運(yùn)輸線路為：A→B→E→H，見圖3粗黑線所示。這種優(yōu)化方案兼顧了距離最近和時(shí)間最短兩種影響因素，是一種比較合理、更具現(xiàn)實(shí)意義的優(yōu)化方法。

4 結(jié)束語

在運(yùn)輸路線優(yōu)化問題處理時(shí)，可以依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。有的物流運(yùn)輸企業(yè)只考慮運(yùn)輸成本，可以運(yùn)用單純的最短路線法；只考慮最短運(yùn)輸時(shí)間，可以運(yùn)用單純的最短時(shí)間法。在實(shí)際運(yùn)用中，一個(gè)理智的企業(yè)往往會(huì)考慮各種影響因素，這就需要用多種因素加權(quán)組合的方法來進(jìn)行運(yùn)輸路線的優(yōu)化。企業(yè)考慮的影響因素有非常重要、重要、次重要、不太重要等劃分。企業(yè)可以根據(jù)自己的需要，調(diào)整不同因素的權(quán)數(shù)，然后作出決策，以反映企業(yè)優(yōu)化運(yùn)輸路線時(shí)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這篇文章只介紹了基于距離和時(shí)間的優(yōu)化問題，如果考慮多種影響因素，也可以對多種因素設(shè)定權(quán)數(shù)的方法來解決。

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[3]匡水發(fā)，席波，周蓉.按高職教育規(guī)律培養(yǎng)適用物流人才[J].物流科技，2009(9):134-136.