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圓通速遞在保定地區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化分析

天津?yàn)I海快速交通發(fā)展有限公司 / 李康

針對圓通速遞在河北保定地區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)布局，本文以各個(gè)客戶群的需求和各個(gè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的服務(wù)能力為約束，建立最小點(diǎn)覆蓋模型和以物流成本最小為目標(biāo)函數(shù)的中轉(zhuǎn)站選址模型。為提高搜索速度，采用重心法，進(jìn)行迭代求解。最后針對保定地區(qū)圓通快遞網(wǎng)點(diǎn)布局的現(xiàn)狀，從網(wǎng)點(diǎn)布局密度、快件派送路線等方面分析其不足，依據(jù)本文所建立的最小點(diǎn)覆蓋模型和中轉(zhuǎn)站選址模型，優(yōu)化其布局，降低物流成本，提高物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

網(wǎng)點(diǎn)布局、最小點(diǎn)覆蓋、中轉(zhuǎn)站選址、重心法

隨著物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，物流的運(yùn)轉(zhuǎn)效率及物流成本逐漸成為物流行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)。物流選址在整個(gè)物流活動中對降低物流運(yùn)營成本、提高物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率起到關(guān)鍵作用。

關(guān)于物流選址國內(nèi)做過大量研究，本文分別建立最小點(diǎn)覆蓋模型和中點(diǎn)站選址模型來最小化物流成本，介紹重力求解法，設(shè)定初始解，給定搜索步長，不斷迭代計(jì)算，找出最佳中轉(zhuǎn)站位置坐標(biāo)。利用已有理論知識，從網(wǎng)點(diǎn)布局密度、快件派送路線全面分析河北省保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)分布情況，利用中點(diǎn)站選址模型，依據(jù)保定地區(qū)物流網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際情況改進(jìn)重心法求解，提高搜索速度，優(yōu)化保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低物流運(yùn)營成本。

一、模型建立及求解

1.覆蓋模型建立

首先建立覆蓋模型如下：

2.中轉(zhuǎn)站選址模型建立

建立中轉(zhuǎn)站選址模型如下：

若 使H取得極小值點(diǎn)，則最優(yōu)解的必要條件須滿足；

則有重心法求解如下：

上式兩等式右端仍含有未知數(shù)、 ，一次求得顯式解，但可導(dǎo)出關(guān)于 、 的迭代公式：

應(yīng)用上述迭代公式，反復(fù)迭代計(jì)算求得最優(yōu)解。

二、實(shí)例分析

1.保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)布局分析

>> 圖1 保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)布局現(xiàn)狀

表1 保定地區(qū)各縣市數(shù)據(jù)

截止到2015年底，圓通速遞公司在保定地區(qū)擁有網(wǎng)點(diǎn)14個(gè)，中轉(zhuǎn)站場1個(gè)。保定市區(qū)、定州、唐縣、清苑、滿城、淶源、徐水、容城、淶水、定興、雄縣、易縣、涿州、高碑店各縣市均有一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。保定市區(qū)網(wǎng)點(diǎn)負(fù)責(zé)本城區(qū)和部分不設(shè)有網(wǎng)點(diǎn)的縣城的業(yè)務(wù)，其他各縣的網(wǎng)點(diǎn)均只負(fù)責(zé)本縣區(qū)的業(yè)務(wù)。保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)布局現(xiàn)狀，如圖1。

（1）從網(wǎng)點(diǎn)布局密度角度分析

假設(shè)各縣區(qū)設(shè)有1個(gè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，計(jì)算網(wǎng)點(diǎn)密度、服務(wù)人口密度等數(shù)據(jù)，如表1。

表2 保定各縣市數(shù)據(jù)分析表

分析前提：①本文僅研究城際之間的網(wǎng)點(diǎn)布局問題，不考慮縣區(qū)內(nèi)的營業(yè)廳網(wǎng)點(diǎn)的布局，所以縣市的服務(wù)人口密度、網(wǎng)點(diǎn)密度過低不影響本文研究；為追求合理網(wǎng)點(diǎn)布局，減少不必要的網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)成本，針對服務(wù)人口密度、網(wǎng)點(diǎn)密度過高的城鎮(zhèn)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)某凡?。②保定地區(qū)中西部的各個(gè)縣所轄面積廣闊，且城區(qū)多分布在東部，中西部人口密度低，所以部分地區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)密度數(shù)據(jù)缺乏可參考性，需要人口密度進(jìn)行修正。

基于以上條件，以服務(wù)人口密度、網(wǎng)點(diǎn)密度為主要參考數(shù)據(jù)，人口密度為修正數(shù)據(jù)。根據(jù)圓通速遞的標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和上述條件，故網(wǎng)點(diǎn)數(shù)目設(shè)為0～2。

保定各縣市數(shù)據(jù)分析情況，如表2。

（2）從快件派送路線角度分析

保定地區(qū)中轉(zhuǎn)站位于保定市區(qū)，處于保定地區(qū)中部，各快件需在此中轉(zhuǎn)后派往各縣區(qū)，其中存在大量重復(fù)路線，同時(shí)派送路線長、時(shí)間久、效率低。派送示意圖，如圖2。

>> 圖2 保定地區(qū)中轉(zhuǎn)站派送示意圖

運(yùn)用各網(wǎng)點(diǎn)之間的直線距離，整理數(shù)據(jù)見表3、4。

表3 保定地區(qū)各縣市間直線距離所示

表4 保定地區(qū)各縣市間直線距離所示

>> 圖3 保定地區(qū)東北部聚集區(qū)網(wǎng)點(diǎn)分布

（3）確定網(wǎng)點(diǎn)布局分布

依據(jù)覆蓋模型的計(jì)算，采用拆分和撤并的方法對保定地區(qū)現(xiàn)有的快遞網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。由于各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)平均分布在各個(gè)縣區(qū)，且各個(gè)縣城規(guī)模有限，因此設(shè)置每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的最大服務(wù)半徑為16公里。

①保定地區(qū)東北部網(wǎng)點(diǎn)聚集區(qū)

圖3為東北部聚集區(qū)網(wǎng)點(diǎn)分布，N={涿州、淶水、高碑店、易縣定興容城、徐水、雄縣、安新}；M={涿州、淶水、高碑店、易縣定興容城、徐水、雄縣、安新}；通過百度地圖得到圖3中兩點(diǎn)間直線距離，根據(jù)最大服務(wù)半徑為16公里，不考慮模型的服務(wù)能力的約束條件公式，可確定A(j)和B(i)見表5。

②保定市及其南部地區(qū)

圖4為保定市及其南部地區(qū)網(wǎng)點(diǎn)分布。具體富凱情況見表6。

（4）網(wǎng)點(diǎn)覆蓋優(yōu)化成果

優(yōu)化后網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析及布局示意圖，見表7和圖5。

優(yōu)化過的各網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)人口密度、網(wǎng)點(diǎn)密度等數(shù)據(jù)均符合要求。

表5 東北部網(wǎng)點(diǎn)聚集區(qū)覆蓋分析

表6 保定市及其南部地區(qū)覆蓋分析

>> 圖4 保定市及其南部地區(qū)網(wǎng)點(diǎn)分布

>> 圖5 優(yōu)化后網(wǎng)點(diǎn)布局示意圖

表7 優(yōu)化后網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析

表8 保定地區(qū)東北部網(wǎng)點(diǎn)聚集區(qū)初始數(shù)據(jù)

2.保定地區(qū)圓通速遞網(wǎng)點(diǎn)中轉(zhuǎn)站選址優(yōu)化

本節(jié)應(yīng)用上文中轉(zhuǎn)站選址模型的重心法計(jì)算。為便于運(yùn)算，將計(jì)算過程簡化如下：

其中， 為新的RDC位置坐標(biāo)， 為現(xiàn)有網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)；-總運(yùn)費(fèi)； -運(yùn)輸總量； -運(yùn)輸費(fèi)率； -網(wǎng)點(diǎn)到新RDC的距離。

保定東北部網(wǎng)點(diǎn)聚集區(qū)初始數(shù)據(jù)，見表8。

①首先計(jì)算初始解，為了快速得到最優(yōu)解，應(yīng)用本節(jié)中的公式（10），計(jì)算見表9；

表9 初始解的確定

②運(yùn)用公式（9），計(jì)算各節(jié)點(diǎn)與初始坐標(biāo)的距離Di和初始運(yùn)輸總成本，見表10；

表10 Di和初始運(yùn)輸總成本

③運(yùn)用公式（10），進(jìn)行第一次迭代修正，見表11一次迭代修正；

④計(jì)算一次迭代后，各節(jié)點(diǎn)與新坐標(biāo)的距離和新的總運(yùn)輸成本見表12，表13為兩次迭代結(jié)果對比。

以上所得數(shù)據(jù)結(jié)果，新RDC坐標(biāo)經(jīng)地圖查詢位于高碑店，經(jīng)過多次迭代計(jì)算均位于高碑店。同理可求保定市及其南部地區(qū)的中轉(zhuǎn)站最優(yōu)選址坐標(biāo)位于清苑。最后得到優(yōu)化方案示意圖，見圖6。

三、結(jié)論

本文選擇保定地區(qū)圓通速遞公司網(wǎng)點(diǎn)布局為研究對象，通過對該地區(qū)各區(qū)域內(nèi)各網(wǎng)點(diǎn)的人口數(shù)據(jù)、地區(qū)面積、網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量、服務(wù)人口密度、網(wǎng)點(diǎn)密度等數(shù)據(jù)的分析，找出其在網(wǎng)點(diǎn)布局方面所存在的不足，根據(jù)快遞網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化原則、模式，結(jié)合網(wǎng)點(diǎn)覆蓋模型和中轉(zhuǎn)站選址模型對該地區(qū)內(nèi)的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行布局優(yōu)化，撤銷合并掉多余的網(wǎng)點(diǎn)，減少運(yùn)營成本同時(shí)簡化管理；新增部分網(wǎng)點(diǎn)，增大了圓通速遞公司的網(wǎng)點(diǎn)覆蓋；中轉(zhuǎn)站的設(shè)置與優(yōu)化派送路線，提升了運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本。

表11 一次迭代修正

表12 各節(jié)點(diǎn)與新坐標(biāo)的距離和新的總運(yùn)輸成本

表13 兩次迭代結(jié)果

>> 圖6 優(yōu)化后的保定地區(qū)中轉(zhuǎn)站派送示意圖