摘 要：電子商務(wù)物流蓬勃發(fā)展，而物流配送是其中的關(guān)鍵，配送成本的控制有賴于配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。Web GIS的核心問(wèn)題就是實(shí)現(xiàn)地理信息共享，以解決配送規(guī)劃問(wèn)題。本文基于Web GIS構(gòu)建了一個(gè)物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，通過(guò)選擇配送中心、運(yùn)用地址匹配搜尋目標(biāo)、規(guī)劃詳細(xì)路線獲得配送路徑，并通過(guò)實(shí)例對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：Web GIS；物流配送；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

一、引言

隨著電子商務(wù)經(jīng)濟(jì)的興盛，現(xiàn)代物流得到了空前發(fā)展，而物流配送是電子商務(wù)物流的重點(diǎn)，配送效率在很大程度上取決于信息的處理，包括貨物信息與地理信息，如何對(duì)各類信息進(jìn)行處理，支持物流活動(dòng)的科學(xué)調(diào)度、合理安排配送中心、線路優(yōu)化等各項(xiàng)決策視為電子商務(wù)物流發(fā)展的要點(diǎn)。Web GIS技術(shù)的發(fā)展為物流服務(wù)提供了契機(jī)，通過(guò)Web GIS可以實(shí)現(xiàn)地理信息共享，為用戶提供地理數(shù)據(jù)服務(wù)，為配送中心規(guī)劃與線路安排提供了強(qiáng)大的地理位置數(shù)據(jù)支撐?；赪eb GIS對(duì)電子商務(wù)物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化研究有助于提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率與準(zhǔn)確度，具有一定的實(shí)際意義。

二、物流配送網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀

1.物流配送網(wǎng)絡(luò)模型研究

電子商務(wù)的發(fā)展改變了消費(fèi)者的購(gòu)物習(xí)慣，同時(shí)也促進(jìn)了物流業(yè)的發(fā)展，物流成本的高漲成為物流運(yùn)作的焦點(diǎn)，另一方面，消費(fèi)者對(duì)于電子商務(wù)服務(wù)的滿意度很大程度上受配套的物流服務(wù)影響，而同時(shí)電商對(duì)于客戶滿意度的重視程度也在不斷上升，由此物流服務(wù)效率與質(zhì)量也成為了買賣雙方共同關(guān)注的問(wèn)題。學(xué)術(shù)研究中對(duì)物流配送網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建一般是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題的解析，構(gòu)建以物流成本或客戶滿意度（時(shí)間滿意度、貨物完好率、物流服務(wù)品質(zhì)等）為單目標(biāo)或多目標(biāo)優(yōu)化模型，運(yùn)用優(yōu)化算法求解，從而獲得網(wǎng)絡(luò)中最佳配送中心選址與路徑。

一般物流配送網(wǎng)絡(luò)模型以物流成本為目標(biāo)函數(shù)，以配送中心擁有的配送工具配送量不超過(guò)上限，車輛行駛不超過(guò)額定路程，配送時(shí)間不超過(guò)客戶要求上限（部分模型以此為目標(biāo)函數(shù)）等為限制條件，構(gòu)建一個(gè)優(yōu)化模型。然后，運(yùn)用遺傳算法、模擬退火算法或蟻群算法等進(jìn)行求解，獲得的結(jié)果一般為配送順序（路徑）。也有一些研究考慮更為復(fù)雜，投入更大，配送效率更高的配送方式：構(gòu)建配送中心，劃分配送區(qū)域，多點(diǎn)供應(yīng)方式。該類模型首先要選擇配送中心，再進(jìn)行二級(jí)配送路徑規(guī)劃，獲得配送中心與配送路徑結(jié)果，大多也以物流成本為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化研究。

2.基于Web GIS的物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

目前對(duì)于物流配送的模型研究較多，有從配送路徑、車輛調(diào)度、配送中心選址等多角度開(kāi)展的研究，但是對(duì)于融合Web GIS思路的配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究較少，部分學(xué)者從構(gòu)建物流信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)等方面搭建基于Web GIS的物流網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供研究基礎(chǔ)。通常，基于Web GIS的物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化涉及路徑分析、地址匹配與資源分配三大塊內(nèi)容：

路徑分析是GIS比較基本的功能，路徑分析的核心處理是求解最佳路徑，一般為最短路徑，也有模型做特定要求，綜合考慮物流成本，如物流成本包含裝卸、運(yùn)輸、管理等多類型成本，或者還需要考慮客戶滿意度指標(biāo)，則最佳路徑需考慮綜合指標(biāo)。

地址匹配是Web GIS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地理信息共享后所引申出來(lái)的一個(gè)搜索功能，比如根據(jù)客戶訂單與IP歸屬進(jìn)行綜合匹配查詢，通過(guò)在線地理信息進(jìn)行二次編碼，根據(jù)自身要求進(jìn)行定制，提高搜索效率與質(zhì)量。

資源分配實(shí)質(zhì)上是二級(jí)配送的理念，根據(jù)客戶聚集情況與歷史需求選擇合適的二級(jí)配送中心，做好備貨，以快速高效地給客戶供貨，提高客戶滿意度，并且集中給配送中心供貨，分散給客戶配送，與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總庫(kù)配送成本更低，因此合理的配送資源分配即合理規(guī)劃物流配送中心，分區(qū)域配送，提高效率，降低成本。

根據(jù)Web GIS地理信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)與其融合物流配送網(wǎng)絡(luò)的特性，本文參考了相關(guān)學(xué)者網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)建了一個(gè)基于Web GIS的物流電子商務(wù)配送網(wǎng)絡(luò)模型，并做了相應(yīng)實(shí)例驗(yàn)證，為進(jìn)一步研究提供參考。

三、配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型構(gòu)建

基于Web GIS的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要解決各節(jié)點(diǎn)間的資源分配問(wèn)題，分為配送點(diǎn)選擇、配送點(diǎn)至需求點(diǎn)路徑分析與優(yōu)化兩個(gè)步驟。

1.網(wǎng)絡(luò)描述

令G=（V，E，D）表示物流電子商務(wù)配送網(wǎng)絡(luò)，表示各節(jié)點(diǎn)間距離，作為網(wǎng)絡(luò)的邊權(quán)，可以表示如下

2.配送點(diǎn)的選擇

（1）假設(shè)條件

①物流電子商務(wù)配送網(wǎng)絡(luò)中有個(gè)配送節(jié)點(diǎn)V1，其中個(gè)節(jié)點(diǎn)將被選取為配送中心，作為備貨與中轉(zhuǎn)中心，網(wǎng)絡(luò)中有個(gè)n客戶需求節(jié)點(diǎn)xi。

②規(guī)劃配送中心時(shí)參照的需求量與客戶節(jié)點(diǎn)分布為歷史數(shù)據(jù)，選取配送路徑為現(xiàn)實(shí)需求，且需求由客戶下單后產(chǎn)生，本文假設(shè)客戶節(jié)點(diǎn)的需求量在配送中保持不變；

③對(duì)客戶節(jié)點(diǎn)i的配送成本ci由需求量qi、配送距離lij、單位配送成本；

④配送點(diǎn)的配送量不能超過(guò)其配送上限，對(duì)多個(gè)客戶節(jié)點(diǎn)規(guī)劃路徑發(fā)現(xiàn)多個(gè)客戶點(diǎn)需求由同一個(gè)配送點(diǎn)供貨而超過(guò)供貨上限時(shí)，按先來(lái)后到原則執(zhí)行，對(duì)于無(wú)法滿足的后到節(jié)點(diǎn)重新規(guī)劃路線。

（2）基于成本的配送點(diǎn)選擇

根據(jù)第一部分對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的描述，運(yùn)用floyd算法逆向求解各需求點(diǎn)到最近的配送點(diǎn)路徑，可以用如下矩陣表示

其中節(jié)點(diǎn)1至m為n個(gè)待選點(diǎn)中選取出來(lái)的配送中心，n+1至n+m節(jié)點(diǎn)為客戶需求點(diǎn)，li（n+j）代表客戶節(jié)點(diǎn)與配送中心（i（i≤n））的最短距離，假設(shè)客戶需求節(jié)點(diǎn)j歷史需求量為hqj，令各配送中心的總成本為TC，

所有配送中心的成本之和即整個(gè)物流網(wǎng)絡(luò)的總成本，以總成本最小化為目標(biāo)函數(shù)，總成本最小時(shí)的配送節(jié)點(diǎn)即被選為配送中心，一般配送中心具有中心位置，離客戶需求節(jié)點(diǎn)聚集區(qū)較近，交通便利等特點(diǎn)，有助于提前備貨，快速完成客戶需求配送。配送中心選擇一般基于歷史數(shù)據(jù)的判斷，歷史客戶聚集區(qū)域、歷史需求量等要素，而實(shí)際需求與客戶聚集往往會(huì)隨著市場(chǎng)的變動(dòng)而發(fā)生變化，因此配送中心也應(yīng)該需要定期或不定期變動(dòng)的，考慮到額外的成本支出，本文暫不考慮這方面內(nèi)容。

3.配送路徑規(guī)劃

配送中心確定后，需要?jiǎng)澏ǜ髯缘呐渌蛥^(qū)域，根據(jù)各自的貨物存儲(chǔ)情況、配送車輛配置情況來(lái)確定具體客戶需求配送路線。這里我們引入Web GIS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析中的地址匹配技術(shù)，提高路徑搜尋效率。

（1）Web GIS地址匹配

在區(qū)域電子商務(wù)物流配送中往往會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題，實(shí)際配送路線路況與原先設(shè)定的線路會(huì)有一定出入，為了避免臨時(shí)路線再規(guī)劃，提高路線規(guī)劃質(zhì)量與效率，根據(jù)客戶下單地址與網(wǎng)絡(luò)地址歸屬（IP）共同確定配送目標(biāo)定位，并且使用Web GIS地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)查看實(shí)時(shí)地理信息（如百度地圖等地理信息服務(wù)商），確保準(zhǔn)確目標(biāo)、實(shí)時(shí)路線路況。

（2）配送路線規(guī)劃

對(duì)于配送中心i，其配送量上限為Q，配送車輛m輛，車輛k最大負(fù)荷為PK，該配送中心的配送范圍用集合表示，客戶需求點(diǎn)的實(shí)際需求用qi表示，需求點(diǎn)要求貨物到達(dá)的最長(zhǎng)時(shí)間用ti表示，車輛平均運(yùn)行速度為常數(shù)v。由于電子商務(wù)物流配送的客戶群體對(duì)配送速度的訴求，我們以最短距離，最快配送為目標(biāo)進(jìn)行路徑選擇。

根據(jù)客戶需求節(jié)點(diǎn)到配送中心的最短路徑進(jìn)行歸屬，求解出各個(gè)配送中心的配送范圍集合如下

按照就近配送原則匯集客戶點(diǎn)得到了各配送中心的配送范圍，構(gòu)成了整個(gè)配送網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)客戶滿意度優(yōu)先（現(xiàn)實(shí)中就是按下單時(shí)間來(lái)排序配送），沿途順帶配送原則確定配送先后順序：

①計(jì)算各配送中心最急配送需求，

②給配送中心中等待時(shí)間與配送時(shí)間之差最小的客戶優(yōu)先配送，運(yùn)用Web GIS地址匹配技術(shù)查詢路線，根據(jù)路線配送。

③對(duì)配送路徑中經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判斷，是否已經(jīng)獲得配送，沿途需求是否獲得滿足，則n=n-1，轉(zhuǎn)步驟①進(jìn)入下一配送，若未獲得配送，判斷為其供貨后是否能夠滿足目標(biāo)客戶的需求，即車輛k最大負(fù)荷為pk與目標(biāo)客戶需求之差是否滿足沿途需求，若可以滿足h個(gè)客戶，則進(jìn)行供貨n=n-h，轉(zhuǎn)步驟①。

四、物流電子商務(wù)配送實(shí)例

電子商務(wù)物流的發(fā)展得到了空前的發(fā)展，前面我們構(gòu)建了配送模型，為了驗(yàn)證模型的實(shí)用性，以下通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

設(shè)某區(qū)域內(nèi)電子商務(wù)物流配送網(wǎng)絡(luò)有10個(gè)客戶需求點(diǎn)，從5個(gè)待選配送點(diǎn)中選擇2個(gè)配送中心，每個(gè)配送點(diǎn)各有車輛一臺(tái)，車載6噸，平均行駛速度為60 km/h，各需求點(diǎn)的歷史需求量（前一年全年需求量，用于確定配送中心）、當(dāng)前需求量與時(shí)間要求，各點(diǎn)之間的距離詳見(jiàn)表格。

從配送路徑結(jié)果可以看出配送中心V13，V14被選中，說(shuō)明該兩個(gè)點(diǎn)處于客戶需求點(diǎn)的中心位置，兩個(gè)配送中心配送均經(jīng)過(guò)兩輪運(yùn)送，一方面車輛載重有限，另一方面客戶需求點(diǎn)位置較為分散。再者，本文以配送網(wǎng)絡(luò)成本最小為目標(biāo)選取物流配送中心，進(jìn)一步規(guī)劃配送路線，獲得的配送方案較普通配送成本更低，客戶滿意度更高。

五、結(jié)語(yǔ)

物流配送網(wǎng)絡(luò)研究不是一個(gè)新話題，對(duì)于物流配送路徑規(guī)劃、配送點(diǎn)選址、車輛調(diào)度問(wèn)題的研究比比皆是，但是多數(shù)研究基于單方面考慮，沒(méi)有綜合考慮配送中心、配送路徑等多方面考慮，尤其是在地理信息系統(tǒng)與Web技術(shù)快速發(fā)展，運(yùn)用Web GIS進(jìn)行物流配送網(wǎng)絡(luò)研究成為一個(gè)新的研究切入點(diǎn)。本文對(duì)Web GIS研究要點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)掘Web GIS研究中的物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化特性（如路徑優(yōu)化、資源分配等），融合兩者研究共性構(gòu)建了一個(gè)基于Web GIS的物流配送網(wǎng)絡(luò)模型，分以成本為目標(biāo)選擇配送中心與以客戶滿意為目標(biāo)規(guī)劃配送路徑兩步對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行研究，獲得配送中心與最佳配送路線，合理解決電商物流配送問(wèn)題。但是，本文考慮的Web GIS技術(shù)的淺層次應(yīng)用，更深層次的物流信息與地理信息系統(tǒng)集成平臺(tái)構(gòu)建與技術(shù)分析有待進(jìn)一步深入，同時(shí)本文配送中心為固定點(diǎn)，更貼近成本優(yōu)化的移動(dòng)配送中心研究有待后續(xù)進(jìn)一步開(kāi)展。

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