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        時變網(wǎng)絡(luò)下快遞員最優(yōu)投送路線研究
        ——以平江歷史街區(qū)為例

        2019-12-30 06:20:02沈立威王文佳范克危
        物流工程與管理 2019年12期
        關(guān)鍵詞:東路平江奇點

        □ 沈立威,潘 純,王文佳,孫 琳,范克危

        (蘇州科技大學(xué),江蘇 蘇州 215009)

        1 平江路歷史街區(qū)背景條件

        平江路于2009年被評為“中國十大歷史名街”,與觀前街相鄰。由于其道路通暢,快遞需求較多,極其適合進(jìn)行研究。平江路主干道西側(cè)為主河流段,東側(cè)靠西為商業(yè)街區(qū),靠東為居民區(qū),整體呈矩形,道路較直,研究進(jìn)行方便。

        了解當(dāng)?shù)亟謪^(qū)每條道路的快遞需求量并且制定最優(yōu)的投遞路線,不僅能夠優(yōu)化快遞服務(wù)質(zhì)量,令客戶滿意,還節(jié)約了快遞員的配送時間和精力,減少配送對該街區(qū)的道路壓力。這樣,在提高物流配送水平的同時,也能保證該街區(qū)良好的交通情況,實現(xiàn)旅游發(fā)展與居民生活的兩不誤。

        2 研究情況

        在對平江路各大主要配送路線進(jìn)行規(guī)整后,我們得出了區(qū)域道路模擬圖(圖1),我們將各點標(biāo)注上字母,并且記錄各條道路行進(jìn)時所需要的大致時間。

        圖中,由南向北,d為平江路主入口,A為白塔東路與平江路主路交界處。d至A段為平江路主干道;b為倉街與干將東路交界處,C為白塔東路與倉街交界處,bC段為倉街主路。

        由西向東,db為干將東路段;Za為邾長巷;XY為衛(wèi)道觀前、民生巷合路;VW為混堂巷;TU為大新橋巷;OQ為大柳枝巷;MN為丁香巷;FD為胡廂使巷;AC為白塔東路段。

        圖1 標(biāo)點后的平江路具體路線

        3 方法介紹

        “奇偶點圖上作業(yè)法(graphical method based on an odd-even-point approach)”是解決中國郵路問題的一個重要解決方法,即在某條路線中找到奇點,在奇點之間增加邊,令每條邊的權(quán)和原來的權(quán)相等,并把新增加的邊稱為重復(fù)邊。

        這樣就把原問題變?yōu)椋涸谝粋€有奇點的圖中,要求增加一些重復(fù)邊,使新圖不含奇點,并且重復(fù)邊的總權(quán)為最小。把使新圖不含奇點而增加的重復(fù)邊,簡稱為可行(重復(fù)邊)方案,使總權(quán)最小的可行方案為最優(yōu)方案。

        通過對奇偶點圖上作業(yè)法的延伸,小組實現(xiàn)了平江路快遞員投送道路的模型建設(shè),使用Excel工具,將平江路的各條路段規(guī)整于一套模型之中,并進(jìn)行了1500次不同路線模擬。

        4 平江路快遞需求分析

        在路線模擬前,小組還對平江路的快遞需求特征進(jìn)行調(diào)查,以圖更全面、具體地縱向了解平江路居民快遞需求情況。本次發(fā)放總計2000份調(diào)查問卷,問卷涉及年齡、月收入、最常使用快遞價格、使用快遞的頻率等特征,并且每類特征分為ABCD四個檔位,以得出每個年齡段內(nèi)最常見的組合類型。

        最終,小組收集到1768份有效問卷,其中男性812名,女性956名。結(jié)合調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果,平江路歷史街區(qū)的快遞使用者中,年齡為18~30歲的人最多,使用頻率也最高,年輕一代相對更能接受網(wǎng)絡(luò)購物。此外,這類人群可以承擔(dān)6至20元的相對適中的快遞費用,符合其收支范圍??梢?,網(wǎng)絡(luò)時代的消費主力軍依舊為年輕人群,利用好市場,配合良好的服務(wù),快遞企業(yè)必將能夠在投送作業(yè)中將成本壓縮至最低,收益提升至最高。

        5 平江路路段Excel仿真及最優(yōu)路線分析

        5.1 平江路各路段長度數(shù)值的隨機模擬

        結(jié)合平江路Excel模型圖,在軟件中將平江路每段路線的路徑長度設(shè)置為0單位至10000單位間的隨機數(shù)值,并且固定(表1)。根據(jù)表中數(shù)值,路長總和為110886單位。

        表1 平江路模型中各路徑的模擬長度

        5.2 快遞員最優(yōu)投送路線的研究過程

        在Excel軟件中,模擬1500次快遞員不同的投送路線,取其中的兩次,比較得出相對最優(yōu)投送路線的過程如下。

        如圖2所示,路徑總長為142242單位,可以看到重復(fù)邊為AB、FA、HI、ML、OP、NQ、VT、UW、YX、Zd、dc、cb、ab,重復(fù)路長為31356單位。

        圖2 平江路快遞投送路線一(相對最優(yōu)解)

        如圖3所示,路徑總長為142681單位,重復(fù)邊為AB、FA、HI、ML、OP、NQ、VT、UW、YX、Za,重復(fù)路長為31795單位。

        圖3 平江路快遞投送路線二(可行解)

        綜合上述兩種路線,圖2相對最優(yōu)解和圖3可行解的區(qū)別在于圈Zabd(圖4),檢驗此圈,最優(yōu)解雖然重復(fù)邊更多,但重復(fù)邊Zd、dc、cb、ab的長度相加比可行解中重復(fù)邊Za的長度更小,故兩解的總長存在439單位的差異。

        圖4 投送路線一、二中的區(qū)別圈

        5.3 時變條件下最優(yōu)路線分析

        研究前期的快遞需求調(diào)查顯示,不同時間段內(nèi),盡管平江路各條主路的需求不盡相同,但多少均有需求。小組在體現(xiàn)時變性方面,結(jié)合實際快遞需求的分析結(jié)果,將無住戶、無商家或者需求、可并入其他路段的路線單獨提取,設(shè)為不固定需求的路線。HE段在居民區(qū)內(nèi)部,該段需求有時可記入BH段;LP為石人弄,需求可計入MN段與OQ段;QU段為不定時經(jīng)營的雜貨鋪、UW段為新橋河段上方橋面,需求均不固定。為了避免重復(fù)計算,保證后續(xù)Excel模型模擬中得出的最優(yōu)解質(zhì)量,小組將其需求歸為0或1,單獨代入計算。0表示沒有需求,1表示有需求,則HE、LP、QU、UW四段可以組合出16種情況。比如,四條路都沒有需求,則可表示為0000。以此類推,16種情況分別為0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111。以0賦值的線段會在圖上剔除,此時,我們原本得到的最優(yōu)解就會發(fā)生變化,各不相同。

        6 結(jié)論

        本次課題研究對象為平江路快遞員最優(yōu)投送路線,屬于NP問題,即存在多項式算法能夠解決的非決定性問題。該問題計算量極大,原始算法為枚舉法,即將所有須經(jīng)路線都串聯(lián)起來,列舉并求和,算出總長后比較,缺乏科學(xué)性,也不適合具體操作。使用Excel建立模型具有創(chuàng)新意義,將平江路各條道路具體化,算法步驟也體現(xiàn)出自動性、簡潔化。在大量模擬后,能夠得出相對最優(yōu)解,使得快遞企業(yè)與快遞員在平江路具體投送路線的選擇上有參考余地。

        6.1 快遞企業(yè)方面建議

        當(dāng)前,國內(nèi)幾乎所有的快遞企業(yè)都采取分區(qū)配送的運作方式,將快遞員分區(qū)域管轄。區(qū)域內(nèi)情況往往相當(dāng)復(fù)雜,而且各個街道的路況、需求不盡相同。項目結(jié)論表明,快遞企業(yè)需要做好大量的前期準(zhǔn)備,首先了解區(qū)域內(nèi)快遞需求的詳細(xì)信息,再進(jìn)行模擬配送與計算,選取相對最優(yōu)方案。結(jié)合本次模擬研究,快遞企業(yè)在計算投送路線時,還應(yīng)當(dāng)最先考慮該地區(qū)的需求,進(jìn)行需求分析。

        6.2 快遞員投送方面建議

        對于快遞員而言,將企業(yè)提供信息與實際結(jié)合更是關(guān)鍵一環(huán)。在熟悉區(qū)域后,按照當(dāng)?shù)氐缆放c特點優(yōu)化配送環(huán)節(jié),能盡快地完成配送工作,一方面節(jié)約了自身的配送時間,另一方面,在無形中節(jié)約了企業(yè)的配送成本,提高運營效率。

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