整车物流调度系统

1目录摘要...........................................................................................................................2一、问题重述............................................................................................................31.1问题背景.......................................................................................................31.2问题的要求...................................................................................................3二、模型假设..........................................................................................................4三、符号定义和说明................................................................................................5四、问题分析............................................................................................................54.1对问题一的分析：.......................................................................................54.2对问题二的分析..........................................................................................64.3对问题三的分析..........................................................................................6五、模型建立与求解................................................................................................75.1模型一的建立与求解....................................................................................75.1.1模型的建立........................................................................................75.1.2问题一的求解.....................................................................................95.2模型二的建立与求解..................................................................................135.2.1模型的建立......................................................................................135.2.2问题二的求解....................................................................................165.3模型三的建立与求解..................................................................................175.3.1模型的建立......................................................................................175.3.2问题三的求解....................................................................................18六、模型的评价与推广..........................................................................................186.1模型优点.....................................................................................................186.2模型缺点.....................................................................................................196.3模型的推广................................................................................................19七、参考文献........................................................................................................19八、附录.................................................................................................................202摘要随着市场经济的发展和物流专业化水平的提高，物流配送业得到了迅速的提高，所以如何解决物流配送车辆优化调度的问题就逐步成为城市建设发展的焦点。本文通过建立多个0-1整数规划模型，研究多种情况下的物流调度系统的车辆路线安排问题。对于问题一：首先利用Floyd算法求出任意两城市间的最短距离矩阵D，并按题目的要求，合理地设置了0-1变量，把订单作为建模对象，建立数学模型，刻画了任一种运输配送方案对应的总运输成本。采用了遗传算法进行求解，将染色体进行分区编码，分别表示货车和运单，并构建货车与运单间的对应关系，一条染色体即对应一种运输方案。以运输成本的倒数作为适用度值，随着种群的演化运输方案也在不断优化。将最终获得最优的运输方案，该方案下运输总成本为493250.8元。对于问题二，采用问题一中的建模思想，把货车作为建模对象，同样利用0-1整数规划建立数学模型，用遗传算法求解，得到最终的运输方案。该方案下得到总的运输成本，其值为2451199.6元。对于问题三，首先根据货车的评级分数定义满意度p，定义问题2所得结果对应的满意度最小，建立多目标规划模型，采用主要目标法，根据题意，选择运输成本作为主要目标，把优先安排车辆评级分数较高的货车这一目标用满意度刻画并作为次要目标，在问题二的模型基础上主观添加满意度2120%pp这一约束条件，利用遗传算法进行求解。关键词：物流运输0-1整数规划Floyd算法遗传算法3一、问题重述1.1问题背景物流与商流、信息流并称为现代经济的三大支柱，系统化、合理化的物流能创造巨大的经济利益，因此物流被认为是继劳动力、资源之后的“第三方利润源泉”，也是企业降低生产经营成本，提高产品市场竞争力的重要途径。物流系统的优劣也影响了业务流程的运行效率及其成本。物流配送车辆优化调度是一个多目标决策问题，决策目标可以是运输费用最少、运输风险最小、运行时间最短、出行车辆数最少、车辆空载率最小或需求满足情况最好等，并且，在一般情况下，各个目标之间会发生冲突。例如，运输时间最短，运输费用就不一定最省；而运输费用最省，运输时间却不一定最短。由于有这样的矛盾存在，就需要进行深入分析，衡量方案的合理性，最后选择最优的方案。国内某家物流公司的主要业务是从分布在全国的M个主机厂，将N种品牌商品小汽车调运到全国多个城市的4S店。请为该物流公司设计一套物流运输优化系统，以提高物流运输效率、优化运营成本。1.2问题的要求本题目不考虑小客车类型的差异，在运输过程中产生的主要运输成本包括：运输商品小汽车的业务费为0.7元/(公里·辆)，货车运输途中因部分车位空闲而产生的空载运输成本为0.2元/(公里·车位)，油耗动力成本为0.5元/公里，货车过路费用为0.4元/公里。问题1：建立数学模型考虑从某个主机厂调度货车来完成运输订单，如何安排货车，可以保证在完成运输任务的基础上运输成本最低。请用附件1中的数据来验证你的模型，并根据你的结果给出运单方案。允许将不同订单用同一货车运输，但是不允许将同一订单拆分用不同货车运输；一个运力货车运单的目的地城市的数量不超过3个。说明：车位是指一个货车最多能运输小客车的数量。问题2：由于小客车品牌不同，因此在运输的时候将小汽车进行了分级标识，4级别最高的为1，在同一个起运地优先安排货车运输这些级别高的小汽车。如果货车有剩余车位，则可以顺途运输其他城市的订单；如果起运地货车数量不足，可以从附近城市调运货车来运输本地订单。请建立数学模型，考虑如何安排货车，可以保证在完成运输任务的基础上运输成本最低。结合附件2中的数据，进行求解并给出运单。问题3：每辆货车对公司物流运输系统的价值和效率是不同的，通过对每一辆货车的运输汽车质损率、及时到达率、信息反馈率和服务态度等多方面进行跟踪评价，可以得到货车的评级分数，分数越高说明运输质量和效率越好。故在安排货车运输方案的时候，首先考虑运输成本最小，其次优先安排车辆评级分数较高的货车，在问题2的基础上，利用附件3中的数据进行求解并给出新的运单。二、模型假设1、小客车的类型没有差异，只有车位数的差异。2、每辆货车只配送一次货物，即不考虑货车配送完某些订单后再返程回参与其他订单的配送。3、对于问题一，所有的运力货车同时出发，不存在一辆运力货车走两条不同的线路；4、在运输途中各种费用只受路程距离的影响，不受其他因素影响。5、不考虑货车配送订单后返回起运地的运输成本。6、城市内部某一地点到其他城市的距离可看成该城市到其他城市的距离。7、不考虑货车返回所需要的各种费用。8、每个城市内区与与之间的距离忽略不计。5三、符号定义和说明符号含义X货车运输订单先后关系矩阵D订单目的地间最短路矩阵A订单目的地间邻接关系矩阵M运输油耗动力成本N货车过路费用P运输商品小汽车业务费Q货车空载运输成本R从附近城市调运货车的成本W总运输成本kf编号为k的货车车位数jh编号为j的订单商品小汽车数l起运地编号Y订单变化矩阵B邻接关系矩阵p满意度四、问题分析4.1对问题一的分析：问题中运输的订单只从一个主机厂起运，允许将不同订单用同一货车运输，但是不允许将同一订单拆分用不同货车运输，而且一个运力货车运单的目的地城市的数量不超过3个。由于一辆货车可能对应多份订单，但一个订单只对应一个6城市，所以我们把订单作为建模考虑的对象,对一份订单为单位进行分析，逐个考虑每一份订单之间的关系，建立0-1整数规划模型，构造每条线路上任意两城市间有无运输的有向邻