綠色運輸的路徑優化問題分析

［摘 要］ 在綠色供應鏈管理中， 研究綠色運輸的路徑優化問題并選取恰當的配送路徑， 可以加快對客戶需求的響應速度，提高服務質量， 增強客戶對供應鏈環節的滿意度， 降低服務商運作成本。本文采用遺傳算法對綠色供應鏈中的運輸問題進行分析，并利用VC較好地進行了實例驗證， 對企業實現科學快捷的配送調度和路徑的優化具有實際意義。

［關鍵詞］ 綠色運輸；路徑優化；遺傳算法；VC

［中圖分類號］F270.7［文獻標識碼］A［文章編號］1673-0194（2008）06-0084-03

一、 前 言

綠色供應鏈管理是從社會和企業的可持續發展出發，引入“綠色”或“環境保護”理念的設計思想，對產品從原材料購買、生產、消費，直到廢料回收再利用的整個供應鏈進行生態設計。其體系包括：綠色設計；綠色材料的選??；供應過程的選擇；綠色生產；綠色銷售、運輸、包裝和用戶管理；產品回收與處理。其中綠色運輸作為綠色供應鏈管理的一部分，是物流領域中一個相當重要的環節，因此本文針對綠色運輸進行路徑優化分析。

二、 綠色供應鏈的運輸優化問題分析

綠色供應鏈管理包括從產品設計到最終回收的全過程，對作為環節之一的綠色運輸的要求為：集中配送實現物流合理化、在運輸中控制運輸工具的能源消耗和合理規劃運輸路徑，以最短的路徑完成運輸過程。可見，綠色運輸的優化問題分析，也就是通常所指的物流配送路徑優化問題，即所謂的車輛路徑問題（Vehicle Routing Problem），是對一系列發貨點和收貨點， 組織適當的車輛行駛路線， 在滿足貨物需求量、發送量、交發貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制和時間限制等約束條件下， 達到使路程最短、費用最少、時間盡量短、使用車輛盡量少等目標。本文試用遺傳算法來求解該問題，考慮到車輛路徑問題約束條件的特殊性， 采用改進的遺傳算法設計了VC編碼， 并通過實例驗證其有效性和優越性。

1. 綠色運輸優化問題的數學模型

數學模型如下：

目標函數：

2. 綠色運輸的遺傳算法分析

（1）構造染色體， 產生初始種群

解向量可編成一條長度為k+m+1 的染色體（0，i1，i2，…，is，0， ij，…，ik，0，…，0，ip，…， iq，0 ）。在整條染色體中，自然數ij表示第j個分倉庫，代表總倉庫的0 的數目為m+1個， 把自然數編碼分為m 段，形成m個子路徑，表示由m輛車完成所有運輸任務。初始化染色體時， 先生成k個分倉庫的一個全排列， 再將m+1個0隨機插入排列中，注意必須要有兩個0被分別安排在排列的頭部和尾部， 并且在排列中不能出現連續的兩個0。

（2）計算適應度函數

本文將運輸成本變體， 將容量約束式（2） 轉為運輸成本的一部分， 運輸成本變為：

三、 實例分析

實例描述: 假設配送中心數為1， 客戶數k為9， 車輛總數m為2；車輛載重量q皆為8噸；各客戶點需求量為g （i=1，2，…，8）（ 單位為噸），已知客戶點與配送中心間的距離D 如表1所示（ 其中0 表示中心倉庫），要求合理安排車輛的運輸路線，使總運輸里程最小。

用VC編程實現遺傳算法：

通過VC的編程實現上表的10次迭代過程，得到以下結果：

種群大?。?00

交叉率：0.85

變異率：0.1

最大世代數：200

總運行次數：10

最優路徑：0→5→3→2→0 0→6→9→4→7→8→1→0

回路總開銷：28

四、結 論

本文在VC環境下編程， 實現了綠色運輸的路徑優化問題的遺傳算法， 程序在VC 7.0中調試通過，并通過實例分析得出用VC實現遺傳算法具有可行性和有效性?？梢?，在VC環境下使用綠色運輸的路徑優化遺傳算法程序， 能夠很好地解決實際問題，真正實現對路徑優化問題的分析。

主要參考文獻

［1］ 葉萍. 綠色供應鏈管理的系統研究［J］. 經濟經緯，2005，（2）.

［2］ 弓晉麗，程志敏. 物流配送路徑優化問題遺傳算法的實現［J］. 物流科技，2005，（12）.

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［4］ 周濤. 基于改進遺傳算法的TSP問題研究［J］. 微電子學與計算機，2006，（10）.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”