一種基于遺傳算法的區域物流網絡選優方法

　　摘要：本文利用區域物流的有關理論，討探了物流網絡建設的框架，結合區域物流服務的需要，從第三方物流企業的角度出發，側重于對區域現有的物流中心進行整合和選擇，利用改進的遺傳算法對現有物流節點進行最優化選擇，從而在根本上提高區域物流網絡建模的效率和運行參數的可靠性。
　　關鍵詞：遺傳算法；區域物流；網絡建模；選優方法
　　中圖分類號：F224 文獻標識碼：A
　　
　　一、引言
　　
　　近幾年區域物流的發展，體現了物流與區域經濟發展相輔相成的道理，區域物流發展的宏觀與微觀經濟價值不斷顯現。發展第三方物流服務，完善區域之間的通道化物流網絡系統，以及區域內部的物流基礎設施系統對于形成區域網絡化物流服務格局，降低區域之間及區域內部的經濟要素流動成本，提高物流活動效率，加快區域經濟的發展引起了普遍的重視。
　　
　　二、利用貝葉斯法則對遺傳算法的改進
　　
　　貝葉斯法則是概率統計中的應用所觀察到的現象對有關概率分布的主觀判斷（即先驗概率）進行修正的標準方法。本文利用貝葉斯發則對再生的概率進行修正，提供一種提高選擇壓力和保持種群多樣性之間達到某種平衡的策略。
　?。?）貝葉斯法則：
　　
　　修正后的概率后利用輪盤賭的處理方式，決定再生結果。改進的方面核心是對主觀經驗概率P（A│Bi）的定義，筆者認為，P（A│Bi）一般選擇05—0.7之間，為了使適配值再生概率小的種群不被過早的淘汰，種群適配值再生概率的大的取值小，種群的適配值再生概率的大的取值大。這樣，在一定程度上保存了種群的多樣性，減輕了選擇壓力，由于再生概率修正幅度不大，對算法的收斂速度不會有太大影響。
　　
　　三、具體應用及其模型分析
　　
　　1．網絡模型的建立與解算
　　如果將物流中心規劃在同一區域的各個地點，不同布局方案可能使整個物流系統的運作成本產生很大的差異，一般來講，物流中心選址和網點布局應以費用低、服務好、輻射強以及社會效益高為目標。假設某第三方物流企業處于城市經濟圈，準備建設自己的配送網絡，假設有s個已建設好的物流中心可供選擇，有m個物流資源點，有n個用戶以一定服務水平接受配送中心服務，如圖3-1所示。假設：資源點到配送中心，配送中心到用戶的運費均為線性函數，配送中心的可變成本為流量的凹函數，配送中心的容量和個數均受限制。
　　
　?。?）變異操作
　　采用傳統的基本位變異。對個體的每一位（基因座），以變異概率Pm指定為變異點，對每一個指定的變異點，將其基因值作取反運算，從而產生出一個新的個體。
　?。?）終止條件判斷
　　判斷終止條件之一是否滿足，如果滿足，停止運算；否則，令t=t+1，轉到3。算法的終止條件有以下三種：
　　1） 如果在給定的最大運行代次內得到最優解，則停止運行；
　　2） 達到預先給定的最大運行代次即停止運行；
　　3） 因為有可能得不到最優解，按照收斂條件判斷是否終止，當滿足給定的條件即停止運行。
　　3．參數的確定
　　1）二進制編碼串的長度LC=S；
　　2）群體大小n取決于問題的復雜程度即己建設物流網點的個數和備選地點的個數，通常在100-200之間取值；
　　3）交叉概率N取值在0.7-0.8之間；
　　4）變異概率P二取值在0.01-0.03之間;
　　5）最大運行代數T取值在100-200之間。
　　4．解除約束
　　采用懲罰策略懲罰策略，基本思想為：對在解空間中無對應可行解的個體，在計算其適應值時，處以一個懲罰函數，從而降低該個體的適應性值，使該個體被遺傳到下一代群體中的概率降低。構造帶有懲罰項的評價函數為：
　　
　　 其中，F （i）為考慮了懲罰函數后的評價函數即新的適應性值，F（i）為原評價函數即原適應性值，P（i）為懲罰函數。為了簡化運算，提高算法的運行效率，本文采用懲罰函數的一種極端處理情況，即當某個體不滿足約束條件時，設定P（i） = -F（i），則其適應性值F（i）=0。
　　5．確定最優解的方法
　　按照上述3種終止運行準則，相應確定最優解（滿意解）的方法為：
　　1）終止時群體中的最好的個體即為最優解；
　　2）終止時群體中挑出的比較好的個體即為滿意解；
　　3）滿足條件的個體即為最優解或滿意解。
　　當得到的最優解或滿意解不止一個時，可以根據實際情況確定出一個最合理的解。
　　
　　五、結束語
　　
　　本文研究了區域物流網絡的節點的選址問題，以費用最小為目標，建立了選址的數學模型。針對遺傳算法在 “種群多樣性”和“選擇壓力”尋找平衡的問題，提出了利用概率統計中貝葉斯法則對再生概率進行修正的新思路。對于第三方物流網絡的建設問題，本文建立的0-1混合規劃選址模型可以針對在一定的區域內，合理選擇物流節點提供幫助，而目前的研究多數都是僅僅針對新建配送中心網絡的選址問題；上述選址模型仍需實踐進行檢驗。
　　作者單位：劉敏 山東商業職業技術學院工商系
　　王家敏 山東商業職業技術學院工商系
　　孔祥法 淄博建筑工程學校
　　
　　參考文獻：
　　[1] 余澤忠．城市經濟圈的發展與區域經濟合作[2] 求索2004．7：28—39．
　　[3] 趙振勇．遺傳算法改進策略的研究[J]．計算機應用．2006．6: 185-186
　　
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