運(yùn)輸車輛調(diào)度優(yōu)化的研究和實現(xiàn)

摘要：通過對車輛調(diào)度問題進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，提出了簡單實用的車輛調(diào)度算法，為實現(xiàn)計算機(jī)半智能執(zhí)行調(diào)度任務(wù)，設(shè)計了車輛的分配及優(yōu)化方案。對物流配送企業(yè)實現(xiàn)計算機(jī)配送調(diào)度，降低成本和提高物流經(jīng)營管理水平具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：車輛調(diào)度；物流；優(yōu)化方案

中圖分類號：F513.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1005-6432(2008)36-0076-02

Research and Accomplishment of Haulage Vehicle Scheduling Optimization

Jiang Hua1 Yi Zhengjiang2

(1.School of Information Engineering，Jiaozuo University; 2.School of Economics and Management， Jiaozuo University)

Abstract: Through the mathematical analysis for the vehicle scheduling problem， this paper made simple and practicalvehicle scheduling algorithm. To achieve the implementation of computer-smart scheduling tasks， we designed the program ofvehicle scheduling optimization. This program realizes distribution scheduling with computer to the logistics and distributionenterprise， reduce costs and improve logistics management level have a certain reference value.Key Words: vehicle scheduling; logistics; optimization program

一、前言

電子商務(wù)廣闊的發(fā)展前景和連鎖商業(yè)的迅速發(fā)展為物流配送提供了發(fā)展契機(jī)，以往采取的手工作業(yè)或簡單的計算機(jī)作業(yè)處理方式已經(jīng)不能滿足迅速發(fā)展的業(yè)務(wù)要求。隨著物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，物流量的急劇增加，企業(yè)在進(jìn)行物流配送時面臨一系列的問題。綜合人和計算機(jī)兩方面優(yōu)勢的配送調(diào)度系統(tǒng)能有效地輔助處理配送過程中大量的決策問題，因此，是解決這一系列問題的良好方案。

本文以對整車物流配送的企業(yè)提供智能化、決策化支持為目標(biāo)，提出以整車調(diào)度優(yōu)化為目的的數(shù)學(xué)分析模型；然后討論了基于J2EE的輕量級Web軟件系統(tǒng)框架；最后對建立計算機(jī)實現(xiàn)整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計。

二、車輛物流的技術(shù)環(huán)境

車輛物流是集現(xiàn)代運(yùn)輸、倉儲、保管、搬運(yùn)、包裝、產(chǎn)品流通及物流信息于一體的綜合性組織和管理。車輛整車及其零部件的物流是各個環(huán)節(jié)必須高度有效銜接的高技術(shù)行業(yè)，主要包括車輛滾裝物流技術(shù)、整車物流信息技術(shù)、采購與JIT、生產(chǎn)供應(yīng)技術(shù)等方面。

(1)滾裝物流技術(shù)。滾裝物流實際上是一種和車輛運(yùn)輸緊密相關(guān)的物流技術(shù)，利用車輛自身具有移動作業(yè)能力的特點(diǎn)，結(jié)合其他的運(yùn)輸方式組合而成的運(yùn)輸方式。目前常見的有：車輛-車輛模式、集裝箱-車輛模式、輪船-車輛模式、火車-車輛模式等。這些運(yùn)輸模式形式多樣，特點(diǎn)各異。

(2)整車物流信息技術(shù)。現(xiàn)代物流是以信息技術(shù)、電子技術(shù)為代表的高科技所支撐的集成化體系。信息化、智能化、集成化及專業(yè)化是現(xiàn)代物流的發(fā)展方向。廣泛采用GPS和GIS技術(shù)，可以優(yōu)化駁運(yùn)車運(yùn)輸體系，降低物流運(yùn)輸成本，包括隨時隨地、方便快捷地了解駁運(yùn)車的最新狀況，就近調(diào)度，贏得更多時間；充分利用回程運(yùn)力資源，實時跟蹤調(diào)度單、訂單及商品車的狀態(tài)等。

(3)采購與J I T生產(chǎn)供應(yīng)物流技術(shù)。主要包括相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備和信息系統(tǒng)。在運(yùn)輸工具配備上，使用專用的巷道式堆垛機(jī)和揀選叉車結(jié)合作業(yè)，在信息系統(tǒng)方面，倉儲管理系統(tǒng)采用中央控制、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和倉儲自動識別系統(tǒng)相結(jié)合的方式，將可以通過網(wǎng)絡(luò)與車輛生產(chǎn)廠進(jìn)行實時的信息交換，接收生產(chǎn)計劃和J I T配送訂單，進(jìn)行J I T生產(chǎn)供應(yīng)，并及時反饋配送執(zhí)行情況。

三、調(diào)度優(yōu)化模型的數(shù)學(xué)描述

1.需求描述

車輛調(diào)度優(yōu)化模型屬于實時決策范疇，其系統(tǒng)運(yùn)行模式通常是：

(1)調(diào)度系統(tǒng)通過各種方式(E D I，手工生成，系統(tǒng)自生成……)不斷獲得新的客戶運(yùn)輸調(diào)度指令。

(2)每隔一個時間段，系統(tǒng)被觸發(fā)運(yùn)行一次優(yōu)化模型，完成一個波次的預(yù)調(diào)度，把調(diào)度指令根據(jù)模型設(shè)置的若干規(guī)則分解成可實際操作的調(diào)度計劃。

(3)最后，系統(tǒng)調(diào)度人員確認(rèn)預(yù)調(diào)度計劃，調(diào)度計劃得到真正執(zhí)行，進(jìn)入實體運(yùn)作階段，直至計劃成功實施或者失敗系統(tǒng)重新生成調(diào)度指令，進(jìn)入上面的循環(huán)。

2.模型數(shù)學(xué)描述

模型符號說明：

(1)Xi變量，表示是／否選擇第i個Column(１／０)；

(2)Rij(或Pij ) ，表示第i個Col u m n，行集合R(或P)中第j行的值；

(3)Si(或Fi)，表示第i個Column，行S（或F）；

(4)Gj，j=1～np，表示需要完成的每種運(yùn)輸需求的數(shù)量，數(shù)據(jù)排列順序和裝載方式中P集合內(nèi)的數(shù)據(jù)排列順序相同；

目標(biāo)和約束

[目標(biāo)函數(shù)]

其中， 為各項權(quán)重。

運(yùn)輸量：

優(yōu)先級程度：

[約束條件]

每輛真實運(yùn)輸工具都有相應(yīng)的裝載計劃。

運(yùn)輸工具完成總的運(yùn)輸任務(wù)＋虛擬運(yùn)輸工具完成總的運(yùn)輸任務(wù)＝需求

四、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

以某物流運(yùn)輸有限公司的整車運(yùn)輸調(diào)度業(yè)務(wù)需求為例，設(shè)計和實現(xiàn)整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)。整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)屬于該物流公司整車調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一部分，對原來系統(tǒng)中的若干人工處理業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)范和優(yōu)化，并最終替代手工調(diào)度作業(yè)，由于該模型系統(tǒng)囊括了調(diào)度業(yè)務(wù)中的核心作業(yè)，優(yōu)化模型系統(tǒng)逐漸變?yōu)檎麄€系統(tǒng)的核心模塊。

1.車輛調(diào)度系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在物流業(yè)務(wù)中的位置，核心整車調(diào)度系統(tǒng)可以簡單的看做：物流系統(tǒng)(T M S)從客戶處獲得整車訂單，合理安排分供方的運(yùn)輸工具把商品車運(yùn)送到指定的倉庫或經(jīng)銷商。在TMS內(nèi)部，系統(tǒng)包括若干功能子模塊，如圖1所示。核心業(yè)務(wù)模塊主要是訂單管理子系統(tǒng)和調(diào)度單管理子系統(tǒng)(圖中核心位置表示)；支持子系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息采集，人員權(quán)限信息設(shè)置，系統(tǒng)安全管理等功能；B I子系統(tǒng)包含所有業(yè)務(wù)報表的描述；系統(tǒng)還包括若干其他子系統(tǒng)，來完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，定時數(shù)據(jù)同步，系統(tǒng)監(jiān)控等工 作。

2.系統(tǒng)實現(xiàn)框架原理

系統(tǒng)實現(xiàn)采用當(dāng)前比較流行的框架體系，如圖2所示，前端表現(xiàn)層采用Turbine＋Velocity實現(xiàn)Web MVC訪問模式，主體采用S p r i n g框架做業(yè)務(wù)層的整合，分為AO(Application Object)和Manager兩個邏輯訪問層，AO層主要為整合各業(yè)務(wù)對象提供的服務(wù)，向前臺M VC層提供事務(wù)級的應(yīng)答請求，M a n a g e層則負(fù)責(zé)各個業(yè)務(wù)對象本身的業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)，并向數(shù)據(jù)訪問層提交或請求數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)訪問層基于ORM產(chǎn)品IBatis來實現(xiàn)O/R Mapping和數(shù)據(jù)庫訪問，向業(yè)務(wù)層提供細(xì)粒度的數(shù)據(jù)讀寫實現(xiàn)接口。三層間的對象訪問通過Spring IOC容器實現(xiàn)依賴的解耦，容器在對象生成時提供該對象所需要的依賴對象或資源。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

五、結(jié)束語

當(dāng)前，全球市場競爭越來越激烈，我國物流企業(yè)必須合理地優(yōu)化貨物的調(diào)度方案，充分利用企業(yè)內(nèi)外部可用資源，以降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)輸質(zhì)量，獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。整車物流企業(yè)計劃調(diào)度技術(shù)的研究，正是解決這些問題的主要途徑之一。

作者單位：

姜 樺 焦作大學(xué)信息工程學(xué)院

易正江 焦作大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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