城市配送研究的新進展

課題組

（重慶交通大學管理學院，重慶市400074）

城市配送研究的新進展

課題組

（重慶交通大學管理學院，重慶市400074）

城市配送引發的城市擁堵、配送成本高等現象制約著我國電子商務的發展，對城市配送現有研究成果進行分析與總結有助于電子商務的理論研究。綜述2006～2014年國內外有關城市配送的文獻，可按研究內容分為九個方面，即城市配送體系問題、城市配送模式問題、城市配送中心問題、城市配送路徑優化問題、城市配送車輛調度問題、城市配送信息化建設問題、城市配送可持續問題、城市配送評價問題以及城市配送的其他問題；按研究方法可分為定量、定性、定性定量結合三類。分析發現，當前城市配送的研究重點在于配送中心選址問題、車輛路徑優化問題、城市配送可持續問題和城市配送評價問題。其中，配送中心選址和車輛路徑優化問題研究方法成熟、成果顯著，而城市配送可持續問題是研究熱點。今后，隨著人們對可持續發展和數據挖掘技術的日益關注，還要進一步加強城市配送可持續性、城市配送領域數據挖掘技術應用方面的研究。

電子商務；城市配送；文獻綜述；最后一公里

一、引言

目前，我國正在迎來電子商務發展的黃金時期，這也給我們的物流行業帶來了巨大的市場機遇。電子商務的發展離不開現代物流的支撐，而現階段由于我國物流行業發展相對滯后，制約了電子商務的發展。[1]特別是作為物流活動的“最后一公里”，我國城市配送更是在物流設施網絡結構布局、物流設備應用、配送運營、管理、物流資源整合以及標準化、信息化建設等方面存在不少問題，[2]引發了城市擁堵、城市污染、配送成本不經濟等現象，成為電子商務發展的瓶頸。鑒于城市配送對我國電子商務發展的重大理論意義與實踐價值，有必要對國內外現有城市配送研究成果進行歸納和分析，以對今后電子商務理論研究工作有所裨益。

本文收集了2006～2014年國內外核心期刊上發表的有關城市配送問題的學術論文，分析總結其中的城市配送問題及解決方案，并按照研究內容、研究方法進行歸類。

二、研究內容

現有關于城市配送問題的文獻，其研究內容包括城市配送體系問題、配送模式問題、配送中心問題、配送路徑優化問題、配送車輛調度問題、信息化建設問題、配送可持續問題、配送評價問題以及其他問題。城市配送研究內容的分類以及各類研究文獻占文獻總數的比例如表1所示。

1.城市配送體系問題。學者們對城市配送體系的研究主要著眼于配送體系優化問題。張世翔[3]建立了物流中心城市綜合評價指標體系，對長江三角洲地區12個重點城市的物流綜合實力進行量化評估與排序，提出了長江三角洲地區多級城市物流配送體系規劃方案；張建軍[4]借用物流決策三角形理論，對目前我國城市配送水平低下等城市配送系統性問題進行了詳盡的分析和研究，提出了優化我國城市配送業務的對策；劉建朋[5]則從城市化進程、城市經濟發展等方面，對中原經濟區建設城市物流配送體系進行需求分析，提出了優化城市配送體系的若干建議。

表1 城市配送研究內容分類以及各類文獻所占比例

2.城市配送模式問題。目前關于城市配送模式問題的研究，其關注的重點在于共同配送和公共配送。在共同配送方面，羅素·G·湯姆森（Rus?sellG.Thompson）[6]提出了由車輛在供應商之間進行取貨的干線路徑和向零售商送貨的配送路徑組成的共同配送模式。在公共配送方面，郝書池[7]分析了城市公共配送形成的外部機理和內部機理；余開遠[8]指出了公共配送對我國城市配送發展的不利因素，提出了在我國城市實施統一配送的框架思路；而姜燕寧[9]則從運作方式與功能定位等方面入手，分析了政府型城市公共配送模式、企業型城市公共配送模式以及政企合作型城市公共配送模式，提出了推動城市公共配送的對策。在其他配送模式方面，樊雪梅[10]采用層次分析法和數據包絡分析法建立了城市配送效率評價模型，對電商各種配送模式的投入產出效率進行計算，最后通過計算實例指出，自營實體店配送、傳統配送企業服務、共同配送企業服務為相對有效的三種方式。

3.城市配送中心問題。在選址問題方面，國內外學者主要應用了整數線性規劃、非線性規劃、多目標規劃等運籌學方法以及其他定量方法。廖理[11]綜合考慮配送中心的經濟性、時效性要求，以總成本最小化為決策目標，以時效性要求為約束條件，構造了具有時效性約束的配送中心選址模型；張戎[12]提出了城市配送末端節點布局的雙層規劃模型，上層規劃模型從規劃者角度使整個系統最優，下層規劃模型從客戶角度綜合考慮末端節點到客戶距離、服務價格、服務質量等三個方面的主要因素以使客戶系統最優。隨著人們對可持續發展的關注，學者們也逐步展開了對可持續發展下配送中心選址問題的研究。奧利維爾·居永（Olivier Guyon）[13]綜合考慮經濟成本、環境成本、社會成本，提出了可持續整數線性規劃選址模型；王寅[14]應用雙層規劃模型解決了納入軌道運輸之后的城市配送中心選址問題，以緩解城市擁堵問題。

上述研究都是在確定的條件下進行的，然而實際生活中常常出現數據資料缺乏等不確定條件。在模糊環境下，安賈莉·阿瓦斯蒂（Anjali Aw?asthi）[15]應用模糊TOPSIS方法建立多目標選址評價體系，對物流中心候選地進行了評價；莫羅·瑪麗亞·巴爾迪（MauroMaria Baldi）[16]在運輸成本概率分布不確定的情況下，以包含固定成本和運輸成本的總成本最小化為目標，以轉運站容量限制為約束條件，利用極值理論中的漸進逼近方法，構造了非線性規劃選址模型。

在其他方面，盧瓦·德拉特（Loic Dela?tre）[17]在分析法國不二價（Monopri）商店配送中心采用天然氣汽車（NGV）和軌道交通進行配送帶來的經濟和環境效益基礎上，概括了從環境和經濟方面優化城市配送中心的步驟；步磊[18]利用TOPSIS和灰色關聯度方法解決了配送車輛與多個配送中心距離相等時的配送中心選擇問題。城市配送中心對貨物配送整合具有非常重要的意義，然而薩拉·韋爾蘭德（Sara Verlinde）[19]指出，實際生活中配送中心生命周期非常短，并研究了沒有配送中心的城市貨物配送整合問題。薩拉·韋爾蘭德認為，運輸公司與零售商的零交流是城市貨物運輸缺乏整合的根本原因，并從供應商和零售商角度總結了缺乏配送中心的貨物運輸整合方法。

4.城市配送路徑優化問題。通過對配送網絡系統進行分析，城市配送路徑優化研究達到了進一步降低日益復雜的物流配送成本和城市交通擁堵等目的。

卡特婭·卡爾（Katja Buhrkal）[20]在傳統的基于時間窗的廢物回收車輛路徑問題數學模型中，針對不同實例增加了每條配送路徑的顧客總數、需求量之和、運輸司機休息時間、車型等約束條件，并設計了相應的適應大范圍局部搜索的算法（ALNS）：首先由貪婪算法得出初始的車輛路徑方案，然后通過“破壞”與“修補”產生新的方案，最后得到最優解。趙璐[21]在蔬菜配送車輛路徑問題上，以最低配送成本為目標，綜合考慮客戶滿意度與蔬菜新鮮度要求，構造了有道路限行的多車型帶客戶需求時間窗的車輛路徑優化數學模型，同時為該模型設計了相應的遺傳求解算法。

然而，傳統算法在客戶規模龐大、交通網絡復雜的多約束車輛路徑優化問題中，卻顯得無能為力。對此，朱孟高[22]提出了一種新的兩階段啟發式算法——集束式算法，利用客戶點歸并算法對末梢客戶和同路段客戶進行客戶點合并，然后采用啟發式構造算法對合并后的客戶點進行分派，利用遺傳算法或禁忌搜索算法對分派到線路中的所有客戶進行訪問次序排序，得到線路內客戶最優或近似最優的訪問次序；胡紅春[23]則采用方案可接受性指數來評價路徑優化方案被接受的程度，并使用綜合集成法對方案可接受指數中難以量化的客戶滿意度和可推行度指標進行評價。

在上述文獻中，車輛旅行時間均是靜態的平均數據，而姜·費邊·埃姆克（Jan Fabian Ehmke）[24]通過對傳統的路線圖旅行時間（RT）和利用知識發現技術從浮動車輛數據（FCD）提取出的三種時間依賴型旅行時間，即浮動車輛平均旅行時間（FA）、浮動車輛小時平均旅行時間（FH）、加權的浮動車輛平均旅行時間（FW）進行大量隨機試驗，指出RT和FA不適合作為城市物流車輛路徑問題的車輛旅行時間，而FH和FW提高了城市物流車輛路徑方案的可靠性。進一步，在FW基礎上，姜·費邊·埃姆克[25]將“非先進先出”的數字地圖轉化為“先進先出”的數字地圖，運用迪安（Dean）提出的時間依賴最短路徑算法計算出時間依賴型距離矩陣，最后使用五種啟發式算法，即時間依賴型鄰近啟發式算法（TDNN）、動態時間依賴型鄰近啟發式算法（TDDPNN）、時間依賴型插入式算法（TDIH）、TDIHDP-TDDPNN與TDIH混合算法、時間依賴型節約啟發式算法（TDSAV），分別對基于時間依賴型旅行時間的車輛路徑問題進行求解。此外，姜·費邊·埃姆克[26]在客戶參與式送貨上門服務的城市配送車輛路徑問題中，建立了時間依賴型車輛路徑問題的數學模型，并通過連續插入啟發式算法和并行插入啟發式算法得出初始路徑方案，然后利用禁忌搜索算法優化初始方案，得出模型的最終解。

5.城市配送車輛調度問題。目前專門研究城市配送車輛調度問題的文章很少，大部分采用啟發式算法對模型進行求解。

李光華[27]通過引入配送周期概念，修正了過去以天為周期計算配送中心所需車輛數的方法，并在考慮車輛數對客戶服務水平影響后，建立了成本最小的配送中心自有車輛數決策模型。李顯生[28]提出了客戶滿意度最高、總成本最低、配送車輛空載率最小的多目標決策模型，通過分派啟發式算法保證最大程度地滿足客戶要求，再利用節約算法保證全局最優，最后對初始解進行局部和整體優化調整以得到較優解。趙魯華[29]在李顯生研究基礎上，研究了追求總體效益最優的多網點車輛調度多目標決策模型，并設計了掃描（Sweep）啟發式算法與費希爾（Fisher）、加庫瑪（Jaikumar）分派啟發式算法的混合算法來求解。而盧冰原[30]構造了一種具有較高精度的提前/滯后懲罰函數，并在此基礎上建立了以最小化配送費用和客戶時間窗提前/滯后懲罰為目標的具有模糊時間約束的多車型車輛調度問題模型。在求解方面，針對經典粒子群算法容易陷入局部最優的問題，給出了一種具有量子行為的改進粒子群算法來改善粒子群算法的性能，最后通過仿真試驗證明了算法的可行性與有效性。

6.城市配送信息化建設問題。隨著信息技術的普及，信息系統也逐漸應用于城市配送中。信息系統的開發利用不僅能夠促進城市配送的信息化發展，節省人力物力，還可為物流企業決策者提供科學依據。

盧冰原[31]針對我國城市社區配送與退貨逆向物流環節中存在的問題，基于商務智能技術與知識管理理論，提出了一種具有智能決策支持能力的物流信息平臺模型，為包括城市社區物流服務中心、區域服務站、社區服務點在內的三級結構的雙向一體化物流服務模式提供技術支撐。此外，盧冰原[32]針對模糊環境下的車輛調度問題，開發了與之相適應，基于知識庫、模型庫、方法庫的城市配送車輛調度決策支持系統。胡向沛[33]對城市配送中常見的緊急情況（如顧客需求量突然增加）進行分類，并在信息系統中納入相應的車輛路徑優化模型，實現了城市配送供應鏈應急管理的半智能化。安東尼奧·賈（Antonio Comi）[34]設計了評價城市物流系統的信息平臺，該平臺包括城市物流系統評價指標體系以及由需求模型、道路網絡模型、車輛調度模型、交通污染物排放評估模型、道路事故模型組成的多級代理及離散選擇求解模型。

7.城市配送可持續問題。目前，可持續發展下的城市物流配送也成為研究的熱點問題，學者們主要從經濟可持續、環境可持續、社會可持續三個方面對城市配送可持續問題進行了研究。

胡云超[35]提出了構建城市綠色配送體系的思路：緊緊圍繞“降低物流配送貨運環節成本”這一主線，優化物流配送中轉換裝、配送運輸、末端接卸三個環節，完善促進城市物流配送發展的措施。喬斯·奧爾金·維拉斯（Jos?Holgu’n-Veras）[36]對紐約雇傭型和非雇傭型非工作時間配送方式的經濟影響進行了研究，認為非工作時間配送能為城市、運輸者和零售商帶來持續的經濟效益，而其中非雇傭型帶來的經濟效益高于雇傭型帶來的經濟效益。伊凡·費爾南德斯·巴塞羅（Ivan Fernan?dez-Barcelo）[37]從社會和環境兩個方面，環境污染、噪聲污染、城市擁塞、車輛事故四個維度，構建了城市配送可持續性評價指標體系。針對歐洲使用電動車進行城市配送的情況，桑德拉·梅洛（San?draMelo）[38]分別從城市和運輸公司兩個角度進行了分析，認為使用小型電動車輛進行城市配送能夠提高能源利用率，減少城市污染，但會增加額外的運輸成本，小型電動車輛還不能完全符合城市配送的要求。胡云超[39]從配送的經濟、環境、社會效益三個方面構建了城市貨運交通管制情境下的城市配送多目標優化模型，最后通過對比分析指出，城市貨運交通管制政策可有效降低貨運車輛對城市中心購物環境和城市交通的干擾，具有較好的社會效益，但也會增加城市配送成本和環境污染。弗朗西斯科·魯索（Francesco Russo）[40]從經濟、社會、環境三個方面構造可持續發展指標體系，并以該指標為因變量，以物流策略為啞變量型的自變量，通過回歸分析比較物流可持續發展策略對城市可持續發展貢獻的大小。瑪麗亞·林霍爾姆（Maria Lindholm）[41]通過對瑞典中小型城市的調查，為中小型城市決策者解決城市貨物運輸可持續問題提供了進行科學決策的模型。漢斯·J·夸克（Hans J.Quak）[42]總結了當前運輸公司采用的提高城市配送可持續性的方案，包括共用配送網絡、使用可拆卸車箱的運輸車輛、快遞自提貨柜、使用電動車輛和天然氣車輛（NGV）進行城市配送等。

8.城市配送評價問題。當前城市配送評價問題的研究對象包括城市物流策略，如公路定價策略和城市配送系統，主要的研究方法有多級代理理論、BP神經網絡等綜合評價方法。

在物流策略評價方面，喬爾·S·E·泰敖（Joel S. E.Teo）[43]基于電商的城市配送，提出了由有時間窗的車輛調度問題、拍賣理論、強化學習組成的多級代理模型，并應用該模型對城市物流策略（如公路收費策略）進行評價。J·H·R·范·杜因（J.H.R. Van Duin）[44]以城市配送中心、貨物承運人、卡車司機、零售商、道路網絡、政府為主體，構建了評價城市配送中心物流方案的多級代理模型。在城市配送系統評價方面，楊浩熊[45]利用關鍵成功因素法（KSF）構建了城市配送風險評價體系，并在此基礎上建立了城市配送風險預測的三層BP神經網絡模型。耶穌·岡薩雷斯·費利烏（JesusGonzalez-Fe?liu）[46]提出了由知識管理系統、場景仿真器、運輸管理系統、環境模型、風險因子評估模型、多目標決策支持方法構成的城市共同運輸系統評價框架。朱利奧·科門達多（Julio Comendador）[47]首先以車輛觀察報告為基礎對城市貨物配送進行分類，并在此基礎上設計相應的評價指標，最后結合GPS數據和車輛旅行日志，通過評價指標對各種類型的城市貨物配送進行評價。

9.城市配送的其他問題。除上述8類主要問題外，國內外學者也對城市配送的其他方面進行了研究。例如，楊靜蕾[48]將時間驅動作業成本法原理引入到城市配送服務定價中，得出了新的城市配送費率結構和配送費用計收公式；崔麗[49]利用概念結構方程，研究了城市配送服務質量、供應商—顧客關系、顧客滿意度三者之間的直接和間接相互作用；熊浩[50]通過引入時間與空間分區的二維訂單密度，構建了新的包含時間因素的城市配送出行里程估計模型，使模型更接近現實情況；田業鈞[51]找到了城市配送中物流節點分散化問題的解決途徑；馬努基·K·賈（Manoj K.Jha）[52]研究了公路系統投資減少背景下如何提高公路系統效率的問題，保證了城市物流配送的高效運作；許鉅秉（Jiuh-Biing Sheu）[53]介紹了基于顧客分組的城市配送車輛與集裝箱分配問題。

三、研究方法

本文將城市配送相關文獻的研究方法分為定性方法、定量方法以及定性定量相結合的方法，各種方法在研究文獻中的使用情況如表2所示。

1.定量研究。在城市配送的定量研究中，較多采用運籌學方法來優化配送中心選址、車輛路徑及車輛調度問題，較為普遍的方法有整數線性規劃、[54-58]多目標規劃、[59-62]非線性規劃[63-66]等，以成本最小或客戶滿意度最大為目標進行優化。在上述研究中，車輛旅行時間均以傳統的靜態平均數據進行描述，而姜·費邊·埃姆克[67-69]通過數據挖掘方法從浮動車輛數據（FCD）中提取時間依賴型旅行時間（FW），并應用于車輛調度與路徑優化問題，提高了方案的可靠度。此外，學者們還采用了多級代理方法、[70-72]數學方法、[73-76]回歸分析法[77]及其他定量方法。[78-80]

表2 城市配送研究方法分類情況

對于城市配送模型求解問題，基本上都采用了啟發式算法。張戎等、[81]王寅、[82]趙璐等[83]采用了遺傳學算法，卡特婭·卡爾等[84]采用了貪婪算法，姜·費邊·埃姆克等[85]采用了禁忌搜索算法，盧冰原等、[86]胡祥培等[87]采用了局部搜索算法，盧冰原等[88]采用了粒子群算法，胡云超等[89]采用了蟻群算法，朱孟高等、[90]姜·費邊·埃姆克等、[91]李顯生等、[92]趙魯華[93]采用了多種遺傳學算法。

2.定性研究。本文將城市配送的定性研究方法分為兩類：現狀分析及對策建議、其他定性方法。其中，張建軍、[94]劉建朋、[95]姜燕寧、[96]胡云超等、[97]田業鈞[98]在對城市配送相關問題進行現狀分析基礎上，提出了解決問題的對策建議。而郝書池等、[99]余開遠、[100]薩拉·韋爾蘭德等、[101]盧冰原等、[102]喬斯·奧爾金·維拉斯等、[103]漢斯·J·夸克[104]則采用了其他定性方法。

3.定量定性結合研究。在城市配送評價等問題上，學者們采用了構建評價指標體系、計算指標值的定量與定性相結合的評價方法。在構建相應評價指標體系后，楊浩熊等[105]采用BP神經網絡進行風險評價。安賈莉·阿瓦斯蒂等[106]采用了模糊TOPSIS方法，胡紅春[107]采用了綜合集成法，樊雪梅等[108]采用了AHP和DEA方法，步磊等[109]采用了TOPSIS和灰色關聯度方法，而張世翔等、[110]盧瓦·德拉特等、[111]安東尼奧·賈等、[112]伊凡·費爾南德斯·巴賽羅等、[113]瑪麗亞·林霍爾姆、[114]J·H·R范·杜因等、[115]朱利奧·科門達多等[116]采用了其他評價方法。

四、結論及發展趨勢

通過對以上城市配送研究文獻的分析不難發現，學者們在對城市配送主要問題有所研究的基礎上，重點關注了配送中心選址問題、車輛路徑優化問題、城市配送可持續問題和城市配送評價問題。其中，有關配送中心選址與車輛路徑優化問題的研究方法比較成熟，成果顯著，而城市配送可持續問題則是當前研究的熱點。隨著人們對可持續發展與數據挖掘技術的日益關注，本文認為，城市配送還將在以下兩方面進行深入研究和探討：

1.城市配送可持續性研究。隨著城市配送造成的城市擁堵、環境污染等問題的日益嚴重，城市配送可持續發展問題逐漸受到了學者們的重視。通過文獻分析可以看出，目前可持續研究主要應用于配送中心選址、物流策略評價等方面。本文認為，可持續發展在城市配送車輛路徑優化、配送模式選擇等方面的研究將日漸重要。特別是軌道交通在城市配送中的應用更會引發學者們研究的興趣。

2.數據挖掘技術在城市配送領域的應用。作為人工智能與數據庫領域研究的熱點，數據挖掘技術在各方面的應用受到了學術界的廣泛關注。在城市配送領域，姜·費邊·埃姆克[117-119]利用數據挖掘技術進行了城市配送路徑優化問題研究，使路徑優化方案更加穩定可靠。隨著電子商務的日益發展以及大數據時代的到來，未來結合數據挖掘技術對城市配送其他領域，如物流系統評價、物流系統規劃、車輛調度等方面的研究將成為研究熱點。

＊本文系教育部人文社科研究項目“西部地區物流業帶動現代服務業的效應及動力機制”（項目編號：10XJA790009）、國家自然科學基金資助項目“基于負效應極小化目標的大城市交通能源供應網絡系統優化與管理”（項目編號：71471024）的部分研究成果。課題負責人：許茂增；本文執筆：許茂增、余國印。

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Literature Review of Internal and External Research Literature on the Urban Distribution

Research Group
（Chongqing Jiaotong University，Chongqing400074，China）

The phenomena caused by theurban distribution，such as，urban congestion，higher distribution costsand so on，restricts the development of electronic commerce in our country，and it is useful for us to carry out the theoretical study on ecommerce to analyze and summarize the existing research results of the urban distribution.Review ing the internal and external research literature on urban distribution from 2006 to 2014，the study can be divided into nine aspects according to the content，such as the city distribution system problem，distribution model problem，distribution center problem，distribution route optim ization，distribution vehicle scheduling，the information construction problem，sustainable urban distribution problem，evaluation of urban distribution and other issues and so on；according to research methods，it can be divided into quantitative study，qualitative study and the combining of the both.It is found that the current research focus of city distribution is the distribution center location problem，vehicle routing problem，sustainable urban distribution problem and evaluation of urban distribution problem，and the research of the sustainableurban distribution and datamining need a further study.

e-commerce；urban distribution；literature review；lastmile

F252.1

A

1007-8266（2014）11-0029-08

許茂增（1960-），男，陜西省大荔縣人，重慶交通大學管理學院教授，博士生導師，重慶口岸物流與航運發展研究中心常務副主任，主要研究方向為物流與供應鏈管理。

責任編輯：陳詩靜