基于B2C配送輻射范圍的最后一公里問題研究
——以蘇寧長沙區域為例

□ 楊益興

(中南林業科技大學 物流與交通學院，湖南 長沙 410000)

隨著“互聯網+”的不斷深化和我國B2C電子商務網絡零售業的快速發展，網絡購物用戶規模持續壯大。2018年，我國進入電商3.0時代，網絡零售市場的發展步入穩定發展階段。以亞馬遜、京東、蘇寧為代表的各大電商都嘗試在各大城市自建由“城市配送中心—中轉站—末端節點”組成的三級城市配送物流網絡[1]。城市配送中心承擔庫存、包裝、分揀、運輸甚至流通加工等功能，中轉中心承擔訂單的中轉分撥功能，最后一公里配送形態包括自提點、自提柜等形態[2]。物流配送作為連接線上線下與客戶的紐帶，直接影響著用戶最終直接接觸的階段以及門店的消費體驗。

詹斌等[3]結合云計算、大數據、物聯網等新技術，提出可視化配送服務、尋源發貨極速達、合作共用自提柜等創新思路，為電商物流“最后一公里”配送模式優化提供參考。楊聚平[4]以滿足用戶對接收貨物的時間和空間的便利性與靈活性要求為導向，提出了以客戶為中心的“最后一公里”綜合配送方案。趙泉午等[5]構建了考慮配送中心到末端需求點近似配送距離的中轉中心選址及末端需求點分配聯合優化模型，并利用集成遺傳算法和禁忌搜索算法的混合算法進行模型求解。現有文獻主要側重算法設計與城市配送中心選址。文章主要根據配送輻射范圍的三種不同幾何位置對電商三級城市配送網絡進行優化，并以蘇寧長沙主城核心區為例進行可視化仿真，以系統成本的角度進行成本分析。

1 現狀分析

蘇寧長沙區域的配送網絡是三級多節點的類型，第一級是城市配送中心；第二級是城市中轉站；第三級是各末端客戶需求點。形成一個“城市配送中心—中轉站—末端需求點”的三級多節點網絡。在這種配送網絡中，實體店和客戶群體的布局方式和實體店與客戶群體的服務關系反映了配送網絡的覆蓋情況、服務滿意度、相應速度與配送效益。

圖1 蘇寧長沙主城核心區配送網絡現狀

1.1 實體店分布

蘇寧在長沙主城區的實體店數量為16家，圖中序號標記表示主城區各實體店，城市配送中心在西北角的望城區。城市配送中心距實體店較遠，且實體店多分布在河東，湘江的存在給配送網絡優化帶來了一定的困難。

1.2 客戶需求點現狀

通過對電商零售企業的目標消費客戶群體進行分析，一般此類消費品的消費者是學生、白領，一般家庭。由此假設長沙市有一定規模的小區、住宿式大學或職業學校和寫字樓均為長沙蘇寧潛在的客戶群體。從圖中可以看出需求多集中在天心區、雨花區與岳麓區。其中以五一廣場等商圈、河西大學城以及小區群最為密集。

1.3 配送輻射范圍現狀分析

根據實體店對客戶節點覆蓋情況現狀分析，參考“餓了么”等O2O線上購買線下直接配送最大范圍，將實體店配送輻射半徑設為2.5km。配送輻射范圍可表示為以實體店為圓心，2.5km為半徑的一個圓。從圖中可以看出需求點分布密集的區域實體店分布也較密集，但依然存在需求點漏空的情況，且在城區邊緣少數需求點不能接受配送服務。

2 問題描述

若追求配送資源的高效利用，一個實體店的配送輻射范圍必然是以實體店坐標為圓心，以輻射半徑r為半徑的一個圓。會存在三種不同的幾何位置關系。

2.1 配送輻射范圍相交

在需求密集的區域，由于實體店也分布較多，導致了配送輻射范圍重疊，即配送輻射范圍相交，同樣的需求點卻有著多個實體店為其服務，造成配送資源的浪費。

圖2 配送輻射范圍相交

2.2 配送輻射范圍相切

由于用圓來刻畫實體店的配送輻射范圍，在追求沒有配送資源浪費的情況下，圓相切時則是最優狀況，即配送資源此時得到最優利用。但由于圓的幾何特性，多個圓相切時必定會存在空角，造成少數需求點不能被覆蓋的情況。

圖3 配送輻射范圍相切

2.3 配送輻射范圍相離

由于需求點受多方面因素的影響，會在一定時間內發生改變，而實體店的位置則是相對不變的。隨著時間的推移會導致實體店配送輻射范圍不再滿足需求點的分布，造成配送輻射范圍相離。需求點逐漸移出配送輻射范圍圈，無法接受到配送服務。且隨著時間推移與消費偏好的更迭，這種變化趨勢呈現無規律、難預測的特點。

圖4 配送輻射范圍相離

3 配送網絡優化設計

根據對蘇寧長沙區域配送網絡現狀與問題的分析，將網絡優化過程分為2個階段：

第一階段：對需求點密集且配送輻射范圍相切或相交的區域，重置配送輻射范圍。

第二階段：對需求點密集但配送輻射范圍相離的區域，設立城市自提點并確定其半徑、數量與位置。

3.1 第一階段——重置配送輻射范圍

根據對蘇寧長沙區域網絡配送現狀分析，在需求密集的區域存在配送輻射范圍相交和相切的情況。若是單一自提點選址，其輻射范圍必然是以輻射半徑r為半徑的一個圓。數學上可以證明幾何圖形在等周長的情況下，圓的面積為最大，所以圓是最有效、最理想的輻射形式，它能使商品以最小的綜合費用配送至最多的消費者[6]。但由于圓的幾何特性多個圓相切時必定會存在空角，而正六邊形是能圍成完整平面面積最大的正多邊形，所以本節將用正六邊形的配送輻射范圍來代替圓形配送輻射范圍。

圖5 正六邊形配送輻射范圍圖

從圖5可以看出，配送輻射范圍變為以2.5km為r的內接正六邊形后，每一個需求點均能接受配送服務。

3.2 第二階段——設置自提點

對于需求點密集的區域，隨著時間推移需求點的布局會發生改變。但實體店是相對穩定的，需求點會因時間的變化而脫離配送輻射范圍(配送輻射范圍相離)，但鑒于此區域內需求點密集，若再另建新配送點會造成大量的配送資源浪費(配送輻射范圍相交)。故在此情況下選擇建立成本相對較小的自提點。

在蘇寧長沙主城核心區域的配送網絡中發現，需求點密集但又有較多的需求點漏空的區域為天心區，故本節以長沙市天心區文源街道為例對自提點的確定進行仿真。

3.2.1 自提點輻射半徑的確定

在交通行為中，有研究表明，人們愿意步行去乘坐某種交通工具的最大步行距離一般為500m[7]。根據國內外便利店選址的相關理論我們得知，在一線城市，便利店及其商圈的輻射范圍通常是以便利店所在位置為圓心，半徑300～500m的范圍內，在中小城市，輻射半徑擴大至800m[8]。

長沙作為湖南省省會，介于全國一線城市與中小城市之間，并結合交通行為以及便利店選址相關理論的研究成果，將自提點的合理輻射半徑定位為500m。

3.2.2 自提點數量的確定

在文源街道對多個自提點的整體選址中，只要確定了整個配送區域的面積S和自提點輻射半徑r,則可近似求得自提點的數目[9]，計算公式如下：

(1)

在bigemap地圖軟件中確定“長沙市天心區文源街道”為目標區域，讀取長沙市天心區文源街道的區域面積為3.194km2，按照自提點500m的輻射半徑，再根據公式(1)來確定此區域自提點數量，可以計算出在文源街道內應當設置5個自提點。

3.2.3 自提點位置的確定

在需求密集的區域設置自提點，在某一區域內用半徑為r的圓盡可能去涵蓋多個需求點，圓心所在位置即是自提點位置，根據自提點所處的不同地理位置可以將其劃分為校園自提點、城市自提點、社區自提點以及樞紐自提點。

根據文源街道配送輻射范圍相離之間的需求點分布情況，在bigemap軟件中選擇“谷歌無偏移”地圖，將需求點地理位置信息輸入在地圖上，將自提點的輻射半徑設置為500m，并盡可能地將需求點涵蓋在輻射范圍內，具體規劃如圖6所示。

圖6 長沙市天心區文源街道自提點選址圖

根據上述方法可以確定此區域內5個自提點，其中包括2個校園自提點、2個社區自提點、1個樞紐自提點。5個擬建自提點的地理位置信息如表1所示。

表1 擬建自提點地理位置信息表

4 成本分析

本文進行的配送網絡優化設計成本包括重置配送輻射范圍的成本以及采用自提模式的成本，由于重置配送輻射范圍并不會造成大量費用，即主要成本為自提模式下的成本。

自提模式下的成本c包括實體店到自提門店的運輸成本、人力成本及自提門店建設運營成本。設自提終端個數為n，每個終端的成本與費用為ε，運輸車輛數為T，每個終端處理的快遞量為α，每輛車單位時間快運量為Vt，每輛車的折舊費為μ，每輛車的人員配備費用為ν，每輛車的燃料費用為ω，每個門店房租為λ，每個終端的運營費用為γ。本節以日作為基本單位。建立自提模式成本模型如下[10]：

(2)

表2 單個自提點相關成本數據

假設有固定3輛電動車為自提點服務。根據自提模式成本模型(2)可計算出新建一個自提點每日成本大約為1851.49元。

5 結語

本文通過對蘇寧長沙主城核心區內配送網絡的現狀分析，對B2C環境下電商配送網絡優化面臨的城市“最后一公里”配送策略問題進行研究。針對配送輻射范圍存在的三種不同幾何位置，展開重置配送輻射范圍與設立自提點兩階段的配送網絡優化設計，并進行可視化仿真與成本分析，為B2C環境下電商配送網絡城市“最后一公里”優化方案提供參考建議。并且隨著B2C電商的日益發展，物流配送成本會不斷增加，消費者對便捷性需求會逐步上升，無人化與去中心化逐漸成為電商發展的趨勢。在需求量大的區域，規模效應會讓自提點的邊際成本逐漸降低。綜合成本因素與消費者滿意度因素，重置配送輻射范圍與采用自提模式是解決城市“最后一公里”問題較為合理的方式。