基于模糊數(shù)學(xué)的物流配送路徑規(guī)劃道路權(quán)值確定方法

王曉琪 山東科技大學(xué) 山東青島 266590

引言

物流配送是現(xiàn)代流通業(yè)實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)配置的經(jīng)濟(jì)活動(dòng), 物流配送車輛路徑規(guī)劃是指對配送車輛在多個(gè)貨物需求點(diǎn)間的路徑規(guī)劃。在激烈的市場競爭下,配送企業(yè)為了提高競爭力,需要盡可能的降低成本，為此企業(yè)就需要制定最優(yōu)的配送方案。

道路權(quán)值是進(jìn)行路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)。一般的路徑規(guī)劃求權(quán)多注重道路交通狀況的影響，但是道路權(quán)值的影響因素比較復(fù)雜，我們主要?dú)w納出了：距離、交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、車輛易發(fā)生事故狀況和路段收費(fèi)狀況等[1-3]。如何綜合考慮多因素影響下道路網(wǎng)權(quán)值的綜合評判，模糊理論中模糊綜合評判方法可處理客觀事物中存在概念外延不分明情況，因此，本文在考慮多個(gè)影響因素的下，提出基于模糊數(shù)學(xué)的權(quán)值確定算法來解決道路中的權(quán)值確定問題。

1.物流配送路徑規(guī)劃的影響因素

物流配送過程中考慮道路權(quán)值對路徑規(guī)劃有很大的影響，分析影響道路權(quán)值的因素可知：需要對多個(gè)影響因素進(jìn)行分析，并且各影響因素的量綱不同 , 要把不同因素不同量綱的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，有影響因素?cái)?shù)據(jù)通過變換到[0,1]區(qū)間里。

1.1 交通流

交通流是影響物流配送路徑選擇的影響因素。交通流量大造成道路擁擠，將會(huì)嚴(yán)重影響車輛的行駛速度，造成配送的低效率，并且車輛的緩慢行走還會(huì)增加油耗, 進(jìn)而增加配送成本。要在道路權(quán)值中體現(xiàn),需要對其進(jìn)行量化。本文根據(jù)交通服務(wù)等級,引入[0,1]之間的擁擠度系數(shù)M，使擁擠程度轉(zhuǎn)換成交通流體現(xiàn)在道路權(quán)值中。

1.2 路面狀況

路面的破損度、路面的抗滑性等路面狀況都會(huì)影響行車安全以及貨物的完整性和安全性, 特別是行駛在高速公路上的車輛。因此 , 有必要在路段和節(jié)點(diǎn)的權(quán)值上加入路面狀況因素,體現(xiàn)路面狀況對路徑規(guī)劃和權(quán)值確定的影響。根據(jù)一個(gè)月內(nèi)路段的道路情況統(tǒng)計(jì),在[0,1]區(qū)間內(nèi)對天氣因素進(jìn)行無量綱化。

1.3 交叉口延誤情況

在實(shí)際出行中，特別是在大城市擁堵和延誤常常發(fā)生在交叉口,行駛在城市路網(wǎng)的配送車輛在交叉口所耗費(fèi)的時(shí)間大約占整個(gè)出行時(shí)間的20%～40%。確定交叉口延誤這個(gè)影響因素的權(quán)值, 可參考每車平均信控延誤值與信號交叉口服務(wù)水平的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行取值。

1.4 車輛易發(fā)生事故狀況

車輛易發(fā)生事故的狀況直接關(guān)系到配送貨物是否能準(zhǔn)時(shí)安全的到達(dá)，因此影響著配送路徑的規(guī)劃選擇, 配送車輛應(yīng)盡量避免途經(jīng)事故高發(fā)路段或交叉口。本文參考道路交通安全評價(jià)指標(biāo),將道路交通安全性進(jìn)行量化。

1.5 路段收費(fèi)狀況

路段收費(fèi)狀況是指配送車輛在配送過程中所需要的路橋費(fèi)。在城市中配送過程中，路橋費(fèi)一般納入車輛年度需交納的常規(guī)費(fèi)用中，而在城市間配送，則需交納高速公路通行費(fèi)，入城費(fèi)，過橋費(fèi)等。該影響因素可通過設(shè)定的費(fèi)用閥值,在 [0,1]間進(jìn)行無量綱化。

2.道路權(quán)值的模糊綜合評價(jià)

由以上對影響權(quán)值的因素分析可知，除了距離可以采用確定的數(shù)值外，其他路況等因素都需要采用模糊隸屬度來表示。需要進(jìn)行要構(gòu)建多因素模糊綜合評判的數(shù)學(xué)模型。

2.1 確定綜合評價(jià)的要素

1)因素集。

在權(quán)值確定問題上需要考慮的評價(jià)因素包括交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、 車輛易發(fā)生事故狀況、路段收費(fèi)狀況五個(gè)因素。可以定義如下：U={交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、車輛易發(fā)生事故狀況、路段收費(fèi)狀況}

2）評價(jià)集。

將評價(jià)集定義為：V={很好，較好，一般，不好}

3）單因素評價(jià)矩陣R

可采用交通部門已有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或人群調(diào)查等方法進(jìn)行隸屬度的評價(jià)，可得到單因素評判矩陣：

2.2 道路權(quán)值的計(jì)算

B中的各元素尋找最大b'作為評價(jià)結(jié)果。其中

計(jì)算可得權(quán)值為w=0.33×(1-0.38)=0.873

3.結(jié)論

本文提出基于模糊數(shù)學(xué)的權(quán)值確定算法，借助模糊數(shù)學(xué)將影響道路權(quán)值的因素進(jìn)行綜合評價(jià)，得到多因素下道路權(quán)值的計(jì)算，有效解決了對物流配送中路徑規(guī)劃在多因素影響下道路網(wǎng)權(quán)值的計(jì)算問題。