考慮用戶評價度的同城地鐵配送末端路徑優(yōu)化

張洪浩

摘? ?要：同城配送用戶對配送時效性要求較高。因此，首先提出建立將地下地鐵運(yùn)輸與地面道路運(yùn)輸相結(jié)合的軸輻式配送模式，從而能夠使得配送具有穩(wěn)定、較高的時效。然后，刻畫用戶同城快遞服務(wù)體驗即評價度，建立最大化用戶評價度的末端配送路徑優(yōu)化模型。選取上海市某物流公司進(jìn)行實證研究，結(jié)果表明該模型能夠滿足大部分用戶的配送時效要求。

關(guān)鍵詞：同城配送；地鐵網(wǎng)絡(luò)；軸輻式網(wǎng)絡(luò)；顧客評價度

中圖分類號：D92? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1673-291X（2023）04-0043-05

引言

隨著電子商務(wù)的迅速發(fā)展，消費(fèi)者對于同城快遞配送的需求越來越大。在同城配送中，配送時效性是影響用戶快遞服務(wù)體驗的一個重要因素。但是，現(xiàn)有物流企業(yè)主要使用電動車或小型貨車在城市道路上進(jìn)行快遞配送，往往因擁擠的城市道路交通以及較差的天氣環(huán)境而極大地影響配送時效性。城市地鐵具有運(yùn)行周期穩(wěn)定、準(zhǔn)時快速的特點(diǎn)，因此，考慮使用地鐵進(jìn)行同城配送可以獲得穩(wěn)定的較好的配送時效[1]。

目前研究者大多從優(yōu)化運(yùn)輸成本的角度進(jìn)行同城配送路徑優(yōu)化研究。吳海東[2]建立了最小化運(yùn)輸成本、時間懲罰成本以及貨物損壞成本的路徑優(yōu)化模型。李鑫玉等[3]考慮運(yùn)輸過程中發(fā)生的能耗成本、碳排放成本、懲罰成本等因素來構(gòu)建仿真模型，顯著提高了同城物流效率。唐佩佩等[4]針對電子商務(wù)下生鮮農(nóng)產(chǎn)品同城配送過程中的問題，建立了考慮費(fèi)用約束、時間約束和貨損成本的路徑優(yōu)化模型。從顧客角度進(jìn)行同城配送路徑優(yōu)化的研究逐漸增多。張力婭等[5]引入外賣顧客優(yōu)先級概念，從顧客滿意度和配送成本角度出發(fā)來優(yōu)化外賣配送路徑。馬成穎等[6]量化了道路交通的擁堵情況，建立了考慮滿意度、時間窗約束的路徑優(yōu)化模型，通過算例分析顯示顧客滿意度得到有效提高。汪勇等[7]建立了滿意度時間窗約束下的路徑優(yōu)化模型，通過算例實證為社區(qū)團(tuán)購配送路徑優(yōu)化提供了有效的參考。李美晨[8]將地鐵網(wǎng)絡(luò)納入到同城配送中，以最大化顧客滿意度為目標(biāo)來進(jìn)行路徑優(yōu)化，并結(jié)合上海地鐵進(jìn)行了實證分析。本文同樣將地鐵運(yùn)輸結(jié)合到同城配送中，提出了一種新型的地鐵配送模式，并且更全面地對用戶的快遞服務(wù)體驗進(jìn)行刻畫，據(jù)此來優(yōu)化配送路徑。

一、模型建立

（一）問題描述

本文首先提出了一種同城地鐵配送系統(tǒng)，該配送系統(tǒng)基于軸輻式理論，將地下地鐵運(yùn)輸與地上道路運(yùn)輸相結(jié)合形成同城快遞配送網(wǎng)絡(luò)[9]。另外，考慮刻畫用戶同城快遞服務(wù)體驗即評價度，對同城快遞末端配送進(jìn)行路徑優(yōu)化。

1.同城地鐵配送系統(tǒng)

本文提出的同城地鐵配送系統(tǒng)主要由配送網(wǎng)絡(luò)和末端取送路徑構(gòu)成。其中，末端取送路徑包括快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、用戶兩類節(jié)點(diǎn)，配送網(wǎng)絡(luò)包括軸點(diǎn)、輻點(diǎn)以及快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)三類節(jié)點(diǎn)。軸點(diǎn)和輻點(diǎn)為地鐵網(wǎng)絡(luò)中的地鐵站點(diǎn)，起到集散和中轉(zhuǎn)快件的作用。如圖1所示，快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k1周圍用戶的快遞運(yùn)到快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k2周圍用戶處要經(jīng)過末端取件、配送網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸、末端送件三個過程。末端取件為：快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k1處的快遞員到其周圍用戶完成取件任務(wù)后返回k1。配送網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸為：（1）地面支線配送員將快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k1收取的快件通過道路運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)輻點(diǎn)s1；（2）地鐵支線配送員將集拼到輻點(diǎn)s1的快件通過地鐵運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)軸點(diǎn)h1；（3）地鐵干線配送員根據(jù)干線發(fā)車時刻表將集拼到h1的快件中轉(zhuǎn)至相應(yīng)軸點(diǎn)h2；（4）地鐵支線配送員將中轉(zhuǎn)至h2的快件通過地鐵配送到輻點(diǎn)s2；（5）地面支線配送員將送到s2的快件通過地面道路運(yùn)輸?shù)娇爝f服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k2。末端送件為：快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)k2處的快遞員到其周圍用戶進(jìn)行派件。

2.用戶評價度刻畫

同城快遞配送時效是影響用戶快遞服務(wù)體驗感的一個重要因素。本文結(jié)合用戶時間窗，提出一種刻畫用戶快遞服務(wù)體驗感即評價度的方式。評價度包括正向評價、負(fù)向評價，分別刻畫了用戶對快遞服務(wù)的滿意程度及不滿意程度。快遞員在用戶期望的最佳時間段到達(dá)時，用戶正向評價度為1；隨著到達(dá)時間離最佳時間段越來越越遠(yuǎn)，用戶的正向評價度會逐漸遞減，然后負(fù)向評價度逐漸增加。用戶評價度與快遞員實際到達(dá)時刻的關(guān)系如圖2所示。

（二）配送路徑優(yōu)化模型

在地面與地下相結(jié)合的同城配送網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，本文以用戶評價度最高為目標(biāo)建立帶時間窗的路徑優(yōu)化模型，為了保證模型的可行性和有效性，首先做出如下假設(shè)：

（1）地面支線、地鐵支線以及地鐵干線運(yùn)輸路徑固定；

（2）所有用戶的服務(wù)需求預(yù)先已知；

（3）地鐵配送系統(tǒng)不會影響正常的地鐵客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量。

1.符號說明

2.考慮時間窗約束和同時取送貨約束的路徑優(yōu)化模型

目標(biāo)函數(shù)（1）表示最大化所有用戶的平均評價度。約束（2）—約束（6）表示末端取派路徑的平衡約束。其中，約束（2）表示一個需求點(diǎn)只能被一輛車所服務(wù)；約束（3）表示車輛k到達(dá)j點(diǎn)后必為j點(diǎn)服務(wù)；約束（4）表示車輛k對用戶i完成服務(wù)后從i點(diǎn)出發(fā)；約束（5）表示車輛從快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)n出發(fā)進(jìn)行服務(wù)，最終會返回出發(fā)的快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。約束（6）表示任一需求點(diǎn)的車輛只能從快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)或者其快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的其他需求點(diǎn)駛來；其中，約束（7）—約束（8）表示末端配送車輛的相關(guān)約束。約束（7）表示每個快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行取派服務(wù)的車輛不能超過其擁有的車輛數(shù)；約束（8）表示一輛車從輻點(diǎn)出發(fā)，只完成一次取派的服務(wù)。其中，約束（9）—約束（12）表示相關(guān)的時間窗約束。約束（9）表示車輛k到達(dá)某一需求點(diǎn)的時刻表達(dá)式；約束（10）表示包裹的干線發(fā)車時間要晚于該取件包裹干線中轉(zhuǎn)前到達(dá)軸點(diǎn)的時刻；約束（11）表示包裹從快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)出發(fā)的派件時刻要晚于包裹經(jīng)地鐵干線中轉(zhuǎn)后到達(dá)快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的時刻；約束（12）表示包裹到達(dá)派件需求點(diǎn)的時刻晚于到達(dá)取件需求點(diǎn)的時刻。約束（13）表示所有的取件包裹都會通過軸點(diǎn)進(jìn)行中轉(zhuǎn)。公式（14）表示用戶評價度函數(shù)。約束（15）—約束（17）表示相關(guān)變量的0—1約束。約束（18）表示相關(guān)變量的數(shù)值約束。

二、實例研究

（一）數(shù)據(jù)獲取

選取上海市某物流公司2022年某一工作日的同城快遞數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析，從而驗證模型的有效性。選取案例中32個需求點(diǎn)，包括16個取件點(diǎn)和16個派件點(diǎn)。將編號1—16設(shè)為派件需求點(diǎn)，編號17—32設(shè)為取件需求點(diǎn)，并且它們彼此對應(yīng)，如編號1派件點(diǎn)對應(yīng)編號17取件點(diǎn)。根據(jù)公司現(xiàn)有的配送網(wǎng)絡(luò)布局，32個需求點(diǎn)被2個快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)所服務(wù)。快遞服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)分別被輻點(diǎn)地鐵站上海馬戲城和環(huán)城東路服務(wù)，輻點(diǎn)分別被軸點(diǎn)地鐵站漢中路和上海南服務(wù)。本文將軸點(diǎn)間班車轉(zhuǎn)運(yùn)周期設(shè)為40分鐘一班，首趟班車時間為9：40，16：20發(fā)行末列班車。將每個快遞網(wǎng)點(diǎn)擁有的車輛數(shù)設(shè)為3，車輛來往居民點(diǎn)進(jìn)行取送件時車速設(shè)為5 km/h。快遞員早到時用戶評價度系數(shù)α設(shè)為0.9，晚到時用戶評價度系數(shù)β設(shè)為1.1。

（二）求解結(jié)果

本文采用遺傳算法對模型進(jìn)行求解。服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)1和2的路徑優(yōu)化求解結(jié)果如圖3所示，每個子圖中顯示了服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)處的三條車輛路徑。表1介紹了每個服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)處的車輛路徑信息，包括網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)用戶情況以及每條路徑信息，從中可以看到兩個服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的用戶評價度都接近0.7，說明用戶對該優(yōu)化路徑下的快遞服務(wù)處于較為滿意的狀態(tài)。表2介紹了優(yōu)化路徑后每個用戶的評價度情況，其中15個用戶處于正向評價度最優(yōu)狀態(tài)，13個用戶處于較優(yōu)的正向評價度狀態(tài)，1個用戶評價度為0，只有3個用戶處于較低的負(fù)向評價度狀態(tài)。

（三）敏感性分析

本文建立的考慮評價度的路徑優(yōu)化模型中包含快遞員早到和晚到的用戶滿意度系數(shù)α和β，參數(shù)值的變化會對客戶評價度的變化產(chǎn)生影響，因此本文對評價度系數(shù)的敏感性進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。從表中可以看出，當(dāng)快遞員晚到的評價度系數(shù)β保持不變，降低α的取值，用戶評價度均值會隨之增加；當(dāng)早到的評價度系數(shù)α保持不變，提高β的取值，用戶評價度均值會隨著β的增加而輕微降低。結(jié)果表明，用戶對早到的評價度系數(shù)更敏感，當(dāng)用戶對于快件的到達(dá)時間越敏感時，平均用戶評價度的變化也就越大。因此，快遞公司應(yīng)當(dāng)關(guān)注滿意度系數(shù)的變化趨勢，根據(jù)滿意度系數(shù)變化適當(dāng)調(diào)整資源的投入。

結(jié)語

本文首先提出一種地下地鐵運(yùn)輸與地上道路運(yùn)輸相結(jié)合的軸輻式同城配送模式，在該配送模式下，考慮刻畫用戶評價度，建立最大化用戶評價度的末端配送路徑優(yōu)化模型。通過選取上海市某物流公司某一工作日的同城快遞相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實證研究，并且對模型進(jìn)行敏感性分析表明，該模型能夠使得大多數(shù)用戶的快遞服務(wù)體驗處于滿意狀態(tài)。敏感性分析表明，物流公司需關(guān)注用戶對評價度系數(shù)的敏感程度以便及時調(diào)整資源的投入，使得用戶的整體評價度較優(yōu)。本文雖然考慮顧客評價度進(jìn)行路徑優(yōu)化，但現(xiàn)實中物流運(yùn)營成本、物流設(shè)施服務(wù)能力等也是影響配送服務(wù)的重要因素，未來可考慮對這些因素做進(jìn)一步研究。

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End-route Optimization of Intra-city Metro Delivery Considering User Evaluation Degree

Zhang Honghao

（Business School， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract： In intra-city delivery， users have high requirements for delivery timeliness. Firstly， we propose a hub-spoke delivery mode combining underground metro transportation and aboveground road transportation， which can make the delivery with stable and high time efficiency. Then， the end delivery path optimization model is established to maximize the user evaluation degree by portraying the user’s intra-city delivery service experience. A logistics company in Shanghai is selected for the empirical study， and the results show that the model can meet the delivery time efficiency requirements of most users.

Key words： intra-city delivery; metro network; hub-spoke network; user evaluation degree

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