農產品產地冷庫選址與路徑研究

摘" 要：當前農產品冷鏈發展仍面臨著許多問題，考慮通過在農產品產地建設冷庫的方式，提高農產品在運輸過程中的保鮮度以及減少農產品的貨損，滿足消費者對鮮活農產品的需求，從而進一步提高農民的收益。以某市為算例，研究產地冷庫選址問題及以產地冷庫為配送中心，為需求點配送農產品的選址和路徑問題。通過免疫算法求解產地冷庫選址問題，運用蟻群算法求解配送路徑問題，另外在配送路徑過程中考慮冷鏈配送車輛的碳排放成本。該研究通過分析農產品產地冷庫選址和農產品冷鏈配送路徑問題，為提高農產品鮮活度提供一定參考。

關鍵詞：選址;產地冷庫;配送路徑;優化算法;冷鏈物流

中圖分類號：F326.6" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2025）02-0059-05

Abstract： At present， the development of the cold chain of agricultural products is still facing many problems， and it is considered that the construction of cold storage in the origin of agricultural products can improve the freshness of agricultural products in the process of transport and reduce the loss of agricultural products， so as to satisfy the demand of consumers for fresh and live agricultural products， and thus to further improve the income of farmers. Taking a certain city as an example， we study the site selection problem of cold storage at the origin and the site selection-path problem of distributing agricultural products to the demand points with the cold storage at the origin as the distribution centre. The problem is solved by the immune algorithm， the ant colony algorithm is used to solve the distribution path problem， and the carbon emission cost of the cold chain distribution vehicles is considered in the distribution path process. The study provides certain reference for improving the freshness of agricultural products by analyzing the site selection problem of cold storage at the origin of agricultural products and the distribution path problem of agricultural products in the cold chain.

Keywords： site selection; cold storage at origin; distribution path; optimization algorithm; cold chain logistics

國家經濟的發展促使居民對提供冷鏈服務的農產品需求體量越來越大，對產品的鮮活度要求也隨之提高。近些年，由于大數據和信息技術的飛速發展，冷鏈服務的需求市場越來越大，目前的冷庫倉庫總容量也不能滿足農產品冷鏈物流發展的需要。白玉英[1]提出農產品運輸過程中必然伴隨著一定程度的農產品腐爛和損耗，造成農戶和需求者的雙向損失。李靜等[2]表示現有的農業生產因為資金和用地等問題，農戶一般會選擇和冷庫運營商進行合作。對此，賈佳[3]提出在農產品的田間產地位置建設小型冷庫，以此最大程度地保持農產品的新鮮度，以進一步提高農戶的收益。對于物流設施選址問題，Farahani等[4]表示最早的物流設施選址問題為Weber在1909年所提出的關于倉庫的選址。Etemadnia等[5]表示最開始物流設施選址的模型大多是單一的物流模型。

后來選址問題逐漸發展，與路徑問題相結合發展為“選址+路徑”的決策問題。例如葉一芃等[6]在隨機選擇路徑的條件下建立選址的上下雙層規劃模型;張杰等[7]在新型冠狀病毒感染疫情的大背景下加新冠感染疫情和溫度的影響因素求解生鮮產品的配送問題;馬艷芳等[8]考慮時間窗，構建基于生鮮產品運營商和冷鏈服務提供商合作沖突關系的選址——路徑模型;李婭等[9]考慮了預冷的最大延遲時間，在此基礎上求解成本最小的選址和路徑模型。

現有研究也在已有的基礎上引入碳排放因素，使已有選址路徑模型更加貼近實際情況。蔣海青等[10]在考慮碳排放的基礎上對選址路徑問題進行建模求解;王夢夢等[11]考慮了碳排放，研究易腐品的選址、路徑、庫存的聯合決策問題;湯希峰等[12]以碳排放最小化為模型目標解決兩階段的選址路徑問題。

綜上所述，相關的研究成果比較豐富，但目前的研究大多是關于農產品在配送過程中解決最后一公里的問題，很少聚焦于農產品產地建立冷庫的選址問題，本文考慮在交通便利的農產品產地建設冷庫，并假定冷庫的運營者承擔配送的任務，從而解決從產地冷庫到需求點的農產品配送問題。期望通過合理的選址與配送路徑規劃，為農產品冷鏈服務的研究問題提供新的參考。

1" 問題描述與模型構建

本文針對在農產品產地選擇若干產地建設產地冷庫，以解決農產品直接在產地入庫再運送到需求點的問題，因此本文需要解決的2個問題為：一是進行冷庫的選址，確定合適的產地冷庫建設位置;二是將冷庫中的農產品通過同一車型的車輛運送到各需求點時如何規劃運輸的路徑，使得運輸過程中的成本最小。

1.1" 模型假設

針對本文需要解決的問題有以下假設。

假設1：冷庫的容量可以滿足產地的農產品儲存需求。

假設2：一個冷庫為多個農產品產地提供服務，但是一個產地只能有一個冷庫為其服務。

假設3：農產品一次性運送到冷庫，中間不會有裝卸搬運。

假設4：農產品的冷藏需求量是已知的。

假設5：從冷庫發出的車輛最終會回到冷庫以進行下一次配送任務。

假設6：所有車輛是同一類型且行駛速度固定，運送過程中未加入道路交通擁堵等情況。

假設7：每輛車可以為多個需求點提供送貨服務，但一個需求點只能有一輛車為其服務。

假設8：省市需求點的位置和冷庫的位置是已知且不會改變的。

假設9：需求點的需求量不能超過車輛現有的載重范圍。

1.2" 符號說明

產地冷庫選址問題中的符號說明見表1。路徑問題中的符號說明見表2。

1.3" 模型構建

在選址問題中，選址模型的目標是在考慮距離、服務半徑、運費等多個因素的前提下，在N'個備選點中選擇合適數量的冷庫建設點，使得運輸的總成本最小，同時需要滿足所有農產品產地的產品冷藏需求。模型如下。

上述公式中，目標函數（1）表示選址問題的目標函數也就是運輸成本最小化，包括2個部分：第一部分是從農產品產地到冷庫的總運輸成本;第二部分是建設冷庫的固定費用。約束條件（2）和（3）表示冷庫選址位置不能超過規定的矩形區域;約束條件（4）表示農產品產地和冷庫的距離計算公式;約束條件（5）規定Zi′j′為0—1決策變量及對i′和j′的取值范圍進行界定。

路徑問題中考慮了冷庫位置到省市區需求點的位置較遠，加入了車輛的碳排放費用以及每輛車的固定使用費用。模型如下。

上述公式中，目標函數（6）表示路徑運輸的總成本最小，總成本由5個部分構成：第一部分是派遣車輛所發生的固定車輛費用;第二部分是從需求點i到需求點j的配送成本;第三部分是農產品從冷庫運送到需求點時發生腐爛情況的損耗費用;第四部分是車輛運送過程中發生的碳排放費用;第五部分是車輛運送時所發生的制冷成本，與運輸距離相關。約束條件中，約束條件（7）表示需求點的需求量不能超過車輛已有的最大容量;條件（8）表示服務于所有需求點的車輛數不能超過冷庫已擁有的最大車輛數;條件（9）表示一個需求點只能有一輛車為其服務;條件（10）和條件（11）表示一輛車可以為多個需求點提供服務;條件（12）表示需求點的流量平衡;條件（13）表示從冷庫派遣出去的車輛要重新回到冷庫的位置;條件（14）為決策變量的約束和時間約束。

2 算例分析

本文以某地區為例，產地位置相對比較分散，如圖1所示。將每一個產地作為冷庫的備選點，在39個鄉村的位置選取2個地點作為產地冷庫的建設點，如圖2所示，在路徑問題中，選取其中一個冷庫點為研究對象，研究從這個冷庫點到19個需求點的路徑規劃問題，需求點位置如圖3所示。

圖4為免疫優化算法的收斂圖，從圖4中可以看出，最優適應度值在第10次迭代時已經保持穩定，平均適應度值也慢慢變得平緩，表明免疫優化算法在求解選址問題時收斂速度較快。

在路徑問題中，選取其中一個冷庫作為路徑問題中的研究內容，運用蟻群算法最終得到如圖5所示的最佳路徑。

從圖6可以看出，在蟻群算法尋優的過程中，迭代次數達到快40次時才趨于平穩，尋優的速度較慢。在50次迭代過程中，每一次迭代的結果都是派出4輛車，最終總成本最小為3 580元，車輛行駛的總路程為269 km。

3" 結論

本文通過求解選址問題和路徑規劃問題，說明了在農產品產地建設產地冷庫以降低農產品長途運輸中的腐爛程度是可行的。對有冷藏需求的農戶來說，將采摘下來不久的農產品直接送到產地冷庫，相比于直接從產地運送到需求地的時間與距離上的損耗來說，提高了農產品的新鮮度。運營者可以將新鮮的農產品直接從產地冷庫運送到需求點，降低了成本，節省了從產地到市區大型冷庫的時間，也減少中途的裝卸搬運次數，可以極大地減少農產品的腐爛度和不必要的損耗，保證新鮮的農產品能以最快速度到達消費者手中，提高消費者滿意度。

未來可以進一步研究農戶、冷庫運營者和需求點三方之間的合作模式，如何才能更好地在保證農產品新鮮度的基礎上盡可能提高三方的收益。除此之外，也可以研究由產地冷庫提供的農產品的定價策略，因為這些農產品相比于其他產品新鮮度更高一些。在本文中假定了冷庫中的農產品是由冷庫運營者負責配送，若外包給第三方物流企業，多方的利益該如何協調。因此，本文為未來的研究內容提供一定的方向。

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作者簡介：陳娟（1998-），女，碩士研究生。研究方向為供應鏈系統優化與管理。