綠色運輸?shù)穆窂絻?yōu)化問題分析

［摘 要］ 在綠色供應(yīng)鏈管理中， 研究綠色運輸?shù)穆窂絻?yōu)化問題并選取恰當(dāng)?shù)呐渌吐窂剑?可以加快對客戶需求的響應(yīng)速度，提高服務(wù)質(zhì)量， 增強(qiáng)客戶對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的滿意度， 降低服務(wù)商運作成本。本文采用遺傳算法對綠色供應(yīng)鏈中的運輸問題進(jìn)行分析，并利用VC較好地進(jìn)行了實例驗證， 對企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)快捷的配送調(diào)度和路徑的優(yōu)化具有實際意義。

［關(guān)鍵詞］ 綠色運輸；路徑優(yōu)化；遺傳算法；VC

［中圖分類號］F270.7［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1673-0194（2008）06-0084-03

一、 前 言

綠色供應(yīng)鏈管理是從社會和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，引入“綠色”或“環(huán)境保護(hù)”理念的設(shè)計思想，對產(chǎn)品從原材料購買、生產(chǎn)、消費，直到廢料回收再利用的整個供應(yīng)鏈進(jìn)行生態(tài)設(shè)計。其體系包括：綠色設(shè)計；綠色材料的選取；供應(yīng)過程的選擇；綠色生產(chǎn)；綠色銷售、運輸、包裝和用戶管理；產(chǎn)品回收與處理。其中綠色運輸作為綠色供應(yīng)鏈管理的一部分，是物流領(lǐng)域中一個相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，因此本文針對綠色運輸進(jìn)行路徑優(yōu)化分析。

二、 綠色供應(yīng)鏈的運輸優(yōu)化問題分析

綠色供應(yīng)鏈管理包括從產(chǎn)品設(shè)計到最終回收的全過程，對作為環(huán)節(jié)之一的綠色運輸?shù)囊鬄椋杭信渌蛯崿F(xiàn)物流合理化、在運輸中控制運輸工具的能源消耗和合理規(guī)劃運輸路徑，以最短的路徑完成運輸過程?？梢?，綠色運輸?shù)膬?yōu)化問題分析，也就是通常所指的物流配送路徑優(yōu)化問題，即所謂的車輛路徑問題（Vehicle Routing Problem），是對一系列發(fā)貨點和收貨點， 組織適當(dāng)?shù)能囕v行駛路線， 在滿足貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制和時間限制等約束條件下， 達(dá)到使路程最短、費用最少、時間盡量短、使用車輛盡量少等目標(biāo)。本文試用遺傳算法來求解該問題，考慮到車輛路徑問題約束條件的特殊性， 采用改進(jìn)的遺傳算法設(shè)計了VC編碼， 并通過實例驗證其有效性和優(yōu)越性。

1. 綠色運輸優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型如下：

目標(biāo)函數(shù)：

2. 綠色運輸?shù)倪z傳算法分析

（1）構(gòu)造染色體， 產(chǎn)生初始種群

解向量可編成一條長度為k+m+1 的染色體（0，i1，i2，…，is，0， ij，…，ik，0，…，0，ip，…， iq，0 ）。在整條染色體中，自然數(shù)ij表示第j個分倉庫，代表總倉庫的0 的數(shù)目為m+1個， 把自然數(shù)編碼分為m 段，形成m個子路徑，表示由m輛車完成所有運輸任務(wù)。初始化染色體時， 先生成k個分倉庫的一個全排列， 再將m+1個0隨機(jī)插入排列中，注意必須要有兩個0被分別安排在排列的頭部和尾部， 并且在排列中不能出現(xiàn)連續(xù)的兩個0。

（2）計算適應(yīng)度函數(shù)

本文將運輸成本變體， 將容量約束式（2） 轉(zhuǎn)為運輸成本的一部分， 運輸成本變?yōu)椋?/p>

三、 實例分析

實例描述: 假設(shè)配送中心數(shù)為1， 客戶數(shù)k為9， 車輛總數(shù)m為2；車輛載重量q皆為8噸；各客戶點需求量為g （i=1，2，…，8）（ 單位為噸），已知客戶點與配送中心間的距離D 如表1所示（ 其中0 表示中心倉庫），要求合理安排車輛的運輸路線，使總運輸里程最小。

用VC編程實現(xiàn)遺傳算法：

通過VC的編程實現(xiàn)上表的10次迭代過程，得到以下結(jié)果：

種群大小：100

交叉率：0.85

變異率：0.1

最大世代數(shù)：200

總運行次數(shù)：10

最優(yōu)路徑：0→5→3→2→0 0→6→9→4→7→8→1→0

回路總開銷：28

四、結(jié) 論

本文在VC環(huán)境下編程， 實現(xiàn)了綠色運輸?shù)穆窂絻?yōu)化問題的遺傳算法， 程序在VC 7.0中調(diào)試通過，并通過實例分析得出用VC實現(xiàn)遺傳算法具有可行性和有效性?？梢?，在VC環(huán)境下使用綠色運輸?shù)穆窂絻?yōu)化遺傳算法程序， 能夠很好地解決實際問題，真正實現(xiàn)對路徑優(yōu)化問題的分析。

主要參考文獻(xiàn)

［1］ 葉萍. 綠色供應(yīng)鏈管理的系統(tǒng)研究［J］. 經(jīng)濟(jì)經(jīng)緯，2005，（2）.

［2］ 弓晉麗，程志敏. 物流配送路徑優(yōu)化問題遺傳算法的實現(xiàn)［J］. 物流科技，2005，（12）.

［3］ 任春玉，王曉博. 基于改進(jìn)遺傳算法的TSP問題優(yōu)化研究［J］. 物流科技，2006，（9）.

［4］ 周濤. 基于改進(jìn)遺傳算法的TSP問題研究［J］. 微電子學(xué)與計算機(jī)，2006，（10）.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?！?/p>