基于冷鏈物流配送的路徑優(yōu)化探討

張晏魁

摘 要：現(xiàn)階段人們對物流的要求越來越高，對生鮮易腐產(chǎn)品需求的增大，冷鏈物流開始備受人們的關(guān)注。我國冷鏈物流的發(fā)展存在很多不足，成本過高就是其中的重要問題之一，主要原因是我國物流配送路徑不夠完善。因此加強(qiáng)對路徑優(yōu)化問題的研究，可以有效降低成本。

關(guān)鍵詞：冷鏈物流；配送路徑；優(yōu)化

我國冷鏈物流在發(fā)展過程中，出現(xiàn)了眾多問題，其中導(dǎo)致成本過高的重要原因之一就是配送路徑缺乏科學(xué)性。相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對期的研究，積極尋求能夠保證成本最低的最優(yōu)路徑。現(xiàn)階段我國在這一方面主要采用了C-W節(jié)約算法、改進(jìn)遺傳算法等方法進(jìn)行路徑的優(yōu)化，并還在積極研究更有效的方法。

一、遺傳算法的改進(jìn)

1.基本概念

該算法是自然界進(jìn)化機(jī)制的模擬，中心思想是優(yōu)勝劣汰。整體思路是在每一代物種中選擇具有代表性的個(gè)體，它擁有優(yōu)秀的遺傳基因，和較高的適應(yīng)自然界的指數(shù)，父輩不僅將優(yōu)秀的基因遺傳給了它，并且在交叉和變異之下，生長出更優(yōu)秀的基因，對環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，該個(gè)體同其父母相比更加類似最優(yōu)解。該算法自身帶有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠?qū)χ悄苁轿锪髋渌蛙囕v路徑的優(yōu)化事項(xiàng)進(jìn)行整體搜索。

2.基本思想及步驟

對自然界不同種群進(jìn)行遺傳的模仿是該算法的中心思想，通過模仿、交叉等方式不斷進(jìn)化不同種群的相關(guān)解，并從中找到最優(yōu)值，知道尋找到最優(yōu)的個(gè)體。其中編碼、設(shè)置初始群體遺傳操作是主要內(nèi)容。

首先，編碼策略。應(yīng)用遺傳域內(nèi)的個(gè)體或染色體來代替問題域中的參數(shù)，這些個(gè)體的構(gòu)成以基因值為基礎(chǔ)；其次，初始群體的隨機(jī)生成，此處以P來表示其大小。種群的大小為N，N個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的初始解代表著不同的個(gè)體，開始迭代由P（0）表示，最終要求的迭代次數(shù)的最高值；再次，f（x）為取值函數(shù)，能夠?qū)m應(yīng)度進(jìn)行確定，目標(biāo)函數(shù)在這一過程中具有重要作用，通常處于修正或變形的中心，隨后會(huì)出現(xiàn)新的函數(shù)；最后，應(yīng)用Ps代表選擇概率、Pc代表交叉概率、Pm代表變異概率，通過計(jì)算能夠促使T代的遺傳迭代實(shí)現(xiàn)。

3.改進(jìn)步驟及意義

首先，優(yōu)化冷鏈物流配送路徑，應(yīng)編碼解向量，不僅要對冷藏車輛數(shù)進(jìn)行確定，還要對單一車輛的服務(wù)對象數(shù)量和服務(wù)順序進(jìn)行明確，因此自然編碼是最主要的方式；其次，初始重群的隨機(jī)產(chǎn)生，優(yōu)化路徑時(shí)能夠隨機(jī)生成多個(gè)初始種群；再次，適應(yīng)度函數(shù)的確定。該函數(shù)能夠?qū)€(gè)解優(yōu)劣性進(jìn)行評價(jià)，對下一代種群概率進(jìn)行確定。函數(shù)隨實(shí)際問題變化而變化。例如非負(fù)數(shù)應(yīng)為個(gè)體的適應(yīng)度值等。

該算法在求解智能式配送車輛路徑問題中使用較廣泛。對該算法的改進(jìn)有助于廣義運(yùn)輸成本的求解，能夠有效對比各項(xiàng)成本構(gòu)成同廣義運(yùn)輸成本之間的差異，該算法就有耗時(shí)少和結(jié)果優(yōu)的特點(diǎn)。

二、粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)

1.概述

PSO即粒子群優(yōu)化算法，在飛鳥集群的基礎(chǔ)上被提出。在一個(gè)固定的區(qū)域中，一群鳥在搜索食物，此時(shí)可能出現(xiàn)兩個(gè)已知條件，一種是該區(qū)域內(nèi)質(zhì)擁有一塊食物，另一種是鳥群明確自身所處的位置與食物的距離是多少；而未知的條件是該事物的具體地點(diǎn)是鳥群未知的，因此鳥群會(huì)對附近的區(qū)域進(jìn)行食物搜索。

在這種情況下該算法能夠?qū)€(gè)體的鳥都視作一個(gè)最優(yōu)解，叫做“粒子”。全部粒子都有自身的適應(yīng)度值，而客觀的不同條件是，它們的位置及速度不同，而接下來的方法及步驟就是對最優(yōu)解進(jìn)行空間搜索，其過程中應(yīng)嚴(yán)格按照不同粒子及跟隨每一迭代來進(jìn)行。

2.基本思想及步驟

初始化時(shí)該算法的首要步驟，它是針對一群隨機(jī)粒子來進(jìn)行的。為了能夠?qū)ふ业酱嬖谟谠摲N群中的最優(yōu)解，應(yīng)以逐步的迭代來進(jìn)行。不同的迭代，會(huì)導(dǎo)致兩種極值產(chǎn)生于粒子群中。一種是個(gè)體極值，即最優(yōu)解在個(gè)體粒子中的體現(xiàn)，應(yīng)用pBest來表示。另一種是全局極值，即最優(yōu)解在整個(gè)種群中全部個(gè)體極值中的體現(xiàn)，用gBest來表示。在不可擅自改動(dòng)的規(guī)定及固定的公式下，粒子群發(fā)生每一次都不同的迭代。

首先，初始物種的隨機(jī)產(chǎn)生，初始化該算法中的全部參數(shù)；其次，對該種群中的全部粒子進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)過程以提前設(shè)定的適應(yīng)度函數(shù)為基礎(chǔ)；再次，粒子的速度和位置是會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變的，轉(zhuǎn)變過程中以速遞和位置更新公式為基礎(chǔ)；第四，評價(jià)該種群中全部粒子，對是硬度值進(jìn)行重新計(jì)算，從而促使pBest和gBest得以更新；最后，如果能夠不通過迭代而實(shí)現(xiàn)最大次數(shù)值，那么可以結(jié)束該算法，并將目標(biāo)函數(shù)和gBest值進(jìn)行輸出，反之應(yīng)從第三步驟重新開始迭代。

3.改進(jìn)步驟及意義

首先，編碼以自然數(shù)為主，針對個(gè)體粒子進(jìn)行。優(yōu)化冷鏈物流配送路徑時(shí)，首先要解決路徑問題，其次是服務(wù)次序。因此，編碼對個(gè)體粒子而言擁有兩部分，即問題和可行解。兩段編碼都有n位；其次，粒子群初始化。局部最優(yōu)是現(xiàn)階段粒子的位置適應(yīng)度，全部局部最優(yōu)的最優(yōu)的適應(yīng)度值是全局最優(yōu)值gBest，同粒子最優(yōu)解對應(yīng)；再次，同遺傳算法具有相同的粒子群優(yōu)化算法，個(gè)體粒子的優(yōu)劣要在適應(yīng)度函數(shù)下進(jìn)行衡量。這里的函數(shù)同遺傳算法的函數(shù)相同。

粒子群優(yōu)化算法在優(yōu)化冷鏈物流配送路徑過程中，其基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)粒子群的優(yōu)化算法，能夠有效改進(jìn)學(xué)習(xí)因子和慣性權(quán)重的設(shè)置。

三、結(jié)論

現(xiàn)階段我國人民的生活質(zhì)量不斷提高，人們對于物流服務(wù)的質(zhì)量要求也越來越高，現(xiàn)階段加強(qiáng)對冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化進(jìn)行研究具有重要的意義。本文從遺傳算法的改進(jìn)和粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)角度對冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化展開了探討，通過對相關(guān)思想和步驟的掌握，對提高人們的生活質(zhì)量能夠起到較大的促進(jìn)作用。

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