道路循環甩掛運輸車輛調度研究

于天宇

[摘 要]本文基于道路循環甩掛運輸模式的調度方法，以運輸成本和牽引車的使用數量最小為目的，建立相應的數學模型，使用模擬退火算法對模型進行求解，并且對某物流企業實際運行進行分析，運用循環甩掛運輸設計調度方案，與傳統模式進行比較，得出甩掛運輸比傳統運輸具有效率高、成本低等明顯優勢。

[關鍵詞]循環甩掛；車輛調度；模擬退火算法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.16.056

[中圖分類號]F259.22；U492.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）16-00-02

多點循環甩掛運輸是指在車輛沿環形式路線行駛的基礎上，進一步組織甩掛的組織方式。它要求在閉合循環回路的各裝卸作業點上，配備一定數量的周轉掛車，牽引車每到達一個裝卸作業點便甩下所帶掛車，等待卸貨或掛上預先裝好的掛車前往下一個目的地。循環甩掛實質是用循環調度的方法來組織封閉回路上的甩掛作業，即將載貨牽引車作為循環調度的對象，把掛車當作車輛在環形式路線上行駛時需要裝載或卸載的貨物。

1 循環甩掛運輸的優勢

1.1 提高車輛利用率

循環甩掛運輸是在閉合的回路上進行的，因此，牽引車在回路上的各節點基本上都會裝上掛車，從而減少車輛的空載運輸等，提高了車輛的利用率。

1.2 減少裝卸作業的等待時間

循環甩掛運輸在每個節點上都會配有掛車，在牽引車到達前將貨物預先裝卸好，牽引車到達后甩下所帶的掛車，裝上預先準備好的掛車，從而減少裝卸時間。

1.3 減少相應的成本支出

在循環甩掛運輸過程中，由于牽引車的需求小于掛車的數量，因此減少了牽引車的購置，降低了購置成本，同時也減少了駕駛員的數量，節約了相應的成本。

2 循環甩掛的基本要求

循環甩掛涉及面廣，組織工作較為復雜，因此，組織循環甩掛通常需要滿足以下一些基本條件。

2.1 貨運量大且穩定

穩定、充足的貨源是循環甩掛運輸的重要條件，只有保證貨物有充足的貨量，才能充分體現出循環甩掛運輸的優勢，提高運輸效率。

2.2 所有節點能夠構成循環式行駛路線

循環甩掛運輸的基本要求是能夠組織車輛沿環形路線進行運輸，因此，在組織循環甩掛運輸時，線路上各節點構成的行駛路線必須是循環式行駛路線。

2.3 裝備完善的站場設施

有了完善的裝備設施，才能將周邊的物資集中起來，然后才能在其他站場之間進行運輸。為了提高裝卸作業的效率，相關企業應對貨運站場的設施進行改進，滿足甩掛運輸裝卸作業要求，提高裝卸效率，使其能夠最大化服務循環甩掛運輸。

2.4 良好的交通狀況

良好的道路行駛條件是保證循環甩掛運輸的重要條件，只有保證行駛線路的交通狀況良好，才能使循環甩掛運輸正常運行。

3 循環甩掛車輛調度模型

3.1 模型說明

循環甩掛運輸的車輛調度問題可以表述為：在一個閉合的循環線路上，牽引車從車場出發行駛在循環線路上，經過裝卸點時甩下所帶的半掛車，并拖帶上已經完成作業的半掛車繼續行駛。在線路上的各裝卸點上有足夠數量的空掛車，且掛車能夠通用，但服務點自身擁有的掛車數保持不變。為滿足服務點之間的貨運需求，在甩掛運輸的模式下，牽引車從車場出發向多個服務點執行配送任務，在有限時間內完成貨運需求后返回車場，安排牽引車合理的配送路線。

3.2 參數說明

循環甩掛運輸的車輛調度模型的參數表（見表1）

3.3 建立道路循環甩掛運輸車輛調度模型

道路循環甩掛運輸車輛調度模型的優化目標：

最少車輛配置：min{k}

最小成本：minC

循環甩掛運輸車輛調度模型的約束約束條件如表2所示。

4 實例分析

4.1 G物流企業運輸示意圖及數據

G物流公司是一家集公路運輸、鐵路運輸、城際配送于一體的物流公司，其在全國擁有多個分公司以及配送網點，以下是該公司某次的調度任務，本文計算最優甩掛運輸調度方案，與目前采用的單車調度方案進行效益對比。為了方便敘述，本文以A、B、C等字母表示主要的節點。

（1）車場與各站點的分布，并以O、A、B、C、D、E表示，如圖1所示。

（2）調度過程中，牽引車的速度以及成本等數據，如表3所示。

4.2 甩掛運輸方案及成本分析

根據文中所提供的數據，運用模擬退火算法來進行計算，采用Matlab軟件編程，算法的主要參數設置為：T0=100，溫度衰減系數k=0.85，終止溫度Tf=0.1，當前溫度迭代次數L=100，最終得出運輸線路為：

線路1：O—A—B—D—E—D—O

線路2：O—A—C—D—B—O

線路3：O—B—E—C—O

其運輸成本為：

總成本C=重車油費+空車油費+固定成本+懲罰成本+司機工資

總成本=0.6×696+0.3×294+300×3+30×7+150×3=2065.8元

所以，該物流企業實行循環甩掛運輸的最后每天總成本

C0=2 065.8元。

4.3 循環甩掛與單車調度的對比

4.3.1 單車調度運輸方案和成本計算

單車調度其運輸成本為：

總成本C=重車油費空車油費+固定成本+司機工資

總成本=0.6×696+0.3×1150+300×9+150×11=5112.6元

所以，該物流企業實行單車調度的最后每天總成本C0=5 112.6元。

4.3.2 循環甩掛與單車調度的對比

從文中的計算可以看出，在固定成本方面，由于車輛的減少致使每天的固定成本降低了1 800元；在油費方面，空車行駛中油費的成本降低了256.8元；在司機工資方面，由于司機的數量減少，從而減少了1 200元的支出；在懲罰成本中，由于甩掛運輸過程中存在超時的現象，致使成本增加了210元，最終循環甩掛運輸使成本降低了3 046.8元。

5 結 語

甩掛運輸作為一種先進的運輸方式，在國外已經成為一種主流的運輸模式，其對提高運輸效率、降低運輸成本、促進資源節約等具有明顯的優勢。本文只是對循環甩掛運輸調度進行了初步研究，對其他模式模式的調度還需進一步的研究。

主要參考文獻

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