基于模糊數學的物流配送路徑規劃道路權值確定方法

王曉琪 山東科技大學 山東青島 266590

引言

物流配送是現代流通業實現資源最優配置的經濟活動, 物流配送車輛路徑規劃是指對配送車輛在多個貨物需求點間的路徑規劃。在激烈的市場競爭下,配送企業為了提高競爭力,需要盡可能的降低成本，為此企業就需要制定最優的配送方案。

道路權值是進行路徑規劃的基礎。一般的路徑規劃求權多注重道路交通狀況的影響，但是道路權值的影響因素比較復雜，我們主要歸納出了：距離、交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、車輛易發生事故狀況和路段收費狀況等[1-3]。如何綜合考慮多因素影響下道路網權值的綜合評判，模糊理論中模糊綜合評判方法可處理客觀事物中存在概念外延不分明情況，因此，本文在考慮多個影響因素的下，提出基于模糊數學的權值確定算法來解決道路中的權值確定問題。

1.物流配送路徑規劃的影響因素

物流配送過程中考慮道路權值對路徑規劃有很大的影響，分析影響道路權值的因素可知：需要對多個影響因素進行分析，并且各影響因素的量綱不同 , 要把不同因素不同量綱的數據進行歸一化處理，有影響因素數據通過變換到[0,1]區間里。

1.1 交通流

交通流是影響物流配送路徑選擇的影響因素。交通流量大造成道路擁擠，將會嚴重影響車輛的行駛速度，造成配送的低效率，并且車輛的緩慢行走還會增加油耗, 進而增加配送成本。要在道路權值中體現,需要對其進行量化。本文根據交通服務等級,引入[0,1]之間的擁擠度系數M，使擁擠程度轉換成交通流體現在道路權值中。

1.2 路面狀況

路面的破損度、路面的抗滑性等路面狀況都會影響行車安全以及貨物的完整性和安全性, 特別是行駛在高速公路上的車輛。因此 , 有必要在路段和節點的權值上加入路面狀況因素,體現路面狀況對路徑規劃和權值確定的影響。根據一個月內路段的道路情況統計,在[0,1]區間內對天氣因素進行無量綱化。

1.3 交叉口延誤情況

在實際出行中，特別是在大城市擁堵和延誤常常發生在交叉口,行駛在城市路網的配送車輛在交叉口所耗費的時間大約占整個出行時間的20%～40%。確定交叉口延誤這個影響因素的權值, 可參考每車平均信控延誤值與信號交叉口服務水平的對應關系進行取值。

1.4 車輛易發生事故狀況

車輛易發生事故的狀況直接關系到配送貨物是否能準時安全的到達，因此影響著配送路徑的規劃選擇, 配送車輛應盡量避免途經事故高發路段或交叉口。本文參考道路交通安全評價指標,將道路交通安全性進行量化。

1.5 路段收費狀況

路段收費狀況是指配送車輛在配送過程中所需要的路橋費。在城市中配送過程中，路橋費一般納入車輛年度需交納的常規費用中，而在城市間配送，則需交納高速公路通行費，入城費，過橋費等。該影響因素可通過設定的費用閥值,在 [0,1]間進行無量綱化。

2.道路權值的模糊綜合評價

由以上對影響權值的因素分析可知，除了距離可以采用確定的數值外，其他路況等因素都需要采用模糊隸屬度來表示。需要進行要構建多因素模糊綜合評判的數學模型。

2.1 確定綜合評價的要素

1)因素集。

在權值確定問題上需要考慮的評價因素包括交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、 車輛易發生事故狀況、路段收費狀況五個因素。可以定義如下：U={交通流、路面狀況、交叉口延誤情況、車輛易發生事故狀況、路段收費狀況}

2）評價集。

將評價集定義為：V={很好，較好，一般，不好}

3）單因素評價矩陣R

可采用交通部門已有的統計數據或人群調查等方法進行隸屬度的評價，可得到單因素評判矩陣：

2.2 道路權值的計算

B中的各元素尋找最大b'作為評價結果。其中

計算可得權值為w=0.33×(1-0.38)=0.873

3.結論

本文提出基于模糊數學的權值確定算法，借助模糊數學將影響道路權值的因素進行綜合評價，得到多因素下道路權值的計算，有效解決了對物流配送中路徑規劃在多因素影響下道路網權值的計算問題。