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篇1

【關(guān)鍵詞】鐵路車輛調(diào)度 信息系統(tǒng) PowerBuilder

鐵路車輛段車輛調(diào)度主要負(fù)責(zé)鐵路客車、鐵路貨車的檢修、運(yùn)用中的計(jì)劃編制、生產(chǎn)指揮、出入廠段組織等工作，負(fù)責(zé)指揮完成于鐵路車輛有關(guān)的鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)，承擔(dān)鐵路行車設(shè)備有關(guān)信息的收集與分析，并按規(guī)定組織指揮、協(xié)調(diào)處理工作。隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和客貨運(yùn)組織的變化，尤其是動(dòng)車組的大量開行，鐵路車輛調(diào)度在鐵路運(yùn)輸組織和鐵路車輛管理中的管理對象、要求、范圍、項(xiàng)目、手段等都發(fā)生了很大變化，因此如果能夠利用數(shù)據(jù)庫開發(fā)出對車輛段車輛調(diào)度信息統(tǒng)一管理的系統(tǒng)，將對鐵路車輛段的調(diào)度工作起到很好的作用。

本文利用車輛段現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)模式，利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，構(gòu)架出車輛調(diào)度信息管理系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)各模塊的軟件功能。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 系統(tǒng)的功能需求

車輛段車輛調(diào)度的主要任務(wù)是對車輛的停放信息，列車的動(dòng)態(tài)運(yùn)用信息以及一級備用車相關(guān)信息的查詢和管理。所以總體上要將系統(tǒng)從這三個(gè)功能上劃分模塊。

調(diào)度的工作人員，每天最主要的工作就是進(jìn)行信息的匯總和瀏覽查詢，為了減輕工作人員在系統(tǒng)上的操作量，界面的設(shè)計(jì)盡量簡單明了，并從現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中提取信息，保證數(shù)據(jù)的一致性。

1.2 系統(tǒng)的性能需求

本系統(tǒng)是基于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，鐵路部門對于網(wǎng)絡(luò)的安全性要求較高，并且都已經(jīng)布有成熟的網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)，考慮到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫模式，以及系統(tǒng)功能和信息特點(diǎn)，采用具有客戶端的軟件系統(tǒng)，能極大的滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、并發(fā)性和安全性需要。同時(shí)能夠做到系統(tǒng)的課擴(kuò)充性良好，系統(tǒng)管理簡單，可支持異種數(shù)據(jù)庫，有很高的可用性，可進(jìn)行嚴(yán)密的安全管理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體劃分為股道信息管理，列車動(dòng)態(tài)運(yùn)行管理，一級備用車管理三大模塊。并在每個(gè)模塊下按功能細(xì)分結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.1 股道信息管理

股道信息實(shí)際上是為了方便查詢車輛信息所設(shè)置的。車輛段的股道按不同的功能分為不同的區(qū)域，包括：修車股道、臨修股道、運(yùn)用股道。在股道上停放的車輛也有不同的狀態(tài)：預(yù)檢交接、班組作業(yè)、工長校驗(yàn)質(zhì)檢校驗(yàn)、驗(yàn)收、驗(yàn)收修竣等。所以在股道信息的管理中，通過劃分不同的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)股道信息的有效查詢，而為了方便查詢的直觀性，在股道上各車輛使用不同顏色標(biāo)明狀態(tài)。

2.2 列車動(dòng)態(tài)運(yùn)行管理

列車動(dòng)態(tài)運(yùn)行包括運(yùn)行信息和報(bào)警信息的管理。

列車的運(yùn)行信息包括：列車啟運(yùn)、列車正常運(yùn)行、列車非正常運(yùn)行。列車非正常運(yùn)行時(shí)需要有非運(yùn)行信息，包括：停車區(qū)間、停車日期、是否啟運(yùn)、啟運(yùn)日期。這部分對列車在運(yùn)行中的狀況和運(yùn)行的位置的信息進(jìn)行有效管理。

列車運(yùn)行報(bào)警信息主要是通過對數(shù)據(jù)庫中車輛的信息，以及對于車輛運(yùn)行的信息結(jié)合車輛修程規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，最后匯總出在運(yùn)用的車輛哪些需要進(jìn)行檢修，在設(shè)置好的時(shí)間范圍內(nèi)提前報(bào)警。方便調(diào)度人員在列車運(yùn)行結(jié)束后重新編組車輛。

2.3 一級備用車管理

按調(diào)度的日常工作，一級備用車的管理劃分為：一級備用車信息，一級備用車日計(jì)劃和記名檢修單查詢?nèi)齻€(gè)部分。

一級備用車日計(jì)劃信息是調(diào)度用來每天制定一級備用車或待一級備用車計(jì)劃的。調(diào)度根據(jù)每天檢修好的車輛情況，將車輛定義成待一級備用和一級備用狀態(tài)，然后再按車輛報(bào)警的情況進(jìn)行更換車輛，下達(dá)調(diào)度指令。

一級備用車信息主要指備用車日計(jì)劃信息，統(tǒng)計(jì)當(dāng)天或已做計(jì)劃的某天待一級備用車和一級備用車的信息，包括不同車型每天計(jì)劃的最高儲(chǔ)量和最低儲(chǔ)量以及計(jì)劃量的情況。這樣在調(diào)度更換車輛時(shí)方便查詢或下計(jì)劃。

車輛調(diào)度工作人員有查詢車輛記名檢修單的權(quán)利。所以，在系統(tǒng)中設(shè)置記名檢修單查詢?nèi)肟?，方便查詢?/p>

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)

系統(tǒng)前臺(tái)操作客戶端使用PowerBuilder開發(fā)（以下簡稱PB）。相對于其他應(yīng)用開發(fā)工具而言，它具有速度更快、質(zhì)量更高、功能更強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)。PB內(nèi)置的數(shù)據(jù)窗口對象類，可以方便數(shù)據(jù)庫的訪問，同時(shí)PB還具有強(qiáng)大的報(bào)表系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶的需要制定各種分析報(bào)表。

系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫采用Oracle數(shù)據(jù)庫。

3.2 系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)

根據(jù)各模塊的功能以及考慮到方便操作，界面風(fēng)格采用Windows資源管理器的模式，使各個(gè)功能模塊一目了然，用戶登錄后就可以在界面上進(jìn)行日常工作。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)是一個(gè)較為完善的鐵路車輛段車輛調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)的側(cè)重是在信息的管理，方便調(diào)度人員及時(shí)有效的查看和使用信息，幫助工作人員提高工作效率，并減輕工作強(qiáng)度。該系統(tǒng)后期要進(jìn)一步改進(jìn)操作方式，結(jié)合智能手機(jī)的APP開放，將部分信息通過手機(jī)客戶端的方式進(jìn)行查詢，方便并迎合現(xiàn)場人員的流動(dòng)工作方式。

參考文獻(xiàn)

[1]張宇.關(guān)于編寫《鐵路車輛調(diào)度規(guī)則》的基本思路[J].鐵道車輛，2012，50（1）：36-38.

[2]侯淑英.B/S模式和C/S模式優(yōu)勢比較[J]沈陽教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，9（4）：98-100.

[3]樊金生，張翠肖，沙金.PowerBuilder10.5實(shí)用教程[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

篇2

關(guān)鍵詞：車輛調(diào)度；物流；優(yōu)化方案

中圖分類號：F513.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1005-6432(2008)36-0076-02

Research and Accomplishment of Haulage Vehicle Scheduling Optimization

Jiang Hua1 Yi Zhengjiang2

(1.School of Information Engineering,Jiaozuo University; 2.School of Economics and Management, Jiaozuo University)

Abstract: Through the mathematical analysis for the vehicle scheduling problem, this paper made simple and practicalvehicle scheduling algorithm. To achieve the implementation of computer-smart scheduling tasks, we designed the program ofvehicle scheduling optimization. This program realizes distribution scheduling with computer to the logistics and distributionenterprise, reduce costs and improve logistics management level have a certain reference value.Key Words: vehicle scheduling; logistics; optimization program

一、前言

電子商務(wù)廣闊的發(fā)展前景和連鎖商業(yè)的迅速發(fā)展為物流配送提供了發(fā)展契機(jī)，以往采取的手工作業(yè)或簡單的計(jì)算機(jī)作業(yè)處理方式已經(jīng)不能滿足迅速發(fā)展的業(yè)務(wù)要求。隨著物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，物流量的急劇增加，企業(yè)在進(jìn)行物流配送時(shí)面臨一系列的問題。綜合人和計(jì)算機(jī)兩方面優(yōu)勢的配送調(diào)度系統(tǒng)能有效地輔助處理配送過程中大量的決策問題，因此，是解決這一系列問題的良好方案。

本文以對整車物流配送的企業(yè)提供智能化、決策化支持為目標(biāo)，提出以整車調(diào)度優(yōu)化為目的的數(shù)學(xué)分析模型；然后討論了基于J2EE的輕量級Web軟件系統(tǒng)框架；最后對建立計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。

二、車輛物流的技術(shù)環(huán)境

車輛物流是集現(xiàn)代運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、保管、搬運(yùn)、包裝、產(chǎn)品流通及物流信息于一體的綜合性組織和管理。車輛整車及其零部件的物流是各個(gè)環(huán)節(jié)必須高度有效銜接的高技術(shù)行業(yè)，主要包括車輛滾裝物流技術(shù)、整車物流信息技術(shù)、采購與JIT、生產(chǎn)供應(yīng)技術(shù)等方面。

(1)滾裝物流技術(shù)。滾裝物流實(shí)際上是一種和車輛運(yùn)輸緊密相關(guān)的物流技術(shù)，利用車輛自身具有移動(dòng)作業(yè)能力的特點(diǎn)，結(jié)合其他的運(yùn)輸方式組合而成的運(yùn)輸方式。目前常見的有：車輛-車輛模式、集裝箱-車輛模式、輪船-車輛模式、火車-車輛模式等。這些運(yùn)輸模式形式多樣，特點(diǎn)各異。

(2)整車物流信息技術(shù)。現(xiàn)代物流是以信息技術(shù)、電子技術(shù)為代表的高科技所支撐的集成化體系。信息化、智能化、集成化及專業(yè)化是現(xiàn)代物流的發(fā)展方向。廣泛采用GPS和GIS技術(shù)，可以優(yōu)化駁運(yùn)車運(yùn)輸體系，降低物流運(yùn)輸成本，包括隨時(shí)隨地、方便快捷地了解駁運(yùn)車的最新狀況，就近調(diào)度，贏得更多時(shí)間；充分利用回程運(yùn)力資源，實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)度單、訂單及商品車的狀態(tài)等。

(3)采購與J I T生產(chǎn)供應(yīng)物流技術(shù)。主要包括相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備和信息系統(tǒng)。在運(yùn)輸工具配備上，使用專用的巷道式堆垛機(jī)和揀選叉車結(jié)合作業(yè)，在信息系統(tǒng)方面，倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)采用中央控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和倉儲(chǔ)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)相結(jié)合的方式，將可以通過網(wǎng)絡(luò)與車輛生產(chǎn)廠進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交換，接收生產(chǎn)計(jì)劃和J I T配送訂單，進(jìn)行J I T生產(chǎn)供應(yīng)，并及時(shí)反饋配送執(zhí)行情況。

三、調(diào)度優(yōu)化模型的數(shù)學(xué)描述

1.需求描述

車輛調(diào)度優(yōu)化模型屬于實(shí)時(shí)決策范疇，其系統(tǒng)運(yùn)行模式通常是：

(1)調(diào)度系統(tǒng)通過各種方式(E D I，手工生成，系統(tǒng)自生成……)不斷獲得新的客戶運(yùn)輸調(diào)度指令。

(2)每隔一個(gè)時(shí)間段，系統(tǒng)被觸發(fā)運(yùn)行一次優(yōu)化模型，完成一個(gè)波次的預(yù)調(diào)度，把調(diào)度指令根據(jù)模型設(shè)置的若干規(guī)則分解成可實(shí)際操作的調(diào)度計(jì)劃。

(3)最后，系統(tǒng)調(diào)度人員確認(rèn)預(yù)調(diào)度計(jì)劃，調(diào)度計(jì)劃得到真正執(zhí)行，進(jìn)入實(shí)體運(yùn)作階段，直至計(jì)劃成功實(shí)施或者失敗系統(tǒng)重新生成調(diào)度指令，進(jìn)入上面的循環(huán)。

2.模型數(shù)學(xué)描述

模型符號說明：

(1)Xi變量，表示是／否選擇第i個(gè)Column(1／0)；

(2)Rij(或Pij ) ，表示第i個(gè)Col u m n，行集合R(或P)中第j行的值；

(3)Si(或Fi)，表示第i個(gè)Column，行S（或F）；

(4)Gj，j=1～np，表示需要完成的每種運(yùn)輸需求的數(shù)量，數(shù)據(jù)排列順序和裝載方式中P集合內(nèi)的數(shù)據(jù)排列順序相同；

目標(biāo)和約束

[目標(biāo)函數(shù)]

其中， 為各項(xiàng)權(quán)重。

運(yùn)輸量：

優(yōu)先級程度：

[約束條件]

每輛真實(shí)運(yùn)輸工具都有相應(yīng)的裝載計(jì)劃。

運(yùn)輸工具完成總的運(yùn)輸任務(wù)＋虛擬運(yùn)輸工具完成總的運(yùn)輸任務(wù)＝需求

四、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

以某物流運(yùn)輸有限公司的整車運(yùn)輸調(diào)度業(yè)務(wù)需求為例，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)。整車調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)屬于該物流公司整車調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一部分，對原來系統(tǒng)中的若干人工處理業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)范和優(yōu)化，并最終替代手工調(diào)度作業(yè)，由于該模型系統(tǒng)囊括了調(diào)度業(yè)務(wù)中的核心作業(yè)，優(yōu)化模型系統(tǒng)逐漸變?yōu)檎麄€(gè)系統(tǒng)的核心模塊。

1.車輛調(diào)度系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在物流業(yè)務(wù)中的位置，核心整車調(diào)度系統(tǒng)可以簡單的看做：物流系統(tǒng)(T M S)從客戶處獲得整車訂單，合理安排分供方的運(yùn)輸工具把商品車運(yùn)送到指定的倉庫或經(jīng)銷商。在TMS內(nèi)部，系統(tǒng)包括若干功能子模塊，如圖1所示。核心業(yè)務(wù)模塊主要是訂單管理子系統(tǒng)和調(diào)度單管理子系統(tǒng)(圖中核心位置表示)；支持子系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息采集，人員權(quán)限信息設(shè)置，系統(tǒng)安全管理等功能；B I子系統(tǒng)包含所有業(yè)務(wù)報(bào)表的描述；系統(tǒng)還包括若干其他子系統(tǒng)，來完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，定時(shí)數(shù)據(jù)同步，系統(tǒng)監(jiān)控等工 作。

2.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框架原理

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采用當(dāng)前比較流行的框架體系，如圖2所示，前端表現(xiàn)層采用Turbine＋Velocity實(shí)現(xiàn)Web MVC訪問模式，主體采用S p r i n g框架做業(yè)務(wù)層的整合，分為AO(Application Object)和Manager兩個(gè)邏輯訪問層，AO層主要為整合各業(yè)務(wù)對象提供的服務(wù)，向前臺(tái)M VC層提供事務(wù)級的應(yīng)答請求，M a n a g e層則負(fù)責(zé)各個(gè)業(yè)務(wù)對象本身的業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)，并向數(shù)據(jù)訪問層提交或請求數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)訪問層基于ORM產(chǎn)品IBatis來實(shí)現(xiàn)O/R Mapping和數(shù)據(jù)庫訪問，向業(yè)務(wù)層提供細(xì)粒度的數(shù)據(jù)讀寫實(shí)現(xiàn)接口。三層間的對象訪問通過Spring IOC容器實(shí)現(xiàn)依賴的解耦，容器在對象生成時(shí)提供該對象所需要的依賴對象或資源。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

五、結(jié)束語

當(dāng)前，全球市場競爭越來越激烈，我國物流企業(yè)必須合理地優(yōu)化貨物的調(diào)度方案，充分利用企業(yè)內(nèi)外部可用資源，以降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)輸質(zhì)量，獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。整車物流企業(yè)計(jì)劃調(diào)度技術(shù)的研究，正是解決這些問題的主要途徑之一。

作者單位：

姜　樺 焦作大學(xué)信息工程學(xué)院

易正江 焦作大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]宋國寧,蔣新松.大型過程工業(yè)自動(dòng)化全過程體系結(jié)構(gòu)[J].信息與控制,1994,23(2):60-78.

篇3

關(guān)鍵詞：易腐農(nóng)產(chǎn)品；綜合成本；動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度；動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法

中圖分類號：F252.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的日新月異，消費(fèi)者需求日益呈現(xiàn)多元化和個(gè)性化，對易腐農(nóng)產(chǎn)品[1]的色澤、營養(yǎng)、風(fēng)味、新鮮程度以及送達(dá)時(shí)間等要求越來越嚴(yán)格，與此同時(shí)易腐農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和流通量也在逐年增加，易腐農(nóng)產(chǎn)品具有易腐易損的特性，對運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性、儲(chǔ)藏的安全性要求比較高，在我國，易腐農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過程中普遍存在保鮮難、損耗多、成本高的問題。為了滿足消費(fèi)者的不斷需求，企業(yè)需要提出更好地解決方案來提高消費(fèi)者的滿意度，使得企業(yè)取得更大的效益。

目前對DVRP的研究，文獻(xiàn)[2]提出了DVRP的兩階段插入算法，車輛行駛在2個(gè)客戶之間時(shí)，持續(xù)運(yùn)行算法求得當(dāng)前路徑中的可行鄰域解；當(dāng)有新需求的客戶出現(xiàn)時(shí)，利用當(dāng)前所求得的鄰域解將新需求客戶快速插入到行駛的路徑中。文獻(xiàn)[3]提出了一種考慮未來客戶需求信息的調(diào)度策略，通過實(shí)驗(yàn)對比證明了應(yīng)用未來客戶信息可以取到更好的調(diào)度結(jié)果。文獻(xiàn)[4]中根據(jù)時(shí)間軸的概念將動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度問題分解為一系列靜態(tài)車輛調(diào)度問題，并建立了兩階段的數(shù)學(xué)模型，其編碼方式采取把最鄰近法與貪婪算法則相結(jié)合控制車輛沿途補(bǔ)貨，并用自適應(yīng)免疫量子進(jìn)化算法進(jìn)行求解，引入免疫算子使線路內(nèi)和線路間進(jìn)行再優(yōu)化，從而有效地提高了解的質(zhì)量，加快了算法的收斂速度。本文主要針對易腐農(nóng)產(chǎn)品易腐爛變質(zhì)的特性，以易腐農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)木C合成本最少為目標(biāo)，當(dāng)客戶出現(xiàn)請求的新增、取消、修改以及交通堵塞等多種動(dòng)態(tài)事件情況下，對配送路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，在一定的約束條件下建立易腐農(nóng)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度模型，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法[5]解決實(shí)際問題，并驗(yàn)證模型的有效性。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 問題描述及分析

假設(shè)G=N，E是一個(gè)完備的有向圖，節(jié)點(diǎn)集為N=0，1，2，…，n；邊集為E=i，j， i，j∈N， i≠j。其中0表示配送中心，其余為客戶點(diǎn)，根據(jù)每輛車需要服務(wù)的第一個(gè)客戶的最早開始時(shí)間設(shè)定該車的出發(fā)時(shí)間，車輛從配送中心出發(fā)，在2個(gè)客戶點(diǎn)之間不能改變其行駛方向，每個(gè)客戶都有一個(gè)要求服務(wù)的時(shí)間窗范圍和一個(gè)可接受的服務(wù)時(shí)間窗范圍，并且每個(gè)客戶且只能由一輛車為其服務(wù)。在某一時(shí)刻τ，有新需求的客戶出現(xiàn)，在考慮每輛車的當(dāng)前載貨量和新需求客戶的位置、需求量和服務(wù)時(shí)間窗范圍下，系統(tǒng)會(huì)找出符合新需求客戶的運(yùn)輸車輛，將新需求客戶插入到正在行駛的車輛中，使得運(yùn)輸綜合費(fèi)用最少，如果沒有符合新需求客戶的車輛，則進(jìn)入到等待隊(duì)列中。車輛在滿足每個(gè)客戶要求的時(shí)間窗和每輛車的最大載貨量范圍內(nèi)，完成對所有客戶點(diǎn)的配送服務(wù)后，最終回到配送中心。優(yōu)化目標(biāo)是確定車輛的最優(yōu)行駛路線，使得綜合總費(fèi)用最少。

1.2 模型的建立

本文引入關(guān)鍵點(diǎn)和未分配點(diǎn)[6]兩個(gè)術(shù)語來描述動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度問題。關(guān)鍵點(diǎn)是指行駛車輛正在配送的客戶點(diǎn)或正在前往的客戶點(diǎn)，每條路徑要求至多只有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。未分配點(diǎn)是目前還沒有服務(wù)到的客戶點(diǎn)，這里的“未分配”并不是沒有設(shè)定車輛為該客戶點(diǎn)服務(wù)，而是已經(jīng)安排了車輛但還未行駛到。由此可知，在分辨已服務(wù)客戶點(diǎn)和未分配客戶點(diǎn)之間，關(guān)鍵點(diǎn)起著極其重要的作用。因此，當(dāng)出現(xiàn)新需求客戶或者交通狀況發(fā)生變化時(shí)，需要迅速確定當(dāng)前的關(guān)鍵點(diǎn)和未分配點(diǎn)之間的信息。

4 結(jié) 論

本文分析了易腐農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)木C合成本，在客戶需求不斷變化的情況下，建立了易腐農(nóng)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度模型，更貼近實(shí)際生活的需要。由調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有新需求客戶到來時(shí)實(shí)時(shí)優(yōu)化路線，采用基本的動(dòng)態(tài)規(guī)劃啟發(fā)式算法進(jìn)行求解，應(yīng)用實(shí)例表明，動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法能夠在很短的時(shí)間求出比最近鄰域法更好解，實(shí)時(shí)優(yōu)化行駛路線，同時(shí)在運(yùn)行時(shí)間和存儲(chǔ)空間允許的情況下，求解出更大規(guī)模的問題，提高客戶滿意度，增加企業(yè)的利潤。

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篇4

關(guān)鍵詞：車輛調(diào)度問題；粒子群算法；平均最優(yōu)信息；組合優(yōu)化

中圖分類號：U116.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

車輛調(diào)度問題（Vehicle Routing Problem， VRP）是一個(gè)層次目標(biāo)優(yōu)化問題，最早由學(xué)者Dantzig和Ramser于1959年提

出[1]，自提出以來一直都是組合優(yōu)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿問題。車輛調(diào)度問題是典型的NP-hard問題，當(dāng)問題所涉及的規(guī)模很小時(shí)可采用精確算法進(jìn)行求解，但隨著問題規(guī)模的增大，精確算法的計(jì)算量呈指數(shù)增長，實(shí)際應(yīng)用范圍非常有限。因此，如何通過少量計(jì)算并以較快速度得到一個(gè)相對滿意的解成為學(xué)者們研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在解決大規(guī)模VRP時(shí)通常采用啟發(fā)式算法或現(xiàn)代優(yōu)化算法，現(xiàn)階段已有不少研究將啟發(fā)式算法應(yīng)用到車輛調(diào)度問題中，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模擬退火算法、蟻群算法以及遺傳算法尤為居多[2-5]。但這些算法均存在一定的局限性，如遺傳算法在尋優(yōu)過程中早熟且收斂慢；禁忌搜索全局性差；模擬退火搜索速度慢等。因此尋求性能更優(yōu)的啟發(fā)式算法，對于解決VRP具有十分重要的意義。

粒子群優(yōu)化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）[6]是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它在大規(guī)模問題尋優(yōu)過程中表現(xiàn)出比其他經(jīng)典啟發(fā)式算法更大的優(yōu)勢和可行性[7-8]。PSO算法雖具有自身優(yōu)勢，但在實(shí)際尋優(yōu)過程中仍會(huì)出現(xiàn)陷入局部最優(yōu)值，早熟停滯進(jìn)化現(xiàn)象。針對這些不足，本文利用基于粒子個(gè)體最優(yōu)值與全局最優(yōu)值的均值信息，將平均粒子群算法（Average PSO，AVGPSO）應(yīng)用到車輛調(diào)度問題中。通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該算法的有效性，并與標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法進(jìn)行性能對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的算法在解決車輛調(diào)度問題中表現(xiàn)出了更優(yōu)的性能。

1 車輛調(diào)度問題描述

式（1-4）是容量約束，限制每條路線上的客戶需求量之和不超過車輛的最大承載量；

式（1-5）表示每個(gè)客戶需求點(diǎn)被訪問一次并且只能被訪問一次；

式（1-6）、（1-7）表示每個(gè)客戶需求點(diǎn)的需求只能由一輛車完成；

式（1-8）表示所有配送車輛均從配送中心出發(fā)，最后返回到配送中心；

式（1-9）、（1-10）為變量取值約束。

2 粒子群優(yōu)化算法及改進(jìn)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法

2.2 基于平均最優(yōu)信息的粒子群算法（AVGPSO）

標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法中，速度更新公式中的第二項(xiàng)和第三項(xiàng)分別利用了粒子的個(gè)體極值和全局極值。該算法雖然在解決車輛路徑問題上已表現(xiàn)出較好的性能，但由于算法自身的粒子間信息共享機(jī)制可能會(huì)導(dǎo)致粒子在尋優(yōu)過程中過分集中而易陷入局部最優(yōu)值，從而過早地成熟收斂。文獻(xiàn)[9]在標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的基礎(chǔ)上引入了粒子個(gè)體極值的平均值，提出一種改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，即在標(biāo)準(zhǔn)粒子 AVGPSO 算法過程如表2-1所示：

3 基于AVGPSO的車輛調(diào)度問題

3.1 構(gòu)造粒子編碼

車輛調(diào)度問題是組合優(yōu)化問題，其編碼方式和初始解的設(shè)定對問題的求解都有很大影響。本文根據(jù)文獻(xiàn)[10]的編碼思想，采用一種基于實(shí)數(shù)向量的編碼方式，即在不增加維數(shù)的前提下，將車輛和車輛中客戶的排序在編碼中表示出來。對于有N個(gè)客戶的VRP問題，粒子的狀態(tài)由N維的實(shí)數(shù)向量X表示。對于向量的每一維，其整數(shù)部分表示客戶所在的車輛，整數(shù)部分相同的，表示在同一輛車中；其小數(shù)部分表示客戶在該車輛中配送的次序。假設(shè)有8個(gè)客戶的VRP問題，需要的車輛數(shù)為3，采用該編碼方式表示如下：

客戶編號： 1 2 3 4 5 6 7 8

X ：2.1 3.09 1.51 1.34 1.21 1.76 3.35 3.17

按照上述描述的編碼思想，先將X取整，整數(shù)部分相同的劃為一個(gè)組，即得到如下三組：2.1，1.51，1.34，1.21，1.76，3.09，3.35，3.17。在得到的三組數(shù)中，按照小數(shù)部分的值從小到大進(jìn)行排序，即有：2.1，1.21，1.34，1.51，1.76，3.09，3.17，3.35。將上述粒子的狀態(tài)映射成對應(yīng)的客戶，即得到車輛的配送路徑：

車輛1：0-5-4-3-6-0

車輛2：0-1-0

車輛3：0-2-8-7-0

在該編碼方式中，粒子的維數(shù)與客戶的數(shù)目相對應(yīng)，解碼時(shí)只需進(jìn)行一次排序和取整運(yùn)算，粒子狀態(tài)更新操作簡單，并能發(fā)揮粒子群算法的固有特點(diǎn)。

3.2 算法步驟

為驗(yàn)證AVGPSO算法相對于標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的優(yōu)越性，同樣針對該車輛調(diào)度問題采用標(biāo)準(zhǔn)PSO算法進(jìn)行優(yōu)化，并將兩種算法進(jìn)行性能分析比較。標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的相關(guān)參數(shù)設(shè)置與AVGPSO算法一樣。最大迭代次數(shù)為500，每種算法獨(dú)立運(yùn)行20次，每次優(yōu)化得到的最優(yōu)適應(yīng)度值結(jié)果及運(yùn)行時(shí)間如表4-3所示。其中，AVGPSO算法有19次搜索到最優(yōu)解，而標(biāo)準(zhǔn)PSO只有14次，即AVGPSO的成功率為95%，標(biāo)準(zhǔn)PSO的成功率為70%，而且在運(yùn)行時(shí)間上AVGPSO也快于標(biāo)準(zhǔn)PSO。圖4-2給出了AVGPSO與標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的平均適應(yīng)度值的進(jìn)化曲線，由于所求目標(biāo)函數(shù)指標(biāo)為距離最短，即求最小值，所以適應(yīng)度值曲線越往下越優(yōu)。從圖中可看出，標(biāo)準(zhǔn)PSO算法與AVGPSO算法均達(dá)到了最優(yōu)值，但AVGPSO算法的收斂速度明顯要快于標(biāo)準(zhǔn)PSO算法。

根據(jù)上述仿真結(jié)果可知，AVGPSO算法在搜索精度上比標(biāo)準(zhǔn)PSO算法高，收斂速度快，并且在找到最優(yōu)值時(shí)的平均收斂步數(shù)更短，尋優(yōu)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于標(biāo)準(zhǔn)PSO算法。由圖4-2可知，在標(biāo)準(zhǔn)PSO算法陷入局部最優(yōu)解時(shí)，AVGPSO算法能夠有效跳出局部最優(yōu)，更好地保持了種群的多樣性，從而提高算法的優(yōu)化能力。

5 結(jié)束語

本文針對標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法在解決車輛調(diào)度問題時(shí)易陷入局部最優(yōu)的缺陷，考慮結(jié)合粒子的個(gè)體最優(yōu)值與全局最優(yōu)值，將平均性能指標(biāo)引入到算法的更新策略中，提出了一種基于平均最優(yōu)信息的粒子群算法。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能快速有效地解決車輛調(diào)度問題。改進(jìn)的算法編碼簡單，并且在種群進(jìn)化過程中保持了種群的多樣性，增強(qiáng)了算法的全局搜索能力，是解決此類問題一種簡單易行的優(yōu)化方法。

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篇5

針對以上提出的這些問題及配送要求，本文以“優(yōu)化”為主線，研究分析冷鏈物流回程配載的車輛調(diào)度優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】物流運(yùn)輸；回程配載；冷鏈物流

1 回程配載

回程配載意思為具體的回程運(yùn)班選配貨載，即承運(yùn)人根據(jù)回程路徑向托運(yùn)人提出托運(yùn)計(jì)劃，根據(jù)運(yùn)輸工具的特性，確定適合的貨物裝載數(shù)量、體積等，返回目的地的過程。

1.1基于回程配載的SWOT分析

1.1.1Strength

1.1.1.1自身優(yōu)勢

根據(jù)物流公司自身優(yōu)勢，整合物流信息，由統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。物流公司信息功能主要有：

（1）車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控

監(jiān)控公司所有自有車輛的位置信息，包含經(jīng)緯度值，狀態(tài)信息包括時(shí)間、速度、方向、設(shè)備故障、空載、重載等信息，具有全程、實(shí)時(shí)、可視化冷鏈安全監(jiān)控。

（2）歷史軌跡

車載終端上存儲(chǔ)的歷史軌跡記錄可以由管理中心通過無線方式按照時(shí)間段提取后存儲(chǔ)于管理中心，軌跡點(diǎn)可以在管理中心電子地圖上回放以重現(xiàn)車輛的行駛過程以及相應(yīng)的冷鏈狀態(tài)信息。

（3）報(bào)警功能

車載終端除具有超速、越界等報(bào)警提示功能外，還配備有緊急報(bào)警開關(guān)，遇有緊急情況時(shí)，駕駛?cè)藛T可向調(diào)度管理中心發(fā)送報(bào)警信息，由調(diào)度管理中心啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

（4）遠(yuǎn)程控制

車載終端具有斷油斷電功能，調(diào)度管理中心在特殊情況下，可直接向車輛發(fā)送斷油斷電指令，停止車輛運(yùn)行。

1.1.1.2外界優(yōu)勢

（1）水陸交通。近年來我國大力發(fā)展交通事業(yè)，水路交通便利。

（2）人口優(yōu)勢。人口集中可以產(chǎn)生許多經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢或效益。

（3）雄厚的人才實(shí)力。我國高校眾多，培養(yǎng)了大批物流等相關(guān)專業(yè)的人才。

1.1.2Weakness

1.1.2.1自身劣勢。

我國物流行業(yè)雖然已經(jīng)具有較為完備的信息管理系統(tǒng)，但與世界一流的冷鏈企業(yè)相比，仍然有一些差距。

（1）只有部分車輛和倉庫已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了倉庫和配送的可視化，有待推廣使用，完善系統(tǒng)。

（2）針對可視化的移動(dòng)APP還在推行中，亟待成熟。

1.1.3Opportunity

自2009年以來，中國3G網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，促進(jìn)了中國互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的成熟與發(fā)展，中國的4G網(wǎng)絡(luò)也于2015年日益成熟。因此，實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸過程可視化越來越值得期待。

1.1.4Threat

面對機(jī)遇，同時(shí)也要迎接挑戰(zhàn)。

（1）以三千多萬卡車司機(jī)服務(wù)的移動(dòng)互聯(lián)平臺(tái)蘊(yùn)藏著重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前匯通天下、易流、維天運(yùn)通這三家公司都在傾力抓住這樣的商業(yè)機(jī)會(huì)。

（2）快遞服務(wù)新行業(yè)中，以中通、順豐為例的快遞企業(yè)在不斷地變革。利用微信、APP的普遍應(yīng)用的趨勢，在互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)新快遞服務(wù)，贏得了較高的市場份額，提高客戶滿意度。

（3）傳統(tǒng)找貨方式中，司機(jī)們?yōu)榱朔乐够爻炭哲囘@種情況的發(fā)生，只能集中在熟悉的運(yùn)輸市場中，尋找適合的運(yùn)輸貨物。這種傳統(tǒng)找貨方式效率較低，無法達(dá)到雙贏目的。

推廣手機(jī)App，使司機(jī)能夠及時(shí)獲取訂單信息。司機(jī)在手機(jī)上安裝了APP之后，將自己的車型、可運(yùn)載的貨物種類、運(yùn)輸期間到達(dá)的時(shí)間以及地點(diǎn)，還有最終返回地等信息，通過移動(dòng)終端上傳到網(wǎng)站。網(wǎng)站在后臺(tái)將車源和貨源信息進(jìn)行自動(dòng)匹配，將大量的數(shù)據(jù)整理成簡便明了的供需信息。

1.2解決方案

根據(jù)SWOT分析內(nèi)容給出相應(yīng)的評分制度：5-4分為特高；4-3分為稍高；3-2分為中等；2-1分為稍低；1-0分為特低。

根據(jù)評分制度給SWOT分析中各個(gè)因素項(xiàng)打分：

優(yōu)勢：冷鏈物流全程安全監(jiān)控（4）；運(yùn)輸可視化（4）；便利的水陸交通（4）；密集而眾多的人口（3）；

劣勢：車輛和倉庫的信息化配備不完善（3）；可視化移動(dòng)APP有待研究推廣（3）；所在地區(qū)行業(yè)競爭激烈（5）；

機(jī)會(huì)：4G網(wǎng)絡(luò)成熟（5）；公路物流運(yùn)營（4）、快遞服務(wù)（4）和物流商業(yè)整合（4）的變革；

威脅：以3000萬卡車司機(jī)服務(wù)的移動(dòng)互聯(lián)平臺(tái)已有三家公司進(jìn)軍（4）；以中通、順豐為例的快遞企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)在移動(dòng)互聯(lián)上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新（4）。

根據(jù)評分制度為各項(xiàng)因素打分，計(jì)算各分析項(xiàng)的平均值，得出各項(xiàng)影響強(qiáng)度。并綜合物流公司現(xiàn)階段運(yùn)營情況，選擇適合自身發(fā)展型戰(zhàn)略。

1.3根據(jù)SWOT分析法所采取的措施

1.3.1根據(jù)公司業(yè)務(wù)情況，調(diào)整車隊(duì)規(guī)模。

（1）盡量滿足自身的運(yùn)輸需求，根據(jù)地區(qū)業(yè)務(wù)大小合理分配車隊(duì)，利用好自身調(diào)度平臺(tái)的優(yōu)越性，更深層次地優(yōu)化運(yùn)輸效率。

（2）利用好閑置車輛，打造良好口碑，傳播物流公司自身影響力。

1.3.2抓住國內(nèi)4G網(wǎng)絡(luò)成熟的機(jī)會(huì)，順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代潮流。

（1）優(yōu)化統(tǒng)一調(diào)度平臺(tái)，使其成為公司的強(qiáng)大競爭力。

（2）加大力度投入移動(dòng)APP的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度平臺(tái)與APP的鏈接。可以提供給引用的外來車輛，在很大程度上解決了引用社會(huì)車輛時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)對接問題。

1.3.3利用高校優(yōu)勢，挖掘人才。

（1）積極與高校建立良好的校企合作關(guān)系，確立為企業(yè)服務(wù)的理念，加強(qiáng)建設(shè)師資隊(duì)伍，提高學(xué)生實(shí)踐能力與理論知識(shí)。

（2）專家指導(dǎo)與人才引進(jìn)。物流公司可以通過聘用高校專家、物流咨詢公司專家為培訓(xùn)講師，有針對性地對企業(yè)制定戰(zhàn)略目標(biāo)。

（3）重視車隊(duì)司機(jī)的科學(xué)文化素質(zhì)與精神文明素質(zhì)的培養(yǎng)。車隊(duì)整體素質(zhì)的提高，能夠降低物流過程中由于技術(shù)或者服務(wù)等方面帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2 從空載率看待回程配載問題

2.1國內(nèi)空載率發(fā)展現(xiàn)狀

“空載率”指車輛沒有搭載乘客或貨物的行車?yán)锍淘谡麄€(gè)運(yùn)營行車中的百分比，即空載率%=空車行車?yán)锍?總行車?yán)锍獭?/p>

數(shù)據(jù)顯示，我國2012年社會(huì)物流總費(fèi)用9.4萬億元，其中運(yùn)輸費(fèi)用占社會(huì)物流總費(fèi)用的比重的 52.5%，造成大量的物流損耗費(fèi)用。據(jù)調(diào)查，我國公路上行駛的汽車，每年由于空載率高的原因造成的無效損耗高達(dá)100億元人民幣。而在國外，德國道路的貨運(yùn)空載率約為 17.9%；1980年到2004年期間，英國貨運(yùn)車輛的空載率從 33%下降的27%，目前仍在不斷下降。制定出公路貨運(yùn)空載問題的系統(tǒng)化解決方案，降低空載率，對我國物流行業(yè)來說是重中之重。

本文從空載率這個(gè)角度出發(fā)，就如何降低空載率而獲得返程配載中的更多利潤提出相應(yīng)解決方案。

2.2基于魚骨圖分析法分析空載率高的原因

根據(jù)魚骨圖分析法可以看出，空載率高的原因與政府、企業(yè)和個(gè)體商戶這三大主體有關(guān)。因此，要有效地降低空載率，需從這三個(gè)方面著手。

2.3基于冷鏈運(yùn)輸提出降低空載率的解決方案

2.3.1政府：加強(qiáng)監(jiān)管力度，劃分各部門職能，防止地域保護(hù)主義的出現(xiàn)。

2.3.2企業(yè)：統(tǒng)籌發(fā)展專用車輛，有效的對貨運(yùn)資源進(jìn)行整合，完善企業(yè)間的合作機(jī)制，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)資源共享。大力發(fā)展城市物流配送，科學(xué)規(guī)劃運(yùn)輸路線，降低空載率。

2.3.3個(gè)體商戶：提高自身安全意識(shí)，合理運(yùn)營車輛。加強(qiáng)信譽(yù)保障，誠信經(jīng)營。

3 結(jié)論

本文對冷鏈物流回程配載的車輛調(diào)度優(yōu)化研究進(jìn)行了分析與討論。通過對回程配載的SWOT分析，提出解決方案，找出適合物流企業(yè)自身的發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)發(fā)展。然后對國內(nèi)外空載率現(xiàn)狀進(jìn)行分析和對比，利用魚骨圖分析法找出我國冷鏈物流空載率高的原因，最后提出解決方案，研究如何降低冷鏈物流回程配載的空載率，合理利用資源，幫助企業(yè)良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]于沖.物流節(jié)點(diǎn)能力與通路能力的匹配研究[J].20140601

篇6

關(guān)鍵詞：武警部隊(duì)；車輛；經(jīng)濟(jì)效益

一、 研究背景

日前，汽油價(jià)格“破八”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，高油價(jià)時(shí)代的猝然來臨，汽車行駛起來成本更高。武警部隊(duì)的公務(wù)用車種類多、品牌雜、性能各異，而且武警部隊(duì)各單位出車任務(wù)頻繁，油料消耗巨大，為此，武警部隊(duì)的公車使用經(jīng)濟(jì)效益如何，該如何在高油價(jià)背景下提高武警用車的使用效益，如何改善公務(wù)用車的配置和調(diào)度，如何科學(xué)構(gòu)建武警部隊(duì)車輛調(diào)度管理體系, 在滿足任務(wù)需求的情況下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益, 是車輛調(diào)度工作的一個(gè)難題，成為一個(gè)值得研究的問題。

二、 武警車輛配置和使用的現(xiàn)狀

目前武警部隊(duì)的車輛使用配置方面，主要是各個(gè)單位自行組織內(nèi)部的車輛購置、配置和使用，這樣，各個(gè)單位在車輛的配置數(shù)量、使用頻率、使用效益的研究上都所欠缺。在實(shí)際執(zhí)行過程中，運(yùn)營車輛始終要面對十分復(fù)雜的道路行車環(huán)境，同時(shí)還要面臨諸如天氣變化、車輛故障等異常情況，因此時(shí)常出現(xiàn)由于運(yùn)力冗余量不足而導(dǎo)致的公車系統(tǒng)穩(wěn)定性弱等問題。同時(shí)由于不同時(shí)段、不同出行目的的出行需求對車輛的要求不同，并且公車車型、規(guī)模等均與時(shí)空分布特性匹配性較低，造成資源的不合理配置和浪費(fèi)。由于公車出行成本不用個(gè)人負(fù)擔(dān)，其使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于私家車公務(wù)用車的規(guī)模和數(shù)量逐年增大，運(yùn)行費(fèi)用逐年遞增，且增勢預(yù)期不減?，F(xiàn)在的狀況是，公車比私車更耗油，其原因主要有兩點(diǎn)，一是許多公車都是大排量、高耗油的車型；二是車輛使用效益差，時(shí)常處于不合理使用的狀態(tài)，各單位之間沒有協(xié)調(diào)使用車輛，不考慮運(yùn)力調(diào)度的跨單位使用問題，而是只考慮本單位的情況，造成不必要的浪費(fèi)?？梢?，改善武警部隊(duì)公車使用調(diào)配，對節(jié)省開銷來說還是非常有必要的。

三、 武警公務(wù)用車的管理和使用調(diào)度優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）車輛管理和調(diào)度優(yōu)化的基礎(chǔ)工作

針對公車使用特征，本文將公車使用分為兩大類，第一類是配備給領(lǐng)導(dǎo)或科室使用的專用型車輛，第二類是公用型運(yùn)輸車輛。在本研究中主要針對第二類車輛的使用展開研究。利用現(xiàn)代系統(tǒng)工程決策的數(shù)學(xué)方法對武警公車運(yùn)力調(diào)控管理體系進(jìn)行提升和改造，是可提高公車運(yùn)輸系統(tǒng)效能的基本手段之一。在實(shí)際操作中，需要對整個(gè)單位區(qū)域以及友鄰單位區(qū)域的線網(wǎng)展開研究，掌握各單位擁有的車輛型號、性能、運(yùn)力等實(shí)力，并且對任務(wù)緊急情況合理分類，以便針對線網(wǎng)及任務(wù)要求展開線路間的運(yùn)力調(diào)配，體現(xiàn)系統(tǒng)性配置的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)力資源的集約化利用原則。

（二）對各單位車輛管理調(diào)度的優(yōu)化措施

對車輛實(shí)行集中統(tǒng)一管理，一般做法是將各單位公車交由公車管理中心集中管理,統(tǒng)一調(diào)配使用，對相對比較集中的各單位的車輛實(shí)行集中管理、統(tǒng)一調(diào)配、管用分離。通過嚴(yán)格管理,及時(shí)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)各單位車輛集中管理,信息共享，使資源流通起來。

對于武警部隊(duì)來說，應(yīng)當(dāng)成立分級車管中心，主要分為三級，第一是以若干省份為片區(qū)將若干總隊(duì)組成一級車管中心，第二是以總隊(duì)為單位成立二級車管中心，第三是以支隊(duì)為單位組建三級車管中心。通過這三級車管中心來實(shí)現(xiàn)車輛的調(diào)度使用，這三級車管中心信息共享，權(quán)限依次降低，在申請車輛使用時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)按照等級順序逐級進(jìn)行審批和反饋。車管中心作為車輛的“蓄水池”,負(fù)責(zé)重要公務(wù)接待、統(tǒng)一集體活動(dòng)、大型執(zhí)法公務(wù)活動(dòng)、應(yīng)急突發(fā)事件處置等公務(wù)用車,個(gè)人公務(wù)用車也可通過系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)約。

（三）車輛管理調(diào)度改革的優(yōu)點(diǎn)

集中統(tǒng)一管理改革模式實(shí)行管用分離、統(tǒng)一調(diào)配、資源共享,有利于優(yōu)化公車資源配置, 通存通用能力增強(qiáng),單車出車次數(shù)增多,車輛利用率提高,提高公車使用效益,降低公車運(yùn)行成本,同時(shí)也可減少各單位分散管理容易產(chǎn)生的公車私用弊端。這樣，使得武警部隊(duì)運(yùn)輸車輛的保障能力得以大幅度提高。

四、 實(shí)例分析

由于武警部隊(duì)車輛管理調(diào)度系統(tǒng)比較復(fù)雜，在申請反饋機(jī)制中的決策要依據(jù)復(fù)雜的分析計(jì)算，為方便理解，我們在這里只對其中的原理進(jìn)行簡化的實(shí)例分析。

假設(shè)A省某支隊(duì)單位需要派遣一輛30t級卡車前往相鄰B省某市拉煤，任務(wù)要求時(shí)限為10天，本支隊(duì)處于本省中間地帶，與B省相隔C市和D市，其中C市在A省內(nèi)，D市在B省內(nèi)，距離目的地300千米。針對此任務(wù)，該支隊(duì)向所受管轄的三級車管中心發(fā)送車輛使用申請，該三級車管中心決定本單位派出車輛，并逐級向上報(bào)送申請，一級車管中心處理系統(tǒng)接到申請后，自動(dòng)調(diào)取所管轄各單位車輛情況，分析相關(guān)路線、路程以及費(fèi)用情況，結(jié)合該任務(wù)的時(shí)效性要求，得出該運(yùn)輸方案申請不符合經(jīng)濟(jì)效益最大化原則，故拒絕三級車管中心的自行派車任務(wù)，而向B省的二級車管中心發(fā)送派遣任務(wù)，二級車管中心接到任務(wù)后，同樣結(jié)合自己所管轄車輛情況，根據(jù)效益最大化原則向D市的三級車管中心派遣任務(wù)，三級車管中心接到任務(wù)后派出車輛前往目的地將煤裝車運(yùn)送到需求單位。通過該車輛派遣系統(tǒng)，合理地安排了各單位的車輛使用，使車輛空載率降低，從而減少了運(yùn)輸成本，保證了任務(wù)的圓滿完成。

五、 在優(yōu)化車輛管理調(diào)度過程中的建議

（一）充分論證，頂層設(shè)計(jì)

武警部隊(duì)的車輛管理和調(diào)度優(yōu)化設(shè)計(jì)，一定要在總部的領(lǐng)導(dǎo)下，成立專門的論證小組，在對武警部隊(duì)現(xiàn)在的車輛情況，運(yùn)輸情況，運(yùn)輸成本等進(jìn)行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，對如何優(yōu)化武警部隊(duì)車輛調(diào)度進(jìn)行充分的論證，設(shè)計(jì)出富有針對性的模型。在一些車輛調(diào)度規(guī)模比較大的場合，現(xiàn)有方法不能滿足對車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整的需求，要適當(dāng)應(yīng)用人工智能技術(shù)，設(shè)計(jì)具有較高響應(yīng)速度的人工智能的車輛調(diào)度模型。

（二）建立武警車輛信息共享平臺(tái)

在目前的武警車輛管理體制下，缺乏各單位間有效的信息共享平臺(tái)，所以，總部要組織安排專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，將各單位的相關(guān)信息通過平臺(tái)有效連接起來。要建立基于多車管中心的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)中的車管中心系統(tǒng)高度開放，代表各車管中心經(jīng)過注冊后可以自由出入，自身擁有的相關(guān)資源實(shí)現(xiàn)信息共享。各車管中心依據(jù)共享信息及優(yōu)化算法尋求車輛資源與自身需求互補(bǔ)的合作伙伴，原則是合作后組織內(nèi)部成員實(shí)施聯(lián)合配送的花費(fèi)成本最小，最后成員通過協(xié)商分享節(jié)余成本。

（三）建立效益評估機(jī)制

在目前的武警部隊(duì)車輛使用中，缺乏對車輛使用效益的有效評價(jià)體系，加上軍事運(yùn)輸具有弱經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，導(dǎo)致部隊(duì)對公務(wù)用車的使用更多的是關(guān)注任務(wù)的完成情況，而對于車輛的使用效益不夠重視。軍事運(yùn)輸在做到保障有力的情況下，對武警部隊(duì)車輛使用效益進(jìn)行研究，優(yōu)化車輛管理和調(diào)度方面的體制機(jī)制，在高油價(jià)時(shí)代也是與可持續(xù)發(fā)展的要求相一致的。

六、 結(jié)束語

由于歷史原因,規(guī)模、機(jī)構(gòu)、工作性質(zhì)幾近相同的單位,擁有的車輛數(shù)量卻不盡相同，而且有些單位的車輛閑置,造成資源浪費(fèi);而有些單位的車輛卻不能滿足生產(chǎn)和工作需要。實(shí)行車輛集中集中管理和優(yōu)化調(diào)度后,武警部隊(duì)各單位的人力、運(yùn)力可以得到較好的平衡和重組,既有效提高了車輛利用率,又很好的保證了使用單位所需，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化和任務(wù)的圓滿完成。

參考文獻(xiàn)：

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［2］胡興華、蘇小軍、王芳.城市公交線路車輛配置模型研究［J］.交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2009（3）.

篇7

Abstract： Aircraft refueling is an important part of ground security operations. Reasonable scheduling of aircraft refueling vehicle is the key factor for aircraft to complete the refueling operations on time and quantity， so the research of aircraft refueling vehicle scheduling is very meaningful. This paper firstly introduces the types， functions， driving process and considerations of aircraft refueling vehicle， then specifically describes the model of aircraft refueling vehicle scheduling according to the basic model of vehicle scheduling， finally carries on simulation calculation for the driving situations of airport tank refueling vehicle within three hours in an airport and provides a viable optimization algorithms for aircraft refueling vehicle operation.

關(guān)鍵詞： 機(jī)場運(yùn)行；飛機(jī)加油；車輛調(diào)度；蟻群算法

Key words： airport operations；aircraft refueling；vehicle scheduling；ant colony algorithm

中圖分類號：[U8] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2014）02-0098-03

0 引言

飛機(jī)加油是機(jī)場運(yùn)行的基本內(nèi)容，安全、有序、高效的完成飛機(jī)加油作業(yè)是機(jī)場運(yùn)行追求的目標(biāo)。對飛機(jī)加油作業(yè)影響最大的是加油車輛的管理與調(diào)度。安全有序的車輛管理加上最優(yōu)化的行駛路線調(diào)度是保證按時(shí)完成加油作業(yè)的關(guān)鍵，因此對飛機(jī)加油車輛調(diào)度的研究與仿真便成了十分重要的問題。車輛調(diào)度是一個(gè)VRP（Vehicle Routing Problem）問題，最早由Dantzig和Ramser于1959年提出，是旅行商問題（Traveling Saleman Problem，TSP）的特例，是一個(gè)NP難題。Bodin于1983年將車輛優(yōu)化調(diào)度問題分為VRP（Vehicle Routing Problem）問題和VSP（Vehicle Scheduling Problem）問題，后來兩者的混合問題帶有時(shí)間窗的車輛調(diào)度問題統(tǒng)稱為VRPTW（Vehicle Scheduling Problem with Time Windows）問題。Solomon和Desrosiers首次對有時(shí)間窗約束的VRP問題進(jìn)行求解。在國內(nèi)李軍，郭耀煌等學(xué)者對物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度理論與方法進(jìn)行了深入的研究，為本文的研究提供了一定的理論依據(jù)。國內(nèi)很多學(xué)者采用蟻群算法解決VRP問題，王海星等學(xué)者發(fā)表了“蟻群算法解決有時(shí)間窗的車輛優(yōu)化調(diào)度問題研究”，該文介紹了如何運(yùn)用改進(jìn)的蟻群算法去優(yōu)化帶時(shí)間窗的車輛調(diào)度問題，對本文的實(shí)例有很大的借鑒意義。

1 飛機(jī)加油車輛的分類及功能

運(yùn)輸飛機(jī)加油作業(yè)都由加油車完成，加油車有兩種類型，即管線加油車和油罐車。管線加油車用于對近機(jī)位航空器提供航空用油，油罐車用于對遠(yuǎn)機(jī)位的航空器提供航空用油。所謂進(jìn)機(jī)位是指靠近航站樓的停機(jī)位，顧名思義遠(yuǎn)機(jī)位就是遠(yuǎn)離航站樓的停機(jī)位。進(jìn)機(jī)位地底鋪有輸油管道，飛機(jī)加油時(shí)只需要管線加油車將管道中的航空用油抽出輸送到飛機(jī)油箱中，而遠(yuǎn)機(jī)位地下沒有輸油管道，因此需要油罐車為該位置飛機(jī)提供航空用油。

管線加油車是以大流量將地井中的航空燃油安全、快速地輸入飛機(jī)油箱。在輸油的同時(shí)過濾燃油中的雜質(zhì)、灰塵和水分，并精確地計(jì)量輸油量。管線加油車還具有壓力控制裝置，可使輸油過程中壓力限制在安全范圍內(nèi)。它是飛機(jī)在進(jìn)機(jī)位加油所使用的加油車輛。

油罐車又稱流動(dòng)加油車，具有吸油、泵油，多種油分裝、分放等功能。運(yùn)油車專用部分由罐體、取力器、傳動(dòng)軸、齒輪油泵、管網(wǎng)系統(tǒng)等部件組成。管網(wǎng)系統(tǒng)由油泵、三通四位球閥、雙向球閥、濾網(wǎng)、管道組成。它是飛機(jī)在遠(yuǎn)機(jī)位加油所使用的車輛。本文將建立油罐車的調(diào)度模型并對其進(jìn)行仿真計(jì)算。

2 油罐加油車輛調(diào)度數(shù)學(xué)模型

2.1 油罐加油車輛調(diào)度模型變量的定義 加油車輛行駛的基本過程可理解為每輛加油車從油庫出發(fā)沿著一條行車路線對等待加油的飛機(jī)提供加油服務(wù)后返回油庫。每輛加油車可以對多架飛機(jī)提供加油服務(wù)但每架飛機(jī)只能由一輛加油車為其加油。對于油罐車，其載油能力有限，所以為飛機(jī)提供的油量不能超過這個(gè)限制，設(shè)定所有油罐車的容量為Q。對于其他各個(gè)變量定義如下：

將油庫編號為0，各個(gè)停機(jī)位編號為1，…，l。停機(jī)位及油庫均以點(diǎn)i（i=0，1，…，l）來表示。定義Ti為加油車在飛機(jī)處i的工作時(shí)間，則T0表示加油車在油庫的準(zhǔn)備時(shí)間。定義k（k=1，2，…，K）為各個(gè)加油車的編號。

定義cij為加油車輛由點(diǎn)i行駛到點(diǎn)j的成本。dij為加油車輛由點(diǎn)i行駛到點(diǎn)j的距離。tij為加油車輛由點(diǎn)i行駛到點(diǎn)j所需的時(shí)間。qi為點(diǎn)i飛機(jī)所需求的油量。Ti為加油車輛在點(diǎn)i完成加油任務(wù)所需要的時(shí)間。Si為加油車輛到達(dá)點(diǎn)i的時(shí)間，因此Si+1=Si+Ti+ti，i+1。飛機(jī)加油車輛的調(diào)度是一個(gè)帶有時(shí)間窗的模型，即加油任務(wù)的開始時(shí)間需要在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，設(shè)這個(gè)時(shí)間范圍為[ETi，LTi]。其中ETi為加油任務(wù)i的允許最早開始時(shí)間，LTi為加油任務(wù)i的允許最晚開始時(shí)間。如果加油車輛在ET之前到達(dá)i，則會(huì)產(chǎn)生等待成本，如果加油車輛在LTi之后到達(dá)i，則會(huì)產(chǎn)生延誤會(huì)造成損失。設(shè)定一個(gè)罰函數(shù)Pi（Si），其具體定義為：

Pi（Si）=m（ETi-Si） SiLTi（1）

其中m，n為懲罰系數(shù)。定義hi為判斷該點(diǎn)飛機(jī)是否產(chǎn)生延誤，當(dāng)改點(diǎn)飛機(jī)發(fā)生延誤時(shí)其值為1，當(dāng)該點(diǎn)飛機(jī)沒有延誤則其值為0。

2.2 油罐加油車輛調(diào)度最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 根據(jù)一般的車輛調(diào)度模型首先建立基本目標(biāo)函數(shù)：

minz1=■■■cijxijk（2）

其中：

xijk=1 加油車輛k由點(diǎn)i行駛到點(diǎn)j0 其他（3）

考慮油罐加油車輛調(diào)度是帶有時(shí)間窗的模型，只有在時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行加油作業(yè)時(shí)才不會(huì)產(chǎn)生懲罰，否則會(huì)造成成本損失，故建立時(shí)間窗目標(biāo)函數(shù)：

minz2=■Pi（Si）（4）

由以上分析得出最終目標(biāo)函數(shù)：

minZ=■■■cijxijk+■Pi（Si）（5）

約束條件設(shè)定：定義一個(gè)參數(shù)y，用以判斷該點(diǎn)的飛機(jī)是由哪輛油罐加油車提供航空用油。

yki=1 i點(diǎn)的任務(wù)由加油車k完成0 其他（6）

油罐車的容量Q為固定值，因此根據(jù)一般車輛調(diào)度約束條件定義飛機(jī)油罐加油車輛調(diào)度的模型約束為：

■qiyki？燮Q■yki=1 i=1，…，l■xijk=ykj j=0，1，…，l；？坌k■xijk=ykj j=0，1，…，l；？坌k（7）

3 油罐加油車輛優(yōu)化調(diào)度的蟻群算法

3.1 蟻群算法構(gòu)造 車輛調(diào)度模型的解決方法可以分為兩類，一類是優(yōu)化算法，一類是啟發(fā)式算法。而啟發(fā)式算法中的群體智能仿生算法在解決這類問題時(shí)有其獨(dú)到之處。本文將用蟻群算法解決該車輛調(diào)度問題，并用matlab進(jìn)行仿真計(jì)算。蟻群算法是通過對螞蟻群在巢穴與食物間的路徑選擇的模擬，來解決現(xiàn)實(shí)的NP難題。其重要的參數(shù)為：p■■（第k只螞蟻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率）；？子ij（信息素濃度）；？濁ij（啟發(fā)因子）；？籽（信息素?fù)]發(fā)系數(shù)）；？琢，？茁（重要度因子）。根據(jù)本文的模型對其進(jìn)行如下定義：

p■■=■ j∈allowedk0 其它（8）

？濁ij=■（9）

？滋ij=di1+d1j-dij（10）

？啄ij=1/（w1■+w2■）（11）

？子ij（t+1）=（1-？籽）·？子ij（t）+？駐？子ij（t）（12）

？駐？子ij（t）=■ 第k只螞蟻經(jīng)過（i，j）0 其它（13）

其中：dij為停機(jī)位i點(diǎn)到j(luò)點(diǎn)之間的距離；？滋ij稱為節(jié)約值，其表示兩點(diǎn)直接相連比兩點(diǎn)分別與加油中心相連距離的節(jié)約量；？啄ij是反應(yīng)滿足時(shí)間窗程度的變量，w1+w2=1；信息素更新策略則按公式（15），（16）進(jìn)行。

3.2 具體實(shí)現(xiàn)步驟

①信息初始化，將螞蟻置于加油中心位置，即禁忌表tabuk第一列位于初始位置。

②每個(gè)螞蟻按概率移動(dòng)一步，確定待訪問點(diǎn)集allowedk。

③按公式計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率p，按狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率確定轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)j，并將j添加到tabuk末尾。

④判斷線路上加油量是否小于車輛負(fù)載Q，是則接下一步，否則跳轉(zhuǎn)第⑥步。

⑤判斷時(shí)間窗是否滿足要求，是則將點(diǎn)j加入到tabuk中，并計(jì)算路徑長度及其成本，統(tǒng)計(jì)車輛數(shù)并跳轉(zhuǎn)第②步。否則跳轉(zhuǎn)第⑥步驟。

⑥判斷allowedk表，若allowedk表為空則轉(zhuǎn)下一步，否則從表中獲取時(shí)間最早的點(diǎn)，并轉(zhuǎn)第③步。

⑦更新全局信息素，更新最好最差螞蟻。

⑧禁忌表清零，輸出結(jié)果。

3.3 算例分析 以某機(jī)場油罐加油車優(yōu)化調(diào)度為例，設(shè)置加油中心為原點(diǎn)坐標(biāo)，x表示停機(jī)位的橫坐標(biāo)，y表示停機(jī)位的縱坐標(biāo)ETi，LTi分別表示飛機(jī)加油作業(yè)時(shí)間窗的上限和下限，q表示該飛機(jī)需要的油量，Ti表示該飛機(jī)加油所需要的時(shí)間，具體數(shù)據(jù)見表1。

設(shè)置油罐車加油車容量為80，？琢=1，？茁=2，？籽=0.5，N=200；以加油成本為目標(biāo)函數(shù)，用matlab編程工具使用蟻群算法最終得到油罐車最優(yōu)路徑圖如圖1所示，其優(yōu)化路徑為0-1-2-3-4-0，0-5-6-7-8-9-0，0-10-11-12-13-0，0-14-15-16-17-19-0，0-18-22-23-0，0-20-21-24-25-0，共需要5車次油罐車去完成該仿真問題的加油任務(wù)。

4 結(jié)論

飛機(jī)加油作業(yè)是停機(jī)坪地面保障作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，文中所引用的車輛調(diào)度的模型概括的模擬了飛機(jī)加油車輛的優(yōu)化調(diào)度，并用蟻群優(yōu)化算法對該模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到了比較理想的結(jié)果，這對實(shí)際中飛機(jī)加油作業(yè)的操作具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：車輛調(diào)度；時(shí)間窗；問題分解；層次方法；遺傳算法

中圖分類號：F252.14；O221.2；TP183 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Optimizationforvehiclerouteingwithseparateddeliveryand installationofproductsbasedonsofttimewindows

PANGHaijun，DINGYizhong

（AcademyofScience＆Technology，ShanghaiMaritimeUniv.，Shanghai201306，China）

Abstract：Inordertosatisfytheuniqueneedoflogisticsinelectronicsindustry，avariantoftheVehicle RouteingProblem（VRP）isstudiedbasedontheuniquecharacteristicsofelectronicsindustry.Thesynchronismofthedeliveryandinstallationofproductsisseparated，andaMixedIntegerNonlinearProgramming（MINP）modelispresentedtominimizethetravelingtimeofdeliveryandinstallation，whichisthe parativeanalysis oftheresultsillustratesthefeasibilityandeffectivenessofthehierarchicalapproachandGeneticAlgorithm（GA）.Themethodcanimprovetheefficiencyoflogisticsdistribution，reducetheenterprises’logisticscost，andimprovetheservicelevel.

Keywords：vehiclerouteing；timewindow；problemdecomposition；hierarchicalapproach；geneticalgorithm

0 引 言

近些年，電子行業(yè)在售后服務(wù)方面發(fā)生巨大的變化，許多新興產(chǎn)品不僅需要配送，而且需要專業(yè)的安裝.它們包括掛壁式電視機(jī)（家庭影院系統(tǒng)）、洗衣機(jī)和干衣機(jī)、帶有凈水系統(tǒng)的冰箱、特殊烹調(diào)臺(tái)面、數(shù)控機(jī)、電腦服務(wù)器等.然而，由于維持全國配送和客戶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用太高，企業(yè)采取將配送業(yè)務(wù)外包給第三方物流企業(yè)的方法，僅保留自己的服務(wù)隊(duì)伍.于是，電子行業(yè)中出現(xiàn)產(chǎn)品配送與安裝相分離的現(xiàn)象.依據(jù)這一特點(diǎn)，本文研究一種變形的車輛調(diào)度問題（VehicleRouteingProblem，VRP），以滿足其獨(dú)特的物流配送需求.

KIM等［1］首先對此種變形的VRP進(jìn)行研究.他假設(shè)安裝車輛必須在配送車輛訪問（或者到達(dá)）那個(gè)顧客之后，在服務(wù)水平之內(nèi)訪問顧客，從而保證這兩種類型的車輛同步，以滿足顧客配送和安裝的服務(wù)質(zhì)量.在他們的研究中，可以將服務(wù)水平看作是硬時(shí)間窗［2］VRP的變形.當(dāng)前，對此種變形的VRP的研究都是在硬時(shí)間窗的約束條件下對模型進(jìn)行的研究，然而在實(shí)際物流配送中其復(fù)雜程度遠(yuǎn)超過于此.本文在前人研究的基礎(chǔ)上考慮在軟時(shí)間窗［3］約束下的VRP，因?yàn)檐洉r(shí)間窗與實(shí)際情況更接近.此約束條件既可滿足顧客的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)又可兼顧企業(yè)的利潤最大化.

可以將此變形的VRP看作是兩個(gè)傳統(tǒng)VRP的組合：一個(gè)是配送車輛的VRP，它具有容量限制的VRP（CapacityVRP，CVRP）的特點(diǎn)［45］；另一個(gè)是安裝車輛的VRP，它具有帶時(shí)間窗VRP的特點(diǎn)［67］.由于該模型的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過經(jīng)典VRP模型的復(fù)雜程度，即使采用啟發(fā)式算法編程求解也很復(fù)雜，KIM等［1］引入層次的概念將原問題劃分為若干子問題的組合，從而降低問題的規(guī)模.分層后的模型是早被國際證實(shí)的NP難問題，采用正常方法求解十分困難，因此可利用遺傳算法（GeneticAlgorithm，GA）在一個(gè)合理時(shí)間內(nèi)有效解決所考慮的問題.

繼續(xù)采用層次的概念將原問題變?yōu)閮蓚€(gè)子問題的組合，即：第一階段是配送車輛的VRP，確定配送車輛的路線和調(diào)度；第二階段是安裝車輛帶軟時(shí)間窗的VRP（VRPwithSoftTimeWindow，VRPSTW），基于第一階段的計(jì)算結(jié)果，獲得第二階段安裝車輛的路線和調(diào)度.對大量不同規(guī)模例子的的計(jì)算表明：文中所采用的分層GA的可行性和有效性；第一階段的最好結(jié)果并不一定是原問題的最佳結(jié)果.該研究還可以對制訂配送車輛和安裝車輛調(diào)度的有效管理計(jì)劃提供幫助.

1 基于軟時(shí)間窗的配送和安裝車輛調(diào)度優(yōu)化模型

1.1 問題描述與假設(shè)

給定一配送中心和多個(gè)不同的需求點(diǎn)，已知配送中心擁有兩種類型的最大車輛數(shù)，以及每個(gè)需求點(diǎn)（客戶）的位置，需求數(shù)量（不超過貨車最大載重量）及是否需要安裝.對于只需要配送的顧客點(diǎn)，只允許一輛配送車輛訪問一次；對于需要配送和安裝的顧客，只允許一輛配送車輛和一輛安裝車輛分別訪問一次.所有車輛開始從同一配送中心出發(fā)對顧客進(jìn)行服務(wù)，安裝車輛可以在配送車輛之前訪問顧客，這就在對應(yīng)的顧客位置產(chǎn)生安裝車輛的等待時(shí)間，超過規(guī)定時(shí)間就要受到一個(gè)與時(shí)間成正比的懲罰.如果安裝車輛在配送車輛之后訪問客戶，若不能在顧客可以忍耐的時(shí)間內(nèi)到達(dá)，就要受到一個(gè)與時(shí)間成正比的懲罰.車輛完成服務(wù)后返回配送中心，所有客戶的需求都必須滿足.求：如何安排配送車輛和安裝車輛的路線，使整個(gè)服務(wù)過程總時(shí)間最少，總時(shí)間包括固定安裝時(shí)間、等待時(shí)間及懲罰時(shí)間、行駛時(shí)間.圖1顯示服務(wù)水平為軟時(shí)間窗的VRP的例子.

對上述問題描述，假設(shè)以下幾點(diǎn)成立：

（1）不允許車輛超載；

（2）配送中心有足夠供調(diào)度的車輛，且每輛車有最大的運(yùn)行時(shí)間；

（3）所有車輛單位時(shí)間內(nèi)行駛的路程相同，且各客戶點(diǎn)與配送中心以直線連接；

在VRPSTW數(shù)學(xué)模型中，將運(yùn)行距離或運(yùn)輸費(fèi)用統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成運(yùn)行時(shí)間在模型中體現(xiàn)，目標(biāo)函數(shù)是所有配送車輛和安裝車輛的總運(yùn)行時(shí)間最小.式（2）和（12）限制從配送中心出發(fā)的車輛；約束（3），（4），（5），（13），（14），（15）分別保證車輛都由配送中心出發(fā)并最終回到配送中心；約束（6），（7），（16），（17）表示每個(gè)客戶只能受到一輛車服務(wù)并且每個(gè)客戶都得到服務(wù)；約束（8）表示每輛車所運(yùn)送的貨物重量不能超過車輛載重的限制；約束（9）和（18）表示防止車輛在內(nèi)部出現(xiàn)子循環(huán)；約束（10）和（19）表示車輛在客戶點(diǎn)不動(dòng)時(shí)為零；（11）和（20）為變量取值約束；式（21）表示車輛從配送中心出發(fā)和安裝時(shí)間為零；約束（22）表示配送車輛p到達(dá)顧客點(diǎn)i的時(shí)間加上i到j(luò)的行駛時(shí)間，小于等于車輛到

1.4 算法設(shè)計(jì)

由于VRP是世界公認(rèn)的NP難問題，本文所研究的變形VRP更是在經(jīng)典VRP上的疊加，困難度遠(yuǎn)超經(jīng)典VRP.若采用直接的方法求解，很少的客戶點(diǎn)求解規(guī)模也很大，即使采用啟發(fā)式算法編程求解也非常復(fù)雜.為了獲得原始問題的良好解決方案，本文在文獻(xiàn)［1］的基礎(chǔ)上繼續(xù)引入分層思想將原問題分為兩個(gè)階段，每階段包括一個(gè)子問題.第一階段的子問題是一個(gè)配送車輛的VRP，解決配送車輛的路徑和時(shí)間安排；第二階段的子問題是一個(gè)安裝車輛的VRPSTW問題.第一階段子問題是原問題的部分解決方案，同時(shí)也用作第二階段的子問題數(shù)據(jù)輸入部分.依據(jù)第一階段子問題提出的部分解決方案，確定第二階段子問題中安裝車輛的路徑和時(shí)間安排方案.安裝車輛的路徑和時(shí)間安排也是原問題的部分解決方案.解決第二階段的子問題后，兩種類型車輛的協(xié)同問題也就得到解決.最后，兩個(gè)子問題的部分解決方案也就是原來問題的解決方案.

通過分層方法將原問題劃分為兩個(gè)階段的子問題，從而簡化原問題的規(guī)模和復(fù)雜度.對于規(guī)模不太大的問題，可以通過LINGO求得目標(biāo)函數(shù)的精確解.但LINGO不適用于大規(guī)模的問題，本文通過GA求解，只能得到近似解.通過利用LINGO9.0和GA分別求得精確解和近似解，并對兩種結(jié)果進(jìn)行比較分析.

此外，為了進(jìn)一步驗(yàn)證采用分層的GA的有效性和可行性，將算例中的客戶點(diǎn)增加至30個(gè)，其中需要安裝的客戶點(diǎn)為10個(gè)，每個(gè)顧客的需求量是1～4個(gè)，6輛配送車輛和2輛安裝車輛.求解過程中總的運(yùn)算時(shí)間為125s，運(yùn)算結(jié)果為843.4min，運(yùn)行路徑見圖4（配送中心出發(fā)到客戶點(diǎn)和返回配送中

2.3 求解方法有效性分析

為了說明采用分層的GA的有效性，首先用LINGO9.0求解出該算例以最小運(yùn)行時(shí)間為目標(biāo)函數(shù)的車輛行駛路徑結(jié)果；再用分層的方法將模型分為兩個(gè)子問題考慮；最后通過GA求解近似結(jié)果.從圖3中可以看出，雖然近似解結(jié)果不如精確結(jié)果優(yōu)異，但是可以說明采用分層的GA所求結(jié)果的可行性.由于LINGO9.0只能求解較小規(guī)模的MINP模型，且費(fèi)時(shí)較長，在現(xiàn)實(shí)生活中物流配送量往往很大，要求在合理的時(shí)間得到配送方案，精確算法就不適合，而GA可以在一個(gè)合理的時(shí)間內(nèi)得到一個(gè)較滿意的解.為了進(jìn)一步對所提出的分層的GA的有效性和可行性檢驗(yàn)，文中隨機(jī)生成大量規(guī)模較大的MINP模型進(jìn)行求解計(jì)算，圖4就是其中一個(gè)算例.計(jì)算結(jié)果表明：該分層算法可以在合理的時(shí)間內(nèi)找到問題的最優(yōu)解或者近似最優(yōu)解；第二階段子問題的結(jié)果受第一階段子問題結(jié)果的影響，第一階段子問題的最優(yōu)解決方案不能保證原問題的解決方案最優(yōu).

3 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代物流配送的發(fā)展，不同行業(yè)對其要求不同，各有特點(diǎn).本文依據(jù)電子行業(yè)配送的新特點(diǎn)，研究一種變形的VRP.所考慮的問題是兩種不同類型的配送服務(wù)：一種只需要配送服務(wù)，一種是配送與安裝都需要的服務(wù).為了高效率地滿足顧客需求，企業(yè)采用兩種類型配送車輛分開運(yùn)作的方式.在保證顧客的服務(wù)質(zhì)量方面，所要考慮的問題是如何更好地解決兩種車輛的協(xié)同操作.本文在對所提出的模型求解時(shí)采用分層的方法進(jìn)行求解，這將導(dǎo)致第二階段子問題的最優(yōu)結(jié)果受第一階段子問題最優(yōu)結(jié)果的影響，第一階段子問題的最優(yōu)解決方案不能保證是原問題的最優(yōu)解決方案.未來的研究可以同時(shí)考慮兩個(gè)子問題，在此模型的基礎(chǔ)上研究不確定因素下的模型等.

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【關(guān)鍵字】糯扎度；巖壁吊車梁；開挖施工技術(shù)

1、工程簡介

1.1巖壁吊車梁結(jié)構(gòu)布置

糯扎渡水電站工程屬大(Ⅰ)型一等工程，永久性主要水工建筑物為一級建筑物。水庫庫容為237.03×108m3，工程以發(fā)電為主兼有防洪、灌溉、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用效益，水庫具有多年調(diào)節(jié)性能。左岸山體中布置地下引水發(fā)電系統(tǒng)及導(dǎo)流工程等建筑物、總裝機(jī)容量5850MW（9×650MW）。

地下廠房巖壁吊車梁位于主廠房上下游邊墻EL.620.83m～ EL.617.03m高程，巖壁吊車梁長度為396.0m，巖臺(tái)斜面與豎直方向夾角為25度，斷面結(jié)構(gòu)及支護(hù)型式見圖1。

1.2工程地質(zhì)條件

主廠房巖壁吊車梁巖臺(tái)，主要位于弱風(fēng)化～新鮮的堅(jiān)硬花崗巖體（γ43～γ51）地層中，主要為塊狀結(jié)構(gòu)或整體結(jié)構(gòu)巖體。通過地下廠房巖壁吊車梁部位的Ⅲ級斷層有F21、F22、F23，其中F23斷層走向與廠房軸線夾角在44°～56°之間，傾角在58°～78°之間，影響帶寬度約1.5m，影響相對較大。F21、F22斷層走向與廠房軸線接近垂直，對巖壁吊車梁開挖圍巖穩(wěn)定影響不如F23斷層突出。

2、主要的開挖成型要求

2.1光面爆破及預(yù)裂爆破的主要指標(biāo)要求

殘留炮孔痕跡，應(yīng)在開挖輪廓面上均勻分布，炮孔殘留率在Ⅱ、Ⅲ類圍巖中不少于90％，在Ⅳ類圍巖中不少于70～80％。

相鄰兩孔的巖面平整，孔壁無明顯的爆震裂隙，相鄰兩孔炮間巖面的不平整度不應(yīng)大于10cm；相鄰兩茬炮之間的臺(tái)階或預(yù)裂/光面爆破孔的最大外斜值不應(yīng)大于10cm。

預(yù)裂爆破的預(yù)裂縫應(yīng)連續(xù)貫通。

2.2巖壁斜面角度偏差及超欠挖

巖壁吊車梁巖壁斜面進(jìn)行修整后應(yīng)盡量達(dá)到設(shè)計(jì)角度，局部角度偏差控制在±2°以內(nèi)。

在巖壁吊車梁開挖過程中，最大超挖值應(yīng)控制在10cm以內(nèi)，不允許出現(xiàn)欠挖。

3、施工技術(shù)措施

3.1開挖分層

糯扎度巖壁吊車梁位于Ⅳ開挖區(qū)內(nèi)，Ⅳ開挖高程為EL.621.2m～EL.613.6m，吊車梁底線距Ⅳ開挖底板為3.45m，吊車梁拐點(diǎn)線距距Ⅳ開挖頂板為2.0m。

3.2施工程序

①：為最大程度的減少爆破對巖壁吊車梁圍巖的擾動(dòng)，在靠上、下游側(cè)巖壁預(yù)留4.0m巖壁吊車梁保護(hù)層，沿保護(hù)層外線采用淺孔鉆機(jī)按1m間距造孔，進(jìn)行一道施工預(yù)裂爆破，用來減少廠房IV中部拉槽帶來的爆破震動(dòng)；

②：施工預(yù)裂完成后，采用淺孔鉆，按臺(tái)階法進(jìn)行廠房Ⅳ的中槽開挖。

③：廠房Ⅳ中槽開挖完成后，使用淺孔鉆機(jī)按0.8m間距，沿廠房上下游邊墻面，進(jìn)行廠房上下游側(cè)的預(yù)裂施工；

④：廠房上下游邊墻預(yù)裂施工完成后將廠房上下游側(cè)預(yù)留的吊車梁保護(hù)層挖除，為了避免破壞吊車梁巖臺(tái)拐點(diǎn)，以拐點(diǎn)上方10cm為界，將保護(hù)層開挖分為兩層進(jìn)行分別是④-1、④-2；

⑤：保護(hù)層挖除后，使用手風(fēng)鉆進(jìn)行巖臺(tái)的垂直及斜面的光面爆破。

4、施工質(zhì)量的控制

4.1造孔精度的控制

⑤區(qū)開挖為巖壁吊車梁垂直及斜面巖臺(tái)開挖，對吊車梁整體成型至關(guān)重要，在施工過程中，巖臺(tái)豎向光爆孔采用每隔5m打設(shè)2排插筋拉線并同時(shí)采用地質(zhì)羅盤或水平尺檢查控制孔向；巖臺(tái)斜面孔通過測量放線定出2排插筋孔孔位，在孔內(nèi)插入100cm長的Φ32的插筋,并用木楔子塞緊，然后套上1.5寸鋼管，通過測量定出造孔鋼管樣架位置，把造孔樣架與套在插筋上的鋼管用扣件扣緊，形成導(dǎo)向作業(yè)平臺(tái)。鉆孔前在兩根水平鋼管上用紅油漆標(biāo)示出鉆孔孔向；在造孔時(shí)，鉆桿施鉆方向與孔向一致；各孔孔深通過計(jì)算，采用在鉆桿上畫線結(jié)合造孔樣架上的水平鋼管定位的方法進(jìn)行控制。

每個(gè)孔在開孔后應(yīng)立即檢查孔位是否符合設(shè)計(jì)要求，確?？孜粺o誤后再繼續(xù)施鉆，并在鉆進(jìn)過程中注意檢查。造孔過程中嚴(yán)格按照光爆孔底偏差不得大于5cm，崩落孔不大于10cm，來控制造孔質(zhì)量。

4.2裝藥結(jié)構(gòu)的控制

巖臺(tái)保護(hù)層及巖臺(tái)面開挖爆破參數(shù)的確定，遵循“密打眼，少裝藥，多循環(huán)，短進(jìn)尺”的施工原則，通過模擬巖臺(tái)爆破試驗(yàn)得出，其中第一層保護(hù)層高度3.45m，高程EL621.2～EL617.75，第二層保護(hù)層高度4.75m，高程EL617.75～EL613.00。保護(hù)層開挖均采用YT28手風(fēng)鉆造垂直孔光爆，孔徑φ42，主爆孔采用φ32藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，緩沖孔采用φ25藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，光爆孔采用φ25藥卷不偶合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，詳細(xì)的爆破參書見表1、表2。

巖臺(tái)開挖采用YT28手風(fēng)鉆造孔，輪廓線豎向孔和斜面孔采用光面爆破。爆破孔的孔徑采用φ42，設(shè)計(jì)輪廓線豎向光爆孔和巖臺(tái)斜面光爆的孔距為35cm，采用直徑φ25的藥卷不偶合間隔間隔裝藥結(jié)構(gòu)，線裝藥密度為60g/m，主爆孔采用直徑φ25的藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，爆破參數(shù)見表3。

4.3聯(lián)網(wǎng)起爆

裝藥前必須對所有鉆孔按“平、直、齊”的要求進(jìn)行認(rèn)真檢查驗(yàn)收，做好鉆孔檢查記錄以及爆破孔孔位布置圖。采用竹片按照設(shè)計(jì)參數(shù)加工光爆孔藥卷，單孔裝藥量則根據(jù)實(shí)測孔深按擬定的線裝藥密度進(jìn)行調(diào)整。

5、結(jié)語

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神州數(shù)碼信息服務(wù)集團(tuán)集成服務(wù)戰(zhàn)略本部（以下簡稱神州數(shù)碼集成服務(wù)SBU）一直秉承以客戶為中心，以服務(wù)為導(dǎo)向的理念，長期為中國行業(yè)客戶提供先進(jìn)的IT系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、解決方案集成、運(yùn)維和業(yè)務(wù)流程外包等整合IT服務(wù)，并前瞻性地推出覆蓋IT全生命周期的銳行服務(wù)品牌，在服務(wù)產(chǎn)品化與品牌化的道路上走在國內(nèi)IT服務(wù)商的前列。

為解決汽車運(yùn)營行業(yè)在車輛調(diào)度與管理等方面所面臨的困境與挑戰(zhàn)，神州數(shù)碼集成服務(wù)SBU具有多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、GPS等技術(shù)，推出了銳行服務(wù)車輛調(diào)度監(jiān)控服務(wù)SaaS平臺(tái)（簡稱銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)）。銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)以APTS的核心研究領(lǐng)域和應(yīng)用為基礎(chǔ)，采用標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議和規(guī)范，支持各種主流車載外設(shè)終端設(shè)備，是一套擁有先進(jìn)GPS自動(dòng)車輛定位技術(shù)和優(yōu)化調(diào)度算法的城市級智能運(yùn)營調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)，主要面向公交與汽車管理、租賃企業(yè)。

目前，銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)系統(tǒng)按照分布式集中架構(gòu)部署，可滿足公交、物流、長途、出租及公務(wù)車輛等多種車輛運(yùn)營行業(yè)的不同需求。

準(zhǔn)確定位 即時(shí)監(jiān)控

車輛的準(zhǔn)確定位與實(shí)時(shí)監(jiān)控一直是幫助車輛運(yùn)營單位順暢管理行駛車輛的理想手段之一。

銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)系統(tǒng)在車輛監(jiān)控定位方面，支持GPS、GPRS/CDMA基站定位、路標(biāo)定位等定位手段，以及精確的數(shù)字地圖及專業(yè)的地圖服務(wù)，為公交系統(tǒng)提供了多種定位監(jiān)控選擇。在調(diào)度中心采用銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)監(jiān)控定位系統(tǒng)后，公交調(diào)度中心大屏幕將即時(shí)顯示公交車輛的運(yùn)行狀況。同時(shí)，中心調(diào)度人員可實(shí)時(shí)監(jiān)視所有受控公交車的具體運(yùn)行位置、運(yùn)行軌跡、行進(jìn)速度及方向等有效信息。

銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)系統(tǒng)可通過GIS（地理信息系統(tǒng)）在地圖上形成一個(gè)與所有交通系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的多層次、 多路徑、 多節(jié)點(diǎn)的路網(wǎng)、線網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，建立以公交信息為主的矢量電子地圖數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等多平臺(tái)多數(shù)據(jù)庫的集成，具有較強(qiáng)的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的空間分析與空間數(shù)據(jù)處理能力，可為城市公交未來的管理、發(fā)展與規(guī)劃提供有效決策支持和科學(xué)依據(jù)。

運(yùn)營組織 合理調(diào)度

運(yùn)營組織與調(diào)度管理系統(tǒng)是公交和車輛運(yùn)營企業(yè)的核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括運(yùn)營管理、調(diào)度計(jì)劃管理、配班計(jì)劃管理、技術(shù)安全服務(wù)管理等業(yè)務(wù)功能。

我國公交系統(tǒng)一直采用三級調(diào)度模式，管理分散，缺乏對不可預(yù)見性擁堵等突發(fā)事件的緊急調(diào)度與梳理能力。銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)系統(tǒng)憑借基于ITS的規(guī)范設(shè)計(jì)，以調(diào)度業(yè)務(wù)為主線，具備運(yùn)營管理、調(diào)度計(jì)劃管理、配班計(jì)劃管理、技術(shù)安全服務(wù)管理等業(yè)務(wù)功能。此外，銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與其他公交業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)共享，可充分利用公交資源編制科學(xué)合理的行車時(shí)刻表、車輛使用計(jì)劃等，并可滿足三級調(diào)度模式向二級模式轉(zhuǎn)變的需求，提高運(yùn)營管理效率。

實(shí)時(shí)調(diào)度 運(yùn)籌帷幄

眾所周之，交通擁堵從常規(guī)來看分為高峰擁堵、天氣性擁堵和不可預(yù)見性擁堵三種。對于公交行業(yè)來說，管理中心如何在客流增加、擁堵出現(xiàn)時(shí)實(shí)時(shí)了解運(yùn)營車輛位置，快速制定出合理行車線路，并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度一直是個(gè)難題。

銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)現(xiàn)場實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)采用先進(jìn)智能的調(diào)度優(yōu)化算法及GPS、基站定位和無線通信傳輸?shù)裙δ?，可?shí)現(xiàn)對車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的監(jiān)控和調(diào)度。調(diào)度人員通過銳行服務(wù)SaaS平臺(tái)可根據(jù)車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行快速合理地現(xiàn)場調(diào)度指揮，改變傳統(tǒng)的單一計(jì)劃調(diào)度和手工調(diào)度的落后模式，合理優(yōu)化公交運(yùn)力和資源配置，提高公交運(yùn)營調(diào)度效率和服務(wù)水平。