时变网络条件下生鲜农产品运输车辆路径问题研究

摘要

科技、社会的飞速发展，使得人们生活的方方面面都发生了改变。人们对生活质量的高追求，给我们的生产、生活带来了更多的挑战。生鲜农产品是人类摄取维生素等营养物质的主要来源，消费者在选购时非常关注产品的环保性和新鲜度。然而生鲜农产品普遍具有容易腐蚀质变、保存困难、产销异地的特点，这些特殊之处给农产品的物流配送带来了很多难题。再加上，在目前的城市发展中，个人汽车保有量日益增多，交通拥堵变得十分严重。在这样的情况下，如何更科学、合理的进行生鲜农产品配送车辆路径规划十分具有现实研究价值。然而纵观现有的学术成果，针对生鲜农产品配送路径的研究大多建立在静态的交通路网中，较少有学者结合实时的交通信息考虑该问题。因此，本文提出对时变网络条件下生鲜农产品配送路径的问题研究。
　　本文主要工作包括:首先，从生鲜农产品的物流特点、车辆路径问题的组成元素、基本类型、基础模型方面梳理了相关理论，为本文的研究提供了基础;然后，结合生鲜农产品受环境影响，易腐蚀变质的特点，将配送成本划分为固定成本、行驶成本和配送损失成本三部分。在此基础上，以配送成本最小化为目标，建立常发性交通拥堵情况下生鲜农产品车辆路径问题模型，并设计合理的遗传算法对该问题进行求解;接下来，考虑存在偶发性交通拥堵的情况。通过对偶发性交通拥堵情况的介绍，说明此类情况是城市交通中的常态，值得探讨和研究。在求解过程中，将顾客节点和交叉路口引入交通网络中，每到一个节点，结合实时交通信息，运用Dijkstra算法求解该节点到下个顾客的瞬时最短路径。以此类推，直到服务完所有的顾客回到配送服务中心为止;最后，利用MATLAB编程技术，借由算例分析，先后实现了遗传算法的求解和Dijkstra算法的最短路径寻找。并通过模拟不同的时变环境，证明了“在顾客和交叉路口处更新路径”的方法是正确有效的。
　　本文的研究结合了现实因素，考虑了瞬息万变的交通现状，所得结论能够给生鲜农产品配送的路径规划带来一定的指导和借鉴。

目录

声明

摘要

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究的技术路线

第2章 相关理论

2．1 生鲜农产品物流相关理论

2．1．1 生鲜农产品的概念

2．1．2 生鲜农产品的主要特点

2．1．3 生鲜农产品物流的主要特点

2．1．4 生鲜农产品物流目标

2．2 车辆路径问题相关理论

2．2．1 车辆路径问题的描述

2．2．2 车辆路径问题的组成要素

2．2．3 车辆路径问题的类型

2．2．4 标准车辆路径问题模型

2．3 本章小结

第3章 常发性交通拥堵情况下生鲜农产品车辆路径问题

3．1 常发性交通拥堵的概念界定

3．2 常发性交通拥堵情况下生鲜农产品车辆路径问题求解思路

3．3 生鲜农产品VRP模型构建

3．3．1 问题描述

3．3．2 假设与约束条件

3．3．3 参数设计

3．3．4 模型构建

3．4 生鲜农产品VRP遗传算法设计

3．4．1 遗传算法的选择

3．4．2 遗传算法的基本原理及主要步骤

3．4．3 遗传算法的设计

3．5 本章小结

第4章 偶发性交通拥堵情况下生鲜农产品车辆路径问题

4．1 偶发性交通拥堵

4．1．1 偶发性交通拥堵的含义

4．1．2 偶发性交通拥堵的产生原因

4．1．3 偶发性交通拥堵的影响

4．1．4 偶发性交通拥堵和常发性交通拥堵的区分

4．2 偶发性交通拥堵情况下生鲜农产品车辆路径问题求解思路

4．3 最短路径问题

4．3．1 最短路径概述

4．3．1 常用的最短路径求解算法

4．3．2 Dijkstra方法的简介

4．4 偶发性交通事故情况下的路径规划

4．4．1 Dijkstra算法的应用

4．4．2 引入虚拟节点与只在顾客处更新的对比

4．5 本章小结

第5章 算例分析

5．1 算例描述

5．1．1 参数的设定

5．2 初始路径的求解

5．2．1 初始路径求解的主要步骤

5．2．2 初步结果分析

5．3 存在偶发性交通事故的路径求解

5．3．1 存在偶发性交通事故的路径求解主要步骤

5．3．2 对比分析讨论

5．4 本章小结

6．1 全文总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的科研成果