考虑时间依赖和新鲜度约束的生鲜农产品城市配送路径优化研究

摘要

生鲜农产品是城市居民的日常生活必需品，随着生鲜电商在近年来的快速发展，网上订购生鲜农产品成为重要的购买渠道之一，因此而产生的生鲜农产品城市配送需求也越来越多。生鲜农产品具有易腐变质特点，在配送过程中会存在产品新鲜度降低，出于食品安全和客户满意度考虑，在进行配送路径优化时需要考虑到新鲜度和时效性的要求。而在城市配送过程中，配送时间往往会受到城市道路拥堵、交通管制等因素的影响，复杂的城市交通状况使企业在进行生鲜农产品配送路径优化难度更大。为了满足客户的配送需求和应对城市交通状况对配送产生的影响，建立科学的生鲜农产品城市配送路径优化方法来保证配送过程中的产品新鲜度和配送时效性，对提高客户满意度和提升企业竞争力具有重要的意义。　　基于以上研究背景，论文建立了考虑时间依赖和产品新鲜度约束的生鲜农产品城市配送路径优化模型。论文使用时间依赖型行车时间计算方法刻画城市交通的特点，反映出在区域内规律性拥堵使每天各时间段内交通速度发生规律性的变化，及其对配送时间产生的影响。在已有研究基础上，引入了生鲜农产品新鲜度度量方法，在配送路径优化模型中进行约束，保证客户收到的生鲜农产品在一定新鲜度以上。论文中的生鲜农产品城市配送路径优化模型是基于车辆路径问题基础上建立，以配送过程中产生的派车成本、人工成本、燃油消耗成本和碳排放成本作为目标函数进行优化。在比较各种车辆路径问题常用算法后，论文选择使用自适应大邻域搜索算法对模型求解，根据算法的优缺点，通过增加适合模型需要的移出算子和插入算子，以及引入对最优解的局部搜索操作，对求解算法进行了改进。　　根据论文所研究问题的特点，在Solomon标准测试算例的基础上设计了符合研究问题刻画的实验算例，并通过以上优化模型和求解算法进行了仿真实验。实验结果显示，论文构建的模型能够实现对不同类型的配送任务进行路径优化，模型求解结果具有适用性和可行性，改进的求解算法能够模型快速求解，通过算法对比验证了算法改进的有效性。最后，通过对生鲜农产品腐坏速率和成本结构进行调整测试，分析这些因素对配送路径优化结果的影响，为企业进行生鲜农产品城市配送路径优化决策提供参考。

目录

1 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 生鲜农产品配送路径优化问题

1.2.2 城市配送路径优化问题

1.3.1 论文结构

1.3.2 技术路线

1.4 本章小结

2 相关概念和理论基础

2.1.1 生鲜农产品城市配送概念

2.1.2 生鲜农产品城市配送模式

2.1.3 生鲜农产品城市配送特征

2.2.1 车辆路径问题概述

2.2.2 车辆路径问题分类

2.2.3 车辆路径问题求解方法

2.3 生鲜农产品新鲜度度量

2.4 时间依赖型行车时间模型

2.5 自适应大邻域搜索算法

2.6 本章小结

3 生鲜农产品城市配送路径优化模型构建

3.1 研究问题需求分析

3.2.1 问题描述

3.2.2 基本假设

3.3.1 新鲜度计算函数

3.3.2 行驶时间计算函数

3.3.3 燃油消耗计算函数

3.3.4 碳排放量计算函数

3.4.1 符号说明

3.4.2 模型建立

3.5 本章小结

4 模型求解算法设计

4.1 算法选择与改进思路

4.2.1 初始解的构建

4.2.2 邻域解接受规则

4.2.3 算子选择规则

4.2.4 算子权重调整

4.2.5 移出算子

4.2.6 插入算子

4.2.7 局部搜索

4.2.8 终止规则

4.3 改进自适应大邻域搜索算法求解流程

4.4 本章小结

5 算例实验

5.1 算例构建

5.2.1 求解结果及分析

5.2.2 算法有效性分析

5.2.3 算法对比分析

5.3 相关因素的影响分析

5.3.1 腐坏速率变化的影响分析

5.3.2 成本构成调整的影响分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

B. 学位论文数据集

致谢