随着电子商务、网购等新型服务业对快递服务需求的不断增加,快递在经济社会发展中服务于生产和民生的作用不断增强。快递业务的高速增长面临的问题是快递服务能力的不足与顾客对快递配送效率和服务水平的要求不断提高的矛盾。我国快递业急需解决的重要问题,就是快递配送网络的优化及管理滞后于业务量增长的步伐,特别是“最后一公里”的问题没有得到很好地解决,快递配送模式有待完善。为解决快递配送系统中存在的问题,对基于快递柜的配送网络选址布局优化问题、不同规格的格口数量配置问题、混合模式下快递配送车辆的路径优化问题分别建立优化模型并设计算法进行求解,同时提出基于远景模式的动态派件系统及其优化方法,研究结果为快递配送系统优化研究提供理论依据和技术支撑。具体的研究内容如下:(1)研究了快递配送网络布局的优化问题。首先对快递配送中心进行选址布局,采用基于三角白化权函数的灰色聚类评价模型进行最优方案的选择;再针对每个快递配送中心的服务范围确定快递柜布局的选址方案,通过对快递配送成本和客户取件成本等因素的考虑,构建数学规划模型,对模型采用两种算法、分三个阶段进行求解,以获得最佳的快递柜选址位置以及快递柜服务的客户区域划分方案,从而构成包含配送中心和快递柜的快递终端配送网络。通过对快递配送中心及快递柜选址布局的优化研究,为基于快递柜配送终端网络的合理布局提供决策依据。(2)对快递柜不同规格的格口数量进行优化配置研究。考虑不确定的包裹配送量需求、包裹存柜时间、不同规格包裹比例等不确定因素以及每天多批次的配送要求,建立优化模型。把粒子群算法和禁忌搜索算法进行融合改进,对模型进行求解,并进行敏感性分析,找出影响最优方案的敏感性因素。通过获得快递柜格口的最佳数量配置方案,解决由于格口数量不合适而产生的柜组资源紧缺或闲置的情况。(3)研究了基于快递柜的配送车辆路径优化问题。对于具体的配送任务,考虑快递配送客户多样化、动态化的需求,建立数学规划模型,根据一般遗传算法在求解该类问题的优势和不足,对遗传算法进行改进求解模型。首先,通过启发式产生较优的初始群体;然后,把元胞自动机的作用机理和遗传算法的基本原理进行有机结合来设计操作算子,形成元胞遗传算法,在交叉和变异操作中,提出了二次操作方法,即把快递柜及其所服务范围内的客户点定义为“单元”,分别进行以“单元”为最小单位进行第一次交叉/变异操作,再在“单元”内部第二次操作,算法有效提高模型的求解速度,改进解的质量;最后,求出基于快递柜的配送车辆路径的优化方案。(4)根据手机定位技术的发展趋势,对快递配送未来的服务创新进行研究。设计了一种快递物流动态派件系统及派件方法,通过借助手机定位追踪系统和地理信息系统获取人们的出行轨迹,然后由中心服务器进行优化匹配计算,寻找出时间和地点与收件人状态符合的辅助派件员及快递员,制定动态配送快件的方案,协助快递公司对辅助派件员进行任务指派,达到动态配送快件的目的。论文通过对快递配送网络、基于快递柜的配送模式的实施与应用进行了优化研究,使快递物流系统得到优化,能够进一步提高快递服务水平,增强快递对经济发展的促进作用。