车辆路径规划和车辆配载是物流配送过程中的两个重要环节，本文研究的考虑三维装载需求的配送车辆调度系统将这两个环节集成到一起优化。在进行车辆路径规划时考虑车辆配载的可行性。优化的结果不但包括路径规划结果，同时还包括路径对应的车辆配载结果。本文首先研究考虑三维装载需求的车辆路径规划问题（3L-CVRP）的算法，将整个算法分成两个环节，第一个环节进行路径规划，第二个环节对路径进行装箱检验，由装箱检验反馈的结果来决定路径是否可行。在对现有文献分析的基础上，本文对第二个环节进行了突破，提出了一种带有支撑底面的空间结构的概念，并将该概念用于单车装载启发式算法的设计，设计了九种启发式算法，其中有一种启发式算法的思想是第一次提出。本文在第一个环节使用了禁忌搜索算法，并给出了两种获取初始解的方法。设计了两种算法加速策略，其中一种策略可使算法的计算速度在原来的基础上提高3至8倍。计算结果表明，本文设计的算法无论在求解速度还是在求解质量上都是非常具有竞争力的：在对多个标杆问题进行求解时获得了新的最好解，同时还有多个标杆问题的求解结果与现有最好解一致，并且求解的时间比现有文献的求解时间更短。在算法研究的基础之上，本文开发了一套考虑物品装载约束的配送车辆调度系统。其中涉及到在线地图服务调用，远程地图数据获取，计算结果可视化处理，装载过程三维仿真等具有高实现难度的模块。这些工作可以有效的填补我国在该领域软件开发上的空白，为以后的开发者提供可行参考。