【摘 要】
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物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业,也是建设现代经济体系、推动经济高质量发展的重要支撑。同城配送作为物流行业“最后一公里”的解决方案,在整个物流系统中具有十分重要的作用,既是影响配送整体效率的关键环节,也是客户评价物流服务的重要指标之一。对同城配送方案进行优化是提高物流企业核心竞争力以及促进现代物流服务体系建设的关键。而现有的相关研究多是针对单个场景（例如一天）的配送方案进行优化
【基金项目】
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国家自然科学基金“联合基金项目”,U2034208；
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物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业,也是建设现代经济体系、推动经济高质量发展的重要支撑。同城配送作为物流行业“最后一公里”的解决方案,在整个物流系统中具有十分重要的作用,既是影响配送整体效率的关键环节,也是客户评价物流服务的重要指标之一。对同城配送方案进行优化是提高物流企业核心竞争力以及促进现代物流服务体系建设的关键。而现有的相关研究多是针对单个场景（例如一天）的配送方案进行优化,忽略了实际运营中不同场景中配送方案间的差异造成的潜在影响。基于以上背景,本文以同城配送问题为研究对象,针对其运营决策层面,对不同场景中的车辆路径方案进行协同优化,并将其刻画为考虑一致性的车辆路径优化问题。本文的主要研究内容如下:（1）通过对同城配送问题进行分析,认识到每日配送方案存在过大差异可能造成潜在的负面影响,例如司机对路线不熟悉、客户收货时间不规律。针对以上问题,提出对多场景下的车辆路径方案进行协同优化,使其具有一致性。分析了一致性的内涵,并从空间和时间两个维度对其进行概念延伸,确定了考虑一致性的车辆路径优化问题的核心内容和研究技术路线,为后文的研究奠定了基础。（2）从降低物流企业运输成本的角度出发,以最小化运输成本为目标,考虑客户点时间窗以及车辆容量限制等约束,构建了车辆路径优化问题的时空网络模型。为了能够快速求解问题并对解的质量进行评估,首次将交替方向乘子法引入到整数规划问题的求解中,并针对带时间窗和容量约束的车辆路径优化问题设计了基于交替方向乘子法的求解框架,提出了问题下界的估计方法和关键参数的自适应更新规则。最后采用Solomon数据集和北京某物流企业实际数据进行实验,验证了模型和算法的有效性。（3）从提高司机对驾驶环境熟悉程度的角度出发,以空间维度的一致性为切入点,在减少运输成本的基础上,进一步考虑不同场景中配送方案的路线一致性,以提高司机对工作区域和驾驶路线的熟悉程度。设计了路线一致性的实现策略,并构建了考虑路线一致性的车辆路径优化模型,采用分支切割定价算法进行求解。针对问题特征,设计了双层网络和聚合策略对算法进行加速。最后,以West Jordan市的真实路网为基础构建了测试算例集,验证了模型和算法的有效性,并分析了考虑路线一致性对运输距离的影响。（4）从提高客户满意度的角度出发,以时间维度的一致性为切入点,在最小化运输成本的基础上,考虑客户对收货时间的偏好,即在规划各场景的车辆路径方案的同时,对客户点的时间窗进行标定,并保证客户点在不同场景中的时间窗相同。构建了该问题对应的混合整数规划模型,设计自适应大规模邻域搜索算法进行求解,为了更好地处理不同场景中路径方案之间的耦合关系,提出了路径优先和时间窗优先两种优化策略,并设计了对应的独立型和联动型算子。最后,通过实验算例验证了模型和算法的有效性,并分析了时间窗长度对路径方案及运输成本的影响。对考虑一致性的车辆路径优化模型与算法展开研究,可以丰富车辆路径问题及运筹优化领域的理论研究。同时,研究成果对物流企业制定配送车辆的路径方案有一定的指导意义,对物流的高质量发展也起到了推动作用。图26幅,表21个,参考文献150篇
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