越野车专题复习整理
第一章越野车基础
【1】越野车主要特点：四轮驱动，较高的底盘、较好抓地性的轮胎、较高的排气管、较大的马力和粗大结实的保险杠。
【2】根据载荷能力分类：载重能力大的，叫做重型越野汽车；载重能力小的，叫做轻型越野汽车；而居于轻、重之间的，叫做中型越野汽车。
【3】越野车4大要点：必备全轮驱动；底盘要高（取决于轮胎直径）；舒适性（取决于轴距）；爬坡能力高（发动机扭矩）。
【4】SUV与越野车的不同点与相同点：
②同点：动力强劲，底盘较高，通过性好。
②不同点：SUV注重运动性、舒适性，越野车注重通过能力，舒适性差，以及一定载货能力；SUV采用承载式车身结构，前悬独立，后悬非独立，越野车为非承载式车身，有差速锁；越野车主要是行驶在非铺装的路面，SUV主要是行驶在城市道路上。
第二章四轮驱动汽车的构造及原理
【1】四驱车概念：四轮驱动汽车是具有将发动机的动力传递给四个车轮，并通过这些车轮驱动、行驶的汽车。
【2】4WD布置形式（3种）：
【3】4WD主要装置：分动器；差速器；差动限制装置；粘性联轴节；万向联轴节。
【4】分动器结构分类：1.直接连接式分动器；2.液压多片离合器式分动器； 3.中间差速器锁死式分动器；4.驱动力前后分配式分动器；5.中间差速器差动限制式分动器
重点：①直接连接式分动器：一种为短时四轮驱动的分动器，切换装置布置在分动器内，当爪式离合器接通时即成为前后轮直接连接的四轮驱动；反之即为后轮驱动。另一种为装有变速装置的分动器，设有两档，在普通路面上使用高速档，恶劣路面上使用低速档。通过爪式离合器进行二轮或四轮驱动的切换。
②中间差速器锁死式分动器：通过中间差速器，可以把发动机动力按一定比例分配给前后驱动轮系。此种形式分动器大多数采用爪时离合器，司机在座椅上遥控操作，或该装置自动动作使中间差速器锁
死。
【5】差速器
①工作原理及功能：当左右车轮转速相同时小齿轮不转动，差速器的齿轮托架和两个侧齿轮以相同的转速旋转；当左右车轮发生转速差时，小齿轮被迫作旋转运动吸收左右车轮的转速差。差速锁左右轮以不同转速运动。
②差动限制装置（差速锁）：差速器虽然能把相同大小的扭矩分配给两个转速不同的轴，但是当有一侧车轮空转而不产生驱动力时，另一侧车轮也不能产生驱动力，致使汽车抛锚。差动限制装置的出现，克服了差速器的不足。这种装置允许差速器在正常使用条件下差动，而当单侧车轮空转时限制其差动。
③典型差动限制装置：多片摩擦离合器式工作原理：主动小齿轮驱动齿环，差速器小齿轮驱动侧齿轮，使整个差速器一起旋转。当左右轮转速差变大时，中间部分的左右端面凸轮因传递扭矩过大而分离，把左右两个侧齿轮紧压向差速器壳体，其结果使转速低的侧齿轮转速升高了。
【6】粘性联轴节结构原理：壳体内充满高粘性的液体，一般多数使用硅油。当粘性联轴节的壳体和内轴发生相对旋转时，外板和内板也发生相对的旋转运动使高粘度的硅油内部产生剪切力，该阻力将限制壳体和内轴的相对旋转运动，从而达到传递扭矩的目的。很适合于前差速器的差动限制。
【7】万向联轴节用途：连接四轮驱动汽车上的轴类零件，提高汽车性能。
【8】四轮驱动系总布置形式分类（5种）：
以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动；以前纵置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动；
以前横置发动机前轮驱动为原型的四轮驱动；以中置发动机为原型的四轮驱动；
后置发动机的四轮驱动前纵置发动机后轮驱动；
【9】以前纵置发动机后轮驱动为原型的四轮驱动的布置方案：在原型基础上，在传动轴前面的万向联轴节处布置一个分动器，并且在分动器前端布置一个传动轴和前差速器。
非独立悬挂汽车的解决方案：此类汽车，如吉普车等越野车，可在发动机下面布置前驱动桥，前桥悬挂在弹簧上，汽车运动时，前桥可随弹簧上下颠动，由于原车发动机离地面较高且有较大的空间，一般不会有问题。
【10】四轮驱动的分类：1.短时四驱系统；2.常时四驱系统（固定扭矩分配方式、变动扭矩分配方式）。【11】短时四轮驱动的主要特点:短时四轮驱动可以自由的选择四轮驱动或二轮驱动。比常时四轮驱动经济型好，而且不会抛锚。在四轮驱动且前后差速器全部锁死状态下，即便三个车轮不着地，只要有一个车轮着地，也能把发动机输出的动力全部转换为汽车的驱动力。
短时四轮驱动汽车的两大特征（2种）： 1.越野性好；2.难于使用。
短时四轮驱动汽车的切换机构（2种）：机械离合器；液压多片离合器。
短时四轮驱动汽车的传动效率解决方案：（2种）
1.自由轮毂。自由轮毂布置在车轮轮毂处，其功能是在四轮驱动时锁死连接；在二轮驱动时分开空转，使车轮不再带动驱动轮系转动而单独空转，从而减少了能量损失，提高了传动效率。
2.自由轮离合器。自由轮离合器布置在半轴上，位置靠近差速器一侧。通过执行机构可以控制自由轮机构和车轮自动的分离或啮合，从而使驱动轮系中的大多数转动件停止转动以提高传动效率。【12】常时四轮驱动概述（特征）：常时四轮驱动系统上布置有中间差速器，其作用是把驱动扭矩传递给前后车轮，同时吸收前后车轮的转速差。
分类：1.固定扭矩分配方式（前后扭矩分配比一定）：●中间差速器锁死方式；●中间差速器差动限制方式 2.变动扭矩分配方式：●被动扭矩分配方式（利用前后轮转速差分配扭矩）●主动扭矩分配方式（电子控制分配扭矩）
中间差速器锁死方式锁不锁的比较：汽车正常行驶时，中间差速器自由差动。当一个车轮陷进泥坑，差速器锁死与不锁死情况：当左前轮陷进泥坑时，司机将中间差速器锁死，后轮产生驱动力，使汽车摆脱抛锚的危险。而右图中差速器没锁死发生抛锚现象。
采用的差速器形式：●行星齿轮式中间差速器●锥齿轮式差速器●粘性联轴节差动式中间差速器●液压多片离合器差动限制式中间差速器
被动扭矩分配方式：1.特点：A. 依靠前后轮转速差分配扭矩，其结构紧凑，成本低；B.传递的扭矩小，适用于微型车和轻型车
2.结构：在前置前驱汽车上追加一个分动器，把传动轴延长使之能驱动后轮，再适当的布置一个粘性联轴节，就实现了四轮驱动方案。
【13】典型的四轮驱动系统的工作模式（状态）：
1．起步加速时—为“四轮驱动”模式，包括：倒车起步加速。
2．匀速行驶时—为“两轮驱动”模式（2WD），包括倒车匀速行驶。
3．温控开关和减压阀的作用：汽车处于四轮驱动状态液压油温升高到一定值时，温控开关将打开减压阀，使离合器的控制液压下降，由四轮驱动状态转换到两轮驱动状态，使油温下降。当油温下降后，减压阀又关闭，又自动恢复4WD模式。
【14】轮胎抱死时汽车的运动状态：
1.前轮抱死，前轮失去转向性，后轮没抱死，仍产生充分的侧向力，致使汽车沿弯道切线方向冲出道路。
2.后轮抱死后轮失去侧向力并且产生横向打滑，使汽车绕自身重心旋转直至停车。
3.前后轮同时抱死，前后轮全都失去侧向力，汽车仍按轮胎抱死前的运动路线继续向前行驶，直至停车。
四轮驱动汽车的制动防抱死系统的不足： A. 四轮汽车车速检测困难，检测出的最高车速容易使控制系统造成误判。B. 制动系的振动过大。防抱死系统的工作原理是加大制动力使车轮即将抱死时再减少制动力，这样反复自动控制。由于四驱动系惯性相对较大，就导致了更大的振动。
问题的解决方案：
1.在制动防抱死系统起作用时，使差动限制装置的作用减弱。例如，使粘性联轴节传递的扭矩变小，或使其正反向所传递的扭矩不同等。
2.在制动防抱死系统起作用时，把前后驱动轮系分离开来，使汽车自动的变为二轮驱动汽车。
3.采用加速度传感器，判断路面摩擦系数大小，进而利用制动控制程序进行制动控制。
【15】驱动型式对纵向动力学的影响：前轴与后轴载荷不同及汽车质心位置变化的影响
【16】全轮驱动汽车力矩分配方案：如果是平衡式全轮驱动(有中央差速器)，则要按一定比例分配前后轴间的驱动力矩。后轴的力矩分配系数为：
对前轴驱动=0；后轮驱动=1。
【17】全轮驱动汽车优缺点：全轮驱动汽车的优点在附着系数小的道路上特别明显，因为推进力分配在两轴上，在总的推进力相同情况下，车轮可传递较大的侧向力，因为没有一个车轮单独超过附着极限。不过全轮驱动也存在根本性的困难问题，驾驶员总是很晚才察觉到汽车已逼近行驶动态的极限，因为它不象单轴驱动那样通过不足转向或过多转向的增大明显告知驾驶员。因为四轮均传递驱动力，当在平坦的弯道上达到很高的速度以及后轴分配力矩较多时，只有很少的侧向力储备使汽车保持稳定。
第三章非承载式车身
【1】非承载式车身：是通过一个事先做好的骨骼框架（底盘），在此基础上安装动力单元，悬挂和车身框架，大部分重量和各零部件所受的力几乎全部压给底盘，而车体本身并不起主要的承载作用。这种结构通常会在大型的客车，卡车，纯越野车等车型中出现。
承载式车身是统一的一个整体，车身的各个组成都起到承载作用。
【2】越野车为什么一般采用非承载式车身？（即非承载式车身与承载式相比的优点）
1、通过能力。非承载车身离地间隙更高，接近角和离去角更大，因此越野能力就比承载式车身稍强。
2、整备质量。非承载式车身是由两根十分粗壮的钢梁焊接在一起的梯形车架为基础，重量会更大一些，加速性能就会有所下降，而油耗也会上升。
3、车身刚性。刚性很强，具有很好的抗扭效果。
4、舒适性。承载式车身由于重心低，舒适性有较大优势。
5、安全性。承载式车身还是非承载式车身都可以达到很高的安全标准，所以这部分的差距并不是很明显。
第五章越野车上的特殊结构
【1】卷绕式铅蓄电池性能特点：
（1）起动性能大幅度提高。（启动电流是普通蓄电池的3倍, 12V55AH 零下18 ℃时的最大输出电流高达830A,启动次数最少12000次,是普通蓄电池的3倍,）
（2）容量大，是普通蓄电池的3倍。（8.55AH的卷绕电池可替代150AH的普通蓄电池）
（3）耐震性能好。（至少能承受4G(33HZ)震动12小时以及6G震动4小时.）
（4）使用寿命长。（启动时间最快为0.6秒.使用寿命为普通电池的4倍以上. ）
（5）生产以及使用可实现零污染,不需定期维护.
【2】越野轮胎的常见分类：1、公路轮胎；2、全地形轮胎；3、泥地轮胎
特点：公路胎：俗称HT轮胎，特点是胎壁柔软，胎面花纹细密。
全地形胎：俗称AT轮胎，胎纹略显粗犷，胎牙的间距比HT略大，公路性能下降，噪声增大，但是耐用性和在非铺装路面的附着力超过一般的HT。
泥地胎：俗称MT轮胎，胎壁更加坚强，胎牙更加夸张，胎牙之间的距离明显偏大，便于泥地行驶的时候慢速排泥或高速甩泥，另外在一些恶劣的地面上（如凹凸
不平的岩石）更容易增加附着力。缺点是在铺装道路上行驶时噪声很大，震
动大，制动和转向性能差。
第六章拖拉机
【1】拖拉机的概念：拖拉机是农业生产中最重要的动力机械。拖拉机和作业机具相联结，形成移动式作业机组，
按结构分类：轮式拖拉机；履带拖拉机；手扶拖拉机；船式拖拉机；自走底盘。
【2】四驱拖拉机的性能特点：①牵引性能好；②坡地作业性能强；③前轮为驱动轮，承载力大，水田工作性能好，适应性强。
【3】履带式拖拉机的特点：
③行走装置接地面积大，具有良好的平地与越障通过性；
②具有良好的牵引性能，适于繁重作业
③不适用在硬路面上运输与转移，适应性差。
【4】拖拉机的基本构造：一般由发动机、传动系统、行走系统、转向系统、制动系统、工作装置、电气和仪表系统等组成。国产拖拉机的发动机几乎都是柴油机。
【5】传动系统的主要结构（5个）：轮式拖拉机的传动系统包括离合器、变速箱、中央传动、差速器和最终传动五部分。
【6】双作用离合器概念：双作用离合器是安装在一起的两个不同功能的离合器，即将动力传输给驱动轮的主离合器和将动力传给动力输出轴的副离合器。两个离合器共用一个踏板操纵的称为联动操纵的双作用离合器；当主副离合器分别用两套操纵机构，分离和接合互不相关时，称为独立操纵的双作用离合器。
【7】超前率定义：后驱动轮与前驱动轮滑转率之差,
引入此概念的原因：为了保证四轮驱动拖拉机的转向性能，一般设计拖拉机前轮线速度比后轮稍快。超前率过大，增加轮胎的磨损和不必要的功率损耗。
第七章拖拉机的工作装置
【1】牵引装置概念：把拖拉机与农机具连接起来的装置。
分类：固定式牵引装置和摆杆式牵引装置。
【2】动力输出装置：是将发动机功率的一部分以至全部以旋转机械能的方式传递到农机具上的一种工作装置，它包括动力输出轴和动力输出皮带轮。【3】动力输出轴分类：标准式动力输出轴和同步式动力输出轴。
1. 标准式动力输出轴特点：动力输出时，其动力由发动机经离合器直接传递，也就是说动力输出转速只取决于拖拉机的发动机转速，与拖拉机的行驶速度无关。
2. 同步式动力输出轴用来驱动那些工作转速需适应拖拉机行驶速度的农机具，如播种机和施肥机等，
以保证播量均匀。其特点是：当拖拉机滑转时，会影响所配置的农机具的工作质量。同步动力输出轴的操纵仅由主离合器控制。
【3】液压悬挂装置功用是：连接和牵引农机具；操纵农机具的升降；控制农机具的耕作深度或提升高度；给拖拉机驱动轮增重，以改善拖拉机的附着性能；把液压能输出到作业机械上进行其它操作。
液压悬挂装置由液压系统、操纵机构和悬挂机构三部分组成。
悬挂机构根据悬挂机构与拖拉机机体的连接点数，可分为三点悬挂和两点悬挂。
【4】 液压系统可分为：分置式、半分置式和整体式三种。
1. 分置式液压系统的工作原理：
（1） 提升 当手柄在“提升”位置时，从油泵来的油经分配器通向油
缸下腔，推动活塞上升而提升农具。同时油缸上腔的油被挤出经分配器流回油箱。
（2） 中立 当手柄在“中立”位置时，通向油缸的两个油道被堵住，
活塞在油缸内不能移动，农具不升不降。油泵来油经回油阀流回油箱。
（3） 压降 当手柄在“压降”位置时，从油泵来的油经分配器通向油
缸上腔，农具在活塞上腔油压和自重打滑作用下下降，强行入土。同时油缸下腔的油被挤出经分配器流回油箱。
（4） 浮动 当手柄在“浮动”位置时，油缸上腔、下腔都与回油道相
通，活塞不受约束，可上下自由移动。从油泵来的油经回油阀流回油箱。装有限深轮的农具，此时可采用高度调节进行作业。
2. 半分置式液压系统的工作原理：
（1）.中立位置 力调节和位调节手柄放在提升位置。主控制阀处在中立位置。油泵来油经主控制阀、回油阀流回油箱。
（2）位调节 （1）下降 位调节手柄向“下降”方向移动。主控制阀由“中立”移动到“下降”位置。油泵来油、油缸的油经主控制阀、回油阀流回油箱。 随着农具下降，凸轮升程增加，主控制阀由“下降”回到“中立”，农具下降结束。（2）提升 位调节手柄向“提升”方向移动。主控制阀由“中立”移动到“提升”位置。油泵来油经主控制阀、单向阀到油缸。回油阀关闭。随着农具提升，凸轮升程减小，主控制阀由“提升”回到“中立”，农具停止。
（3）液压输出。位调节手柄向“升”的方向移动到“液压输出”。主控制阀由“中立”到“提升”。油泵来油经主控制阀、单向阀到油缸，又从油缸的出油孔流到分置油缸。当达到要求后，应及时将手柄移回原来位置。 3. 整体式液压系统的工作原理：
1.位调节（提升、下降），
2. 农机具下降速度控制，
3. 力调节（农机具入土过程）、（自动调节）、
4.液压输出
第八章 工程机械基础
【1】 工程机械概念：所有建筑、筑路工程中所用的机械。
工程机械分类（9个）：
1、挖掘机械；
2、铲土运输机械；
3、压实机械；
4、工程起重机械；
5、 基础工程机械；
6、钢筋混凝土机械；
7、凿岩机械与机械化工具；
8、公路路面机械
9、铁道线路机械。
第九章 专用汽车
【1】概念：装有专用设备，具备专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车和汽车列车。
【2】汽车列车的合理拖挂（整体原则）：一般汽车在规定载荷下，用直接档，以常用速度在良好路面上行驶时，节气门开度只在最大开度的30－40％位置，仅利用发动机相应转速下最大功率的40－50％，只相当于发动机最大功率的20％。
【2】 确定汽车列车总质量应考虑的因素：（计算方法4个）
1） 满足汽车列车比功率要求：发动机最大功率与汽车列车总质量的比值。单位为：KW/t
一般：不小于4.8KW/t ，以5.15－5.88为好。一级公路和高速公路上：5.88－6.62KW/t L
e c G P P
2）在最大坡道上能用头档起步：汽车列车在坡度为i的最大坡道上起步时（不计空气阻力）驱动力= G L (af+i+ L j/g) 式中：Ft1max 牵引车头档最大驱动力；（Ｎ）；GL 列车总平衡方程式：F t
Ⅰmax
重；（Ｎ）；a 附加阻力系数(一般取2.5)；f 滚动阻力系数(取0.013左右)；i最大坡度；(取8%－9%）；L列车头档的旋转质量系数；j 列车起步的加速度m/s2
3)能用二档直接通过最大坡道：F tmax=G L(f+i）
4)大部分时间能用直接档行驶：G L＝（F tomax-F w)/D lomax 式中：F tomax 直接档最大驱动力；F w最大驱动力相应车速时的空气阻力；D lomax 直接档最大动力因数（一般取0.025 －0.03）
合理的汽车列车的总重量：取上述几种情况下计算值的最小者。
【3】自卸汽车容积利用系数概念：它是指自卸汽车单位容积的装载质量。
【4】冷藏保温汽车机械制冷系统的基本组成：蒸汽压缩式制冷系统的主要组成部件有：压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、制冷剂等。
工作原理：制冷循环是由压缩、放热、节流和吸热四个过程组成。
1.压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压
缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。此过程的主要作用是压缩增压，以
便气体易于液化。压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断
升高，形成过热气体。
2.放热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器（散热器）与大气进
行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的
热。此过程作用是排热、冷凝。冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化。
3.节流过程：高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压，以雾状（细小
液滴）排出膨胀装置。该过程的作用是使制冷剂降温降压，由高温高压液体，
迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正
常运行。
4.吸热过程：经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此
时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成
气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，降低车内温度。而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器等待压缩机再次吸入。吸热过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态，此时压力不变，即在定压过程中进行这一状态的变化。
【5】膨胀阀的作用：①节流：根据车内负荷自动调节输入蒸发器的制冷剂流量。②降压：通过截面突变实现（节流膨胀过程）
2011年12月18日
第14章车辆路径问题 14.1 物流配送车辆优化调度概述 14.1.1 概述 车辆路径问题：对一系列装货点和（或）卸货点，组织适当的行车路线，使车辆有序地通过它们，在满足一定的约束条件（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等）下，达到一定的目标（如路程最短、费用最少、时间尽量少，使用车辆数尽量少等）。 又称运输调度问题，包括两部分：一是行车路线的设计；二是出行时间表的安排。 最基本的车辆路径问题，是客户需求位置已知的情况下，确定车辆在各个客户之间的行程路线，使得运输路线最短或运输成本最低，通过研究车辆路径问题，可以合理使用运输工具，优化运输路线，降低企业物流成本。 14.1.2 路径特性 （1）地址特性：车场数目、需求类型、作业要求 （2）车辆特性：车辆数量、载重量约束、可运载品种约束、运行路线约束、工作时间约束 （3）问题的其他特性：道路网络可能是有向的，或者是无向的；单项作业是否可以分割完成；每一辆车是否可以承担多条线路，是否完成作业后必须回到出发点。 （4）目标函数可能是总成本极小化，或者极小化最大作业成本，或者最大化准时作业。 14.1.3 常见的基本问题 （1）旅行商问题 在一个配送中心p有一辆容量为q的货车，现有m个需求点的货运任务需要完成，已知需求点i的货运量为gi（i=1,2,…,m)，且Σgi≤q，求在满足各收点需求的约束条件下，总发送距离最短的货车送货路线。 在运筹学中，旅行商问题是这样解释的：有一个推销员，要到n个城市去推销商品，当各个城市间的距离已知，并规定每个城市只访问一次，问按什么样的顺序访问，其距离最短。 （2）带容量约束的车辆路线问题 在一个配送中心p，有一个车队Qj(j=1,2,…,n)，这个车队每辆车容量均为q，且有足够的运力保证任务的完成，需求点i的货运量gi满足：nq≥Σgi≥q。这样一来，配送中心需要派出若干的车辆来完成配送任务，每个车可能要为多个需求点服务然后返回配送中心。 该问题包括两个要解决的小问题：一是哪些用户要被分配到一条路线上；二是每条路线上的用户的绕行次序。可以将这个问题看作是一个广义分配问题和多个旅行商问题的结合。 （3）带时间窗的车辆路线问题 由于客户会提出配送的时间要求，因此在上述的问题基础上，要增加时间约束。假设一组有n个需求点要求送货，并表示为1,…,i,…,n，需求点i有一个固定的完成时间Ti，一个服务时间Si，在任何两个需求点i和j之间的运输时间为DH(i,j)，距离用dij表示。这个问题首先在无圈有向网络中寻找i到j，并经过所有节点的路径的最小条数（用最大流或最小费用最大流算法来解），它的解为完成所有需求点运输任务所必需的最小车辆数，然后固定车辆数或求解有关的最小费用流问题，这个解保证最小车队规模的同时，使路线运行费用最小。 （4）收集和分发问题 这是对以上问题的推广，假设有多个配送中心，或是允许车辆从需求点发车，问题就升级为有几个封闭循环线路的旅行商问题的组合，这是一个组合优化问题。车辆调度的目标是以最少的车辆通过最经济的线路完成所有的运输任务。 （5）多车型车辆路线问题 （6）优先约束车辆路线问题 （7）相容性约束车辆路线问题 （8）随机需求车辆路线问题 14.1.4 车辆路径问题的求解方法 （1）数学解析法 如动态规划法、整数规划法、树状搜寻法等。对于配送点的问题，可以求得一个最优的解，但若求解的节点数增加，其结果相对变差，与实际配送的情况相差较大。 （2）人机互动法 提供使用者人机互动的方式，结合使用者过去的经验，调整该模型的参数，以作为配送路线规划决策的依据。 （3）先分组再排路线法 先将所有的配送点分成若干的群组，再分别对各个群组进行路线规划，如扫描法。 （4）先排路线再分组法
学年论文之 家乐福超市物流配送路线优化 专业物流工程 班级 姓名 学号 日期
在物流配送业务中，合理确定配送路径是提商服务质量，降低配送成本，增加经济效益的重要手段。物流配送系统中最优路线的选择问题一直都是配送中心关注的焦点，针对当前家乐福物流配送体系不完善等方面的现状，本文从可持续发展的角度，用系统的观念，来研究家乐福物流配送体系，优化配送路线，使配送体系合理化。 通过对家乐福超市现有物流配送路径的分析研究，发现其中存在的一些问题，并由此提出解决办法，结合背景材料，建立了数学模型，运用遗传算法对家乐福物流配送路线进行优化选择，并得出结果。由此可见，家乐福超市原有的物流配送路线还可以进行再优化，从而达到运输成本最小化的目标。 关键词：物流配送；路径优化；节约里程算法
1.绪论 (1) 1.1选题目的和意义 (1) 1.2国内外物流配送路线优化研究现状 (2) 2. 家乐福超市配送路线现状 (3) 2.1家乐福超市概况 (3) 2.2家乐福超市配送路线作业现状 (4) 2.2.1 配送距离分析 (4) 2.2.2 车辆数分析 (5) 2.2.3 需求量分析 (6) 2.2.4 商品品种分析 (6) 2.3家乐福超市配送现有路线问题分析 (7) 3.配送路线优化建模与求解 (9) 3.1研究对象目标设定 (9) 3.2模型的构建 (11) 3.3节约算法 (12) 3.3.1节约算法的基本原理 (12) 3.3.2节约里程算法主要步骤 (13) 3.3.3基于节约算法的配送路线优化 (13) 3.3.4优化后的配送线 (24) 4.优化结果分析 (25) 4.1优化前结果 (25) 4.2优化后结果 (25) 4.3结论 (26) 5.总结与建议 (27) 参考文献: (28)
车辆路径问题优化算法 美国物流管理学会(Council of Logistics Management，CLM)对物流所作的定义为：“为符合顾客的需要，对原料、制造过程中的存货与制成品以及相关信息，从其起运点至最终消费点之间，做出的追求效率与成本效果的计划、执行与控制过程。” 而有关资料显示，物流配送过程(包含仓储、分拣、运输等)的成本构成中，运输成本占到52%之多。因此，如何在满足客户适当满意度的前提下，将配送的运输成本合理地降低，成为一个紧迫而重要的研究课题，车辆路径问题正是基于这一需求而产生的。 2.1车辆路径问题的定义 车辆路径问题可以描述为：给定一组有容量限制的车辆的集合、一个物流中心（或供货地）、若干有供货需求的客户，组织适当的行车路线，使车辆有序地通过所有的客户，在满足一定的约束条件（如需求量、服务时间限制、车辆容量限制、行驶里程限制等）下，达到一定的目标（如路程最短、费用极小、时间尽量少、使用车辆数尽量少等）。[4] 因此研究车辆的路径问题，就是要研究如何安排运输车辆的行驶路线，使运输车辆依照最短的行驶路径或最短的时间费用，依次服务于每个客户后返回起点，总的运输成本实现最小。车辆路径问题已被证明是NP-Hard问题，因此求解比较困难。然而，由于其在现实生活中应用非常广泛，使得它无论在理论上还是在实践上都有极大的研究价值。 Penousal Machado等人[5]指出车辆路径问题(vehicle routing problem，简称VRP)是一个复杂的组合优化问题，是古老的旅行商问题和背包问题的综合。实际上，车辆路径问题通常可被分解或转化成一个或几个已经研究过的基本问题，再采用相应比较成熟的基本理论和方法，以得到最优解或满意解。 这些与车辆路径问题相关的常用基本问题有；旅行商问题、运输问题、背包问题、最短路问题、最小费用最大流问题、中国邮路问题、指派问题等。 旅行商问题可被描述为：一个推销员欲到n个城市推销商品，每2个城市之间的距离是已知的。如何选择一条路径使推销员依次又不重复地走遍每个城市后，回到起点且所走的路径最短。 运输问题关心的是（确实的或是比喻的）以最低的总配送成本把供应中心（称为出发地，sources）的任何产品运送到每一个接受中心（称为目的地，destinations）。运输问题需要的数据仅仅是供应量、需求量和单位成本。 背包问题是指有一只固定容量的背包和若干体积、重量不等的物品，背包的容量不允许装下这所有的物品，那么如何选择适当的物品装入背包，使得背包的装载量（所装物品的重量之和）最大。 最短路径问题解决的是在一个网络中，如何寻找两点之间的最短路径。这两点之间通常没有直接的通路可达，但可经由若干中间结点相通。 最小费用流问题主要解决如何以最小成本在一个配送网络中运输货物。最小费用流问题又称为网络配送问题。 最大流问题和最小费用流问题一样，也与网络中的流有关。但是它们的目标不同，最大流问题不是使得流的成本最小化，而是寻找一个流的方案，使得通过网络的流量最大。 中国邮路问题是由我国管梅谷同志在1962年首先提出的，它可描述为：一个邮递员负责某一个地区的信件投递。每天要从邮局出发，走遍该地区所有的街道再返回邮局，问应该怎样安排送信路线可以使所走的路程最短。 指派问题解决将n件工作安排给m个人完成的问题。已知不同人完成不同工作的效率（或成本）不同，指派问题要求以最高的效率（或最小的人工成本）完成工作的安排。 2.2车辆路径问题的分类
!""#$%%%&%%’( )#$$&***+,#清华大学学报-自然科学版. /012345678329-":2;0<:5.= *%%>年第(>卷第$$期 *%%>=?@A B(>=#@B$$ +C,+C $C(’&$C(D 车辆路径优化问题的均衡性 但正刚=蔡临宁=杜丽丽=郑力 -清华大学工业工程系=北京$%%%D(. 收稿日期E*%%’&%>&%F 基金项目E国家自然科学基金资助项目-F%*%$%%D. 作者简介E但正刚-$C F D&.=男-汉.=重庆=博士研究生G 通讯联系人E蔡临宁=副教授=H&I72A E:72A3J K1234567B
配送是指对局域范围内的客户进行多客户、多品种、按时联合送货活动。 配送活动是指根据一定区域范围内各个客户所需要的各个品种要求，对配送中心 的库存物品进行拣选、加工、包装、分割、组配、分装上车，并按一定路线循环 依次送达各个用户的物流活动。物流配送是供应链网络中一个重要的直接与消费 者相连的环节，是货物从物流节点送达收货人的过程。配送是在集货、配货基础上，按货物种类、品种搭配、数量、时间等要求所进行的运送，是“配”和“送”的有机结合。配送的实质是现代送货，是以低成本、优质服务为宗旨，是一种先进 的物流形式。 供应链网络的物流配送过程主要包括：从生产工厂进货并集结的集货作业； 根据各个用户的不同需求，在配送中心将所需要的货物挑选出来的配货作业；考虑配送货物的质量和体积，充分利用车辆的载重和容积的车载货物的配装及路线 的确定。随着供应链管理系统的集约化、一体化的发展，常将配送的各环节综合 起来，核心部分为配送车辆的集货、货物装配及送货过程。进行配送系统优化， 主要是配送车辆优化调度，包括集货线路优化、货物配装及送货线路优化，以及集货、货物配装和送货一体化优化。物流配送车辆优化调度，是供应链系统优化 中关键的一环，也是电子商务活动不可缺少的内容。对配送车辆进行优化调度， 可以提高供应链管理的经济效益、实现供应链管理科学化。
配送车辆优化调度实际上也就是车辆路径问题（V ehicle Routing Problem，简称VRP），是Dantzig和Ramse]80[于1959年提出来的，该问题被提出来之后， 很快就引起了运筹学、应用数学、组合数学、图论、网络分析、物流学、管理学、 以及计算机科学等学科专家和运输计划制订者的极大重视，成为了运筹学和组合 优化领域的前沿和研究热点问题。各学科专家对该问题进行了大量的理论研究及 实验分析，取得了很大的进展。 车辆路径问题是径旅行商问题（Travel Salesman Problem，简称TSP）衍生 而出的多路TSP问题，即为K-TSP。VRP的一般定义为]81[：对一系列送货点和 （或取货点），组织适当的行车路线，使车辆有序地通过它们，在满足一定的约 束条件下（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、 时间限制等），达到一定的目标（如路程最短、费用最少、使用车辆数最少等）。见图1。
一、车辆路径问题描述和建模 1. 车辆路径问题 车辆路径问题（Vehicle Routing Problem, VRP ）,主要研究满足约束条件的最优车辆使用方案以及最优化车辆路径方案。 定义：设G={V,E}是一个完备的无向图，其中V={0,1,2…n}为节点集，其中0表示车场。V ,={1,2,…n}表示顾客点集。A={(i,j),I,j ∈V,i ≠j}为边集。一对具有相同装载能力Q 的车辆从车场点对顾客点进行配送服务。每个顾客点有一个固定的需求q i 和固定的服务时间δi 。每条边（i,j ）赋有一个权重，表示旅行距离或者旅行费用c ij 。 标准车辆路径问题的优化目标为：确定一个具有最小车辆数和对应的最小旅行距离或者费用的路线集，其满足下列约束条件： ⑴每一条车辆路线开始于车场点，并且于车场点约束； ⑵每个顾客点仅能被一辆车服务一次 ⑶每一条车辆路线总的顾客点的需求不超过车辆的装载能力Q ⑷每一条车辆路线满足一定的边约束，比如持续时间约束和时间窗约束等。 2.标准车辆路径的数学模型: 对于车辆路径问题定义如下的符号： c ij ：表示顾客点或者顾客点和车场之间的旅行费用等 d ij ：车辆路径问题中，两个节点间的空间距离。 Q ：车辆的最大装载能力 d i ：顾客点i 的需求。 δi ：顾客点i 的车辆服务时间 m:服务车辆数，标准车辆路径问题中假设所有的车辆都是同型的。 R ：车辆集，R={1,2….，m} R i :车辆路线，R i ={0，i 1,…i m ,0},i 1,…i m ?V ,,i ?R 。 一般车辆路径问题具有层次目标函数，最小化车辆数和最小化车辆旅行费用，在文献中一般以车辆数作为首要优化目标函数，在此基础上使得对应的车辆旅行费用最小，下面给出标准车辆路径问题的数学模型。 下面给出标准车辆路径问题的数学模型。 对于每一条弧（I,j ）,定义如下变量: x ijv = 1 若车辆v 从顾客i 行驶到顾客点j 0 否则 y iv = 1 顾客点i 的需求由车辆v 来完成0 否则 车辆路径问题的数学模型可以表述为： minF x =M x 0iv m i=1n i=1+ x ijv m v=1n j=0n i=0.c ij (2.1) x ijv n i=0m v=1≥1 ?j ∈V , (2.2)
第二章物流配送车辆路径问题 2.1 问题的描述及各组成部分特点 2.2 车辆路径问题的分类 2.3 车辆路径问题的研究现状和发展趋势 * 2.1 问题的描述及各组成部分特点 配送活动中的配送车辆行驶线路优化确定问题，是近二十多年来国际运筹学界的研究热点之一。 运筹学界将此类问题统称之为车辆路径问题（Vehicle Routing Problem, VRP），或车辆调度问题（Vehicle Scheduling Problem, VSP）。 一般描述是：对一系列给定的客户点，确定配送车辆行驶路线，使其从配送中心出发，有序地对它们进行服务，并在满足一定的约束条件下（如车辆载重量、客户需求量、服务时间限制等），使总运输成本达到最小（如使用车辆数最少、车辆行驶总距离最短等）。 一般把最小化车辆使用数作为第一优化目标，而最小化车辆行驶距离作为第二优化目标。* 车辆路径问题的特点 1. 道路网（road network） 弧表示路段，点表示道路交叉点、配送中心和客户。 弧的权cij表示其距离或行驶时间。 * 2. 客户（customer） 用图上的小圆点表示； 需运送或收取的货物量（需求量）di (或di和pi )； 要求提供服务的时间段，即时间窗（time window） 在客户点所花费的服务时间si； 能用于服务该客户的车辆集合。 3. 配送中心（车场）（distribution center，depot） 用图上的小方点表示； 车辆行驶路线开始并终止于配送中心或某一个客户点； 其特征由所配备的车辆种类和数量、以及所能处理的货物总量来描述。 * 4. 车辆（vehicle） 车辆是自备还是外租，完成任务后是否返回； 车辆的装载能力; 车辆使用费; 可用于进行货物装卸的设备. 5. 驾驶员（driver） 给驾驶员安排取送货任务时，必须符合工作时间方面的有关规定。 6. 路径编排中的限制条件 车辆的当前负载不能超过车辆的装载量； 客户只要求送货、取货、或取送货兼有； 在客户所要求的时间窗和驾驶员的工作时间内提供服务； 访问客户的顺序要求。 *
物流配送的车辆路径优化 专业：[物流管理] 班级：[物流管理2班] 学生姓名：[江东杰] 指导教师：[黄颖] 完成时间：2016年6月30日
背景描述 物流作为“第三利润源泉”对经济活动的影响日益明显，越累越受到人们的重视，成为当前最重要的竞争领域。近年来，现代物流业呈稳步增长态势，欧洲、美国、日本成为当前全球范围内的重要物流基地。中国物流行业起步较晚，随着国民经济的飞速发展，物流业的市场需求持续扩大。特别是进入21世纪以来，在国家宏观调控政策的影响下，中国物流行业保持较快的增长速度，物流体系不断完善，正在实现传统物流业向现代物流业的转变。现代物流业的发展对促进产业结构调整、转变经济增长方式和增强国民经济竞争力等方面都具有重要意义。 配送作为物流系统的核心功能，直接与消费这相关联，配送功能完成质量的好坏及其达到的服务水平直接影响企业物流成本及客户对整个物流服务的满意程度。配送的核心部分是配送车辆的集货、货物分拣及送货过程，其中，车辆配送线路的合理优化对整个物流运输速度、成本、效益影响至关重要。 物流配送的车辆调度发展现状 VRP（车辆调度问题）是指对一系列装货点和卸货点，组织适当的行车线路，使车辆有序的通过，在满足一定的约束条件（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量等限制）下，达到一定的目标（如路程最短、费用最少、时间最少、使用车辆数最少等）。一般认为，不涉及时间的是路径问题，涉及时间的是调度问题。VRP示意图如下 当然，VRP并不止是这样的一个小范围，而是又更多的客户点与一个仓库链接，从而达
到一整个物流集群。 根据路径规划前调度员对相关信息是否已知，VRP可分为静态VRP和动态VRP，动态VRP 是相对于静态VRP而言的。静态VRP指的是：假设在优化调度指令执行之前，调度中心已经知道所有与优化调度相关的信息，这些信息与时间变化无关。一旦调度开始，便认为这些信息不再改变。 而VRP发展到现在的问题也是非常突出的，例如，只有一单货物，配送成本远高于一单的客户所给的运费，在这种情况下，该如何调度车辆？甚至还有回程运输的空载问题，在这些问题之中，或多或少都涉及到了VRP的身影，那么在这样的配送中怎么有效的解决车辆的路径优化问题就是降低运输和物流成本的关键所在。 解决怎么样的问题？ 现如今对于VRP研究现状主要有三种静态VRP的研究、动态VRP的研究以及随机VRP的研究。 而我对于VRP的看法主要有以下几点。 有效解决VRP或者优化车辆调度路径优化问题，那么将非常有效的降低物流环节对于成本的比重，有效的增大利润。 而我想到的方法，就是归类总结法。 建立完善的信息系统机制，将订单归类总结出来，可以按地区划分出来，一个地区一个地方的进行统一配送，这样也有效的降低了物流配送的车辆再使用问题，降低了成本。如下图所示。 仓库 客户 变换前 由上图可以看出来这样的路径，车辆需要来回两次，严重增加了配送成本，也增加了运输成本，使得利润并不能最大化。
粒子群优化算法 计算车辆路径问题 摘要 粒子群优化算法中,粒子群由多个粒子组成,每个粒子的位置代表优化问题在D 维搜索空间中潜在的解。根据各自的位置,每个粒子用一个速度来决定其飞行的方向和距离,然后通过优化函数计算出一个适应度函数值(fitness)。粒子是根据如下三条原则来更新自身的状态:(1)在飞行过程中始终保持自身的惯性;(2)按自身的最优位置来改变状态;(3)按群体的最优位置来改变状态。本文主要运用运筹学中粒子群优化算法解决车辆路径问题。车辆路径问题 由Dan tzig 和Ram ser 于1959年首次提出的, 它是指对一系列发货点(或收货点) , 组成适当的行车路径, 使车辆有序地通过它们, 在满足一定约束条件的情况下, 达到一定的目标(诸如路程最短、费用最小, 耗费时间尽量少等) , 属于完全N P 问题, 在运筹、计算机、物流、管理等学科均有重要意义。粒子群算法是最近出现的一种模拟鸟群飞行的仿生算法, 有着个体数目少、计算简单、鲁棒性好等优点, 在各类多维连续空间优化问题上均取得非常好的效果。本文将PSO 应用于车辆路径问题求解中, 取得了很好的效果。 针对本题，一个中心仓库、7个需求点、中心有3辆车，容量均为1，由这三辆车向7个需求点配送货物，出发点和收车点都是中心仓库。 1233,1,7. k q q q l =====货物需求 量12345670.89,0.14,0.28,0.33,0.21,0.41,0.57g g g g g g g =======， 且 m a x i k g q ≤。利用matlab 编程，求出需求点和中心仓库、需求点之间的各 个距离，用ij c 表示。求满足需求的最小的车辆行驶路径，就是求 m i n i j i j k i j k Z c x = ∑∑∑ 。经过初始化粒子群，将初始的适应值作为每个粒子的个
海南大学应用科技学院（儋州校区） 毕业设计（论文）开题报告书（学生用表） 一、选题的目的、意义（理论、现实）和国内外研究概况 目的：随着经济全球化的不断发展，作为“第三利润源泉”的物流对经济活动的影响 日益明显，引起了人们越来越多的重视，成为当前“最重要的竞争领域”。配送是现代物流的一个重要环节，随着物流的全球化、信息化及一体化,配送在整个物流系统中的作用变得越来 越重要。物流配送路线的优化，又是物流配送中的一个关键环节。因此，在配送过程中，配送线路合理与否对配送速度、成本、效益影响很大。设计合理、高效的配送路线方案，不仅可以减少配送时间，降低作业成本，提高企业的效益，而且可以更好地为客户服务，提高客户的满意度，维护企业良好的形象 意义：配送合理化与否是配送决策系统的重要内容，配送线路的合理与否又是配送合 理化的关键。选择合的理配送路线，对企业和社会都具有很重要的意义。对企业来说，(1)优 化配送路线，可以减少配送时间和配送里程，提高配送效率，增加车辆利用率，降低配送成本。 (2)可以加快物流速度，能准时、快速地把货物送到客户的手中，提高客户满意度。(3)使配送 作业安排合理化，提高企业作业效率，有利于企业提高竞争力与效益。对社会来说，它可以节省运输车辆，减少车辆空载率，降低了社会物流成本，对其他企业尤其是生产企业具有重要 意义。与此同时，还能缓解交通紧张状况，减少噪声、尾气排放等运输污染，对民生和环境也有不容忽视的作用。 国内外研究概况：物流配送路径优化问题最早是由Dnatzig和Rmaser于1959年首次提出, 自此,很快引起运筹学、应用数学、组合数学、图论与网络分析、物流科学、计算机应用等学 科的专家与运输计划制定者和管理者的极大重视,成为运筹学与组合优化领域的前沿与研究热 点问题。各学科专家对该问题进行了大量的理论研究及实验分析,取得了很大的进展。目前， 对于解决配送路径优化问题主要有两类方法，一类是精确算法，主要有动态规划法、分支定界法、节约算法、邻接算法、扫除算法、禁忌搜索算法等；另一类是启发式算法，主要有人工 神经网络算法、蚁群算法、人工免疫系统算法、粒子群算法、遗传算法等
摘要：作为现代物流领域的研究前沿，车辆路径问题的求解算法及应用领域一直是学者研究的重点。本文在研读大量文献的基础上介绍了遗传算法的研究现状及其应用情况，并对车辆路径优化在生鲜农产品配送上的应用进行了简单的综述。 关键词：车辆路径问题；遗传算法；生鲜农场品；研究综述 一、引言 车辆路径问题最早在60年代被提出，dantzig和ramser首次在交通领域提出该问题就立即引起了社会的广泛关注。发展到现如今，车辆路径问题的应用已经跳出了交通领域，在别的很多领域被使用，如：通讯、工业管理、航空等。 二、遗传算法 1.遗传算法简介 达尔文的生物进化论自被提出以来就一直被科学家们广泛应用到各个领域。60年代时美国科学家结合进化论，提出了遗传算法。跟大自然中生物优胜劣汰的进化过程类似，遗传算法在计算过程中模拟了自然界各种群由简单到复杂，由低级到高级的进化过程，不断进化种群，直至使种群达到包含最优解或接近最优解的状态。 2.遗传算法研究现状 遗传算法作为一种群体随机搜索方法，在车辆路径问题研究中运用很多。很多国内外的研究学者对基础的遗传算法进行了改良，以期达到求解不同约束条件下车辆路径优化问题的目的。通过研究撰写遗传算法的文献发现，研究学者们分别用各种改进遗传算法对车辆路径问题进行了求解，如：免疫遗传算法、小生境遗传算法，以及遗传算法与爬山算法、禁忌搜索算法、蚁群算法相结合的混合算法。 将基础的遗传算法与改进的遗传算法进行对比仿真实验，可以发现经过改良的遗传算法，其各方面能力都更优。罗勇等为了求解更优的物流配送路线，就采用了针对性改进的遗传算法。通过研究发现，改良后的算法不仅收敛速度变快，而且全方位寻优的能力也有很大提高。由此可见改进的遗传算法是能更好的处理物流配送路径问题。基础的遗传算法有容易陷入局部最优和早熟的缺点，为了解决这个问题，周艳聪等设计了基于小生境技术的改进遗传算法，还在改进的遗传算法的基础上求解了物流配送路径的优化问题。不仅如此，还通过对物流配送过程的研究，建立了不带时间窗约束的物流配送优化模型。大规模车场的车辆路径问题是车辆路径优化问题中的一个难点，一直是学者们研究的重点。李波等引入了双层模糊聚类方法，针对基础的遗传算法进行了改进，得到了求解该问题的基本框架。通过随机的实验算例证明，所提出的方法是有效可行的。 三、车辆路径问题在生鲜农产品配送中的应用 对近年来，针对生鲜农产品配送路径问题的研究已经越来越多，人们对绿色食品的质量要求不断提高，是导致该问题备受关注的根本原因。容易腐烂变质，存放不易是大多数生鲜农产品的特点。而在整个销售过程中，生鲜农产品需要经历从农户手中到经销商手中这样一个配送过程，尽可能在配送过程中选择合适的路径，节约时间，保证生鲜农产品的质量，从而保证农户、经销商、消费者的利益就变得越来越重要。 为了保证生鲜农产品的质量、安全，生鲜农产品配送过程中的时效性一直是各个学者研究的关注点，大多数相关文献的模型建立都是以配送时间最短和配送成本最低为目标。王红玲等学者的研究考虑了生鲜农产品的特点构建了以生鲜农产品在途时间最短、配送成本最低为优化目标的农产品配送模型，并采用经过改进后的粒子群算法进行求解。由于生鲜农产品的时效性强的特点，对带时间窗的车辆路径问题的研究也相当多。邱荣祖等在分析了农产品的物流配送模式的基础上，建立了有时限的物流配送路径优化模型，并应用gis于禁忌搜索算法集成技术进行求解。文献中还选用了具体的数据进行了实验的验证，进行了初步的应用
第２９卷第４期２００８年４月 东北大学学报（自然科学版） ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｖ０１．２９．Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２００８动态车辆路径问题的优化方法 刘士新，冯海兰 （东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室，辽宁沈阳１１０００４） 摘要：设计了在动态环境下进行车辆路径优化的导向局域搜索算法．算法在产生初始解以后的动态求解过程中，不再做车辆之间的顾客调整，而只应用２－ｏｐｔ局域搜索算子更新车辆服务顾客的顺序，即针对每辆车辆的旅行路线求解一个旅行商问题．建立了在动态环境下车辆执行运输任务过程的仿真模型．仿真过程中，应用算法根据交通路网实际情况实时优化车辆路径。并采用４种接受准则判别是否接受新的车辆路径．仿真结果表明：算法具有实时、高效的特点，满足动态车辆路径问题的求解要求． 关键词：智能交通系统；动态车辆路径问题；交通模拟；导向局部搜索 中图分类号：Ｃ９３４文献标识码：Ａ文章编号：１００５—３０２６（２００８）０４—０４８４—０４ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＳｏｌｖｉｎｇＤｙｎａｍｉｃＶｅｈｉｃｌｅＲｏｕｔｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍｓ Ｌ儿，Ｓｈｉ．ｘｉｎ，ＦＥＮＧＨ．口ｉ—ｌａｎ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＤｆＰｒｏｃｅｓｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０（）０４，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＬＩＵＳｈｉ—ｘｉｎ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｘｌｉｕ＠ｍａｉｌ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇｕｉｄｅｄｌｏｃａｌｓｅａｒｃｈ（ＧＬＳ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｓｏｌｖｅｄｙｎａｍｉｃｖｅｈｉｃｌｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ（ＤＶＲＰ）．Ｉｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｌｖｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｆｔｅｒａｌｌｉｎｉｔｉａｌｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅＧＬＳｄｏｅｓｎｏｔｅｘｃｈａｎｇｅｃｕｓｔｏｍｅｒｓｂｅｔｗｅｅｎｖｅｈｉｃｌｅｓｂｕｔａｐｐｌｉｅｓｔｈｅ２一ｏｐｔｌｏｃａｌｓｅａｒｃｈｏｐｅｒａｔｏｒｔｏｕｐｄａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅｆｏｒｃｕｓｔｏｍｅｒｓ，ｉ．ｅ．，ｔｏｓｏｌｖｅａｔｒａｖｅｌｉｎｇｓａｌｅｓｍａｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｒａｖｅｌｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇｏｆｅａｃｈｖｅｈｉｃｌｅ。Ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｔｈｕｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｄｕｒｉｎｇｗｈｉｃｈｖｅｈｉｃｌｅｓａｒｅｉｎｔｒａｆｆｉｃ．ＩｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｔｈｅＧＬＳａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｒｏｕｔｅｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｔｏｔｈｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｔｒａｆｆｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｎｄｆｏｕｒｒｕｌｅｓａｙｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｊｕｄｇｉｎｇｉｆｔｈｅｎｅｗｌｙｏｐｔｉｍｉｚｅｄｖｅｈｉｃｌｅｒｏｕｔｅｓａｒｅａｃｃｅｐｔｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅＧＬＳ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｄｙｎａｍｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｏｌｖｉｎｇＤＶＩ王Ｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ＤＶＲＰ；ｔｒａｆｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＧＬＳ 物流优化已经成为当代企业的一个重要利润源泉．车辆路径问题（ｖｅｈｉｃｌｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，Ⅵ冲）是物流领域的核心和热点研究问题，吸引了众多学者和业者的研究和关注．现代物流市场的激烈竞争和顾客的个性化需求不断提高，使得现代物流配送运作更加复杂，要求物流配送系统更加灵活、高效地针对变化的环境调整作业计划．计算机及通讯技术的迅速发展，使得交通状况及运输工具的实时信息更易获取，为解决物流配送面对的新问题提供了基础．动态ＶＲＰ（ｄｙｎａｍｉｃＶＲＰ，ＤｖＲＰ）正是在这样的背景下开始受到了关注和研究．现有研究主要是针对环境变化，对车辆路径计划进行重计划或局部调整，涉及的方法有元启发式算法和局域搜索算法等【１－２Ｊ．本文针对城市复杂交通系统的环境变化，提出了一种ＤＶＲＰ中更新车辆路径的导向局域搜索（ｇｕｉｄｅｄｌｏｃａｌｓｅａｒｃｈ，ＧＬＳ）算法，设计了动态交通环境的仿真模型，通过对７１个节点交通路网的仿真实验，得出了咖车辆路径的更新原则，研究成果对于现代城市智能交通系统中的车辆路径优化 收稿日期：２００７一０４—０５ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（７０３０１００７，７０７７１０２０，７０４３１００３）；新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ－０６－０２８６）．作者简介：刘士新（１９６８一），男，辽宁调兵山人，东北大学教授． 万方数据
从京东的物流配送谈车辆路径选择问题
从京东的物流配送谈车辆路径选择问题 1 京东商城简介 京东商城是中国B2C市场最大的3C网购专业平台，是中国电子商务领域最受消费者欢迎和最具有影响力的电子商务网站之一，京东商城之所以能成功，很大一部分归因于它良好的经营模式。同时京东商城提供了灵活多样的商品展示空间，在线销售家电、数码通讯、电脑、家居百货、服装服饰、母婴、图书、食品、在线旅游等12大类数万个品牌百万种优质商品。消费者查询、购物都将不受时间和地域的限制。 1.1 京东商城规模 京东商城总部设在北京，管理中心和采购中心位于北京，一级物流中心有：北京、上海、广州、成都、武汉，二级物流中心有：沈阳、济南、西安、南京、杭州、福州、佛山、深圳，全国客服中心设在宿迁。自2004年初正式涉足电子商务领域以来，京东商城一直保持高速成长，连续六年增长率均超过200%。京东商城始终坚持以纯电子商务模式运营，缩减中间环节，为消费者在第一时间提供优质的产品及满意的服务。 京东商城目前拥有遍及全国各地2500万注册用户，近6000家供应商，在线销售家电、数码通讯、电脑、家居百货、服装服饰、母婴、图书、食品等11大类数万个品牌百万种优质商品，日订单处理量超过30万单，网站日均PV（page view）即页面浏览量超过5000万。对于物流仓储来说京东商城布局已久，从08年开始，京东就自建物流配送系统，经过几年的积累，目前，京东商城已经具有完善的物流体系，仓储辐射范围以及终端配送辐射能力覆盖全国大部分城市。 1.2 京东网B2C物流流程 1. 下单：客户在京东网上决定购买某货物且提交提单的过程。 2. 系统确认订单：在顾客点击“提交订单”后新订单生成并将订单编号传递到系统。系统确认后有货，自动进入订单打印程序。 3. 订单打印：客户在网上下订单后，经过京东的网络系统可以在网上或现有的ERP系统中看到客户下的订购单。订单可分为单个打印和批量打印。待订单打印完后ERP系统中的打印栏由未打印变成已打印。再由信息员将已打印的订单进行确认，由订单变成为货物分拣界面。 4. 取货：京东的仓库中，商品按照字母A-P的顺序依次摆放着。而出库员手上的汇总订单也是按照A-P的顺序排列下来。这样就可以从A区到P区依次取货，正好绕着仓库走一圈，而不用走回头路。一次要为20份左右订单同时取货。 5. 分拣：在货物分拣完成后，交给发货包装组进行扫描出库和包装，同时分拣人员在ERP系统中的将分拣过的货品资料前面打勾后，点击确定。同时页面变成待发货页面，状态栏为待发货状态。再点击确定转为我们现有的ERP发货系统。 6. 扫描确认订单：库存组依据账物组交给的销售定单进行配货，配货结束在配货单上签字确认后交给发货组。发货组接到配货组交给的物品后依据销售定单号在ERP系统上进行扫描，扫描时核对销售单的数量，尺码大小。确认货品无误后送往发票开具区。 7. 打包：扫描和开具发票完成后，货品被送到打包区。打包员用塑料袋、泡沫和纸箱将货品包裹好封严。每一个打包员身边也有台电脑，打包员完成一次打包，就要往系统输入自己的编号和货品订单号。 8. 上车扫描：包裹在由仓库发往配送点时会进行上车扫描。如果选用第三方配送，快递公司把货物拿走的同时，会进行电脑扫描，此时，用户在页面上看到订单信息会变为已经配送。 9. 下车扫描：在包裹到达配送点后，操作员会对包裹进行“下车扫描”，这表示货物将分配给该区域的某一位配送员进行配送。
带时间窗物流配送车辆路径问题 摘要 本题是一个带有时间窗的车辆路径安排问题（VRPTW 问题）。根据题目条件，本文建立了一个求解最小派送费用的VRPTW 优化模型，采用遗传算法，给出了该模型的求解方法。然后，对一个实际问题进行求解，给出了一个比较好的路线安排方式。 模型一（见，在需求量、接货时间段、各种费用消耗已知的情况下，决定采用规划模型，引入0-1变量，建立各个约束条件，包括车辆的容量限制，到达每个客户的车辆和离开每个客户的车辆均为1的限制，总车辆数的限制，目标函数为费用的最小化，费用包括车辆的行驶费用，车辆早到或晚到造成的损失。 模型一的求解采用遗传算法（见，对题目给出的实际问题进行求解，得到3 首先按照需求期望根据模型一得到一个比较好的方案，然后按照这一方案进行送货，在送货过程中，如果出现需求量过大的情况，允许车辆返回仓库进行补充。 模型一的思路清晰，考虑条件全面。但最优解解决起来困难，遗传算法只是一种相对好的解决方法，可以找出最优解的近似解。模型二的想法比较合理，易于实施，但还有待改进。 关键词：规划 时间窗 物流 车辆路径 遗传算法 一、 问题重述 一个中心仓库，拥有一定数量容量为Q 的车辆，负责对N 个客户进行货物派送工作，客户i 的货物需求量为i q ，且i q Q <，车辆必须在一定的时间范围[],i i a b 内到达，早于i a 到达将产生等待损失，迟于i b 到达将处以一定的惩罚，请解决如下问题： （1）给出使派送费用最小的车辆行驶路径问题的数学模型及其求解算法。并具
体求解以下算例： q（单位：客户总数N=8,每辆车的容量Q=8（吨/辆）, 各项任务的货运量 i s（单位：小时）以及要求每项任务开始执行的时间吨）、装货（或卸货）时间 i a b由附录1给出，车场0与各任务点以及各任务点间的距离（单位：公 , 范围[] i i 里）由附件二给出，这里假设车辆的行驶时间与距离成正比，每辆车的平均行驶速度为50公里/小时，问如何安排车辆的行驶路线使总运行距离最短； q为随机参数时的数学模型及处理方（2）进一步请讨论当客户i的货物需求量 i 法。 二、问题分析 本题主要在两种不同情况下，研究使派送费用最小的车辆行驶路径问题。车辆行驶派送的费用主要包括运输成本、车辆在客户要求到达时间之前到达产生的等待损失和车辆在客户要求到达时间之后到达所受惩罚等等。为满足派送费用最小的需求，即要使所选行车路径产生的总费用最小，从而确定出最佳的车辆派送方案。 q固定时，首先，我们根据题意，取若干辆车进行送当客户i的货物需求量 i 货，然后，主要考虑每辆车各负责哪些客户的送货任务，我们可以给出满足题中限制条件的很多参考方案供选用，并考虑以所选行车路径产生的总费用最小为目标的情况下，建立最优化模型确定最佳的车辆派送方案。 q为随机参数时，我们首先可以简化随进一步讨论，当客户i的货物需求量 i 机模型，根据客户i的货物需求量的期望与方差，确定每天应该运送给客户i的q，再根据第一题，确定最佳的车辆派送方案。 货物量，即 i 但考虑到客户的储存能力有限及货物在客户处的储存费用，客户不需要将一天的货物一次性接收完，只要满足缺货的情况出现的概率很低，客户可以让配送中心一天几次送货，这样可以得到很多满足约束的方案，考虑以单位时间的储存费用最小为目标，建立最优化模型，确定配送中心给每位客户每次的配送量、配送周期与最有车辆行驶路径。 三、模型假设 （1）每个客户的需求只能由一辆配送车满足； （2）每辆车送货时行驶的路程不超过它所能行驶的最远路程； （3）中心仓库的车辆总数大于或等于当派送费用最小时所需的车辆数；（4）从配送中心到各个用户、各个用户之间的运输距离已知； （5）配送中心有足够的资源以供配送。 四、符号说明