第一章 引言 1．1物流簡介

“Distribution”一詞最早出現(xiàn)在美國，我國開始使用“物流”一詞始于

1979年。我國對物流的定義：物體從供應(yīng)地向接受地的實(shí)體流動(dòng)中，根據(jù)實(shí)際

需要，將運(yùn)輸，儲(chǔ)存裝卸，搬運(yùn)，包裝，流通加工，配送，信息處理等功能有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)用戶要求的過程，運(yùn)輸是人和物的載運(yùn)及輸送。

物流運(yùn)輸系統(tǒng)涉及很多內(nèi)容，包括車輛調(diào)度、物流中心選址、多式聯(lián)運(yùn)、配

[12]送路徑優(yōu)化等等，本章節(jié)主要介紹了目前國際物流的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢和我國物流的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢，并對此做了簡單的分析。 1．2物流發(fā)展?fàn)顩r分析

1．2．1 國際物流發(fā)展?fàn)顩r分析

國際物流就是組織貨物在國際間的合理流動(dòng)，也就是發(fā)生在不同國家之間的

物流。國際物流可以分為：進(jìn)口物流和出口物流，國家間物流和經(jīng)濟(jì)區(qū)域間物流。國際物流的特點(diǎn)具有以下幾個(gè)方面：物流環(huán)境差異大，物流系統(tǒng)范圍廣，運(yùn)輸方式復(fù)雜，而且必須具有國際信息系統(tǒng)的支持。

國際物流的發(fā)展趨勢主要有幾種：1、綜合物流中心是將兩種以上不同類型的物流中心集約在一起，成為一個(gè)由綜合職能和高效率的物流設(shè)施，如將鐵路貨

站，公路運(yùn)輸貨棧集約等形式。2、專業(yè)物流中心是集約經(jīng)營的一種業(yè)態(tài)。有的

國家稱為“配送中心”3、物流園地，也稱物流團(tuán)地。政府從城市整體利益出發(fā)，

在小區(qū)域城鄉(xiāng)結(jié)合部，主要交通干道附近開辟專用場地，通過逐步配套完善各項(xiàng)

基礎(chǔ)設(shè)施，吸引大型物流配送中心在此聚集，降低物流成本，減輕大型配送中心

在市中心分布所帶來的不利影響。并且第三方物流發(fā)展迅速，物流作業(yè)高度自動(dòng)

化，配送作業(yè)高度自動(dòng)化，配送中心功能多樣化，傳統(tǒng)物流業(yè)轉(zhuǎn)型步伐加快；零

售業(yè)發(fā)展周期也在逐步縮短。

雖然國際物流發(fā)展迅速，但是也有一些問題：一是國際物流形式日趨復(fù)雜化，

如一些國家設(shè)置的人為因素。二是國際物流發(fā)展不平衡，發(fā)達(dá)國家和落后國家之

間技術(shù)，管理實(shí)力差距不斷拉大。三是國際物流頻繁但是批量小，四是跨國公司

壟斷日益加劇，五是土地緊缺和發(fā)達(dá)國家勞動(dòng)力不足導(dǎo)致物流成本上升。

我國物流運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展?fàn)顩r

改革開放20年以來，中國物流業(yè)也有了較大發(fā)展。主要表現(xiàn)在:改革了流通管理體制和流通組織形式,逐步形成了以市場調(diào)節(jié)為主的運(yùn)行機(jī)制；加強(qiáng)了對交

通、通訊等物流基礎(chǔ)設(shè)施的投資,提高了物流技術(shù)裝備水平。與物流相關(guān)的交通運(yùn)輸、信息通訊、倉儲(chǔ)、包裝和配送等各行業(yè)都有較快的發(fā)展。長期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)

體制使中國的物流行業(yè)發(fā)展滯后。在由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的過程中,由于傳統(tǒng)觀念的影響,管理體制的改革落后于經(jīng)濟(jì)體制的改革。到目前為止,中國物流業(yè)仍然是分散的管理方式,涉及到國家的各個(gè)部門。由于體制沒有理順,各部門之間分工又有交叉,造成了物流行業(yè)管理中存在的條塊分割、部門分割、重復(fù)建設(shè)

等種種問題。

第二章 物流運(yùn)輸問題的研究現(xiàn)狀分析 2．1物流運(yùn)輸研究現(xiàn)狀分析

2．1．1物流運(yùn)輸研究現(xiàn)狀

運(yùn)輸可以創(chuàng)造出商品的空間效用和時(shí)間效用，可以擴(kuò)大商品的市場范圍。運(yùn)

輸還可以保證商品價(jià)格的穩(wěn)定性。物流的主要運(yùn)輸方式：鐵路運(yùn)輸， 汽車運(yùn)輸，船舶運(yùn)輸，航空運(yùn)輸，管道運(yùn)輸?shù)?。隨著物流的發(fā)展,如何節(jié)約物流的成本,如何縮短物流運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間,如何進(jìn)一步提高物流的效率,是各大物流運(yùn)輸企業(yè)所高度

[1]重視的,徐麗群提到了關(guān)于物流的最優(yōu)路線選擇和最優(yōu)成本的節(jié)約，如果運(yùn)輸

中缺乏一致性，它就會(huì)影響到運(yùn)輸方式銜接的準(zhǔn)確性，這樣它的安全性就會(huì)增加，

[2]存貯成本就會(huì)上升。并且在運(yùn)輸時(shí)間方面的成本也會(huì)。蒲春梅，王延清提出了一些不合理的物流運(yùn)輸方式，并且提出了如何科學(xué)的提高運(yùn)輸?shù)臎Q策，如何運(yùn)用

運(yùn)籌學(xué)中的最短路徑問題，還提出了要發(fā)展社會(huì)化的運(yùn)輸體系，形成公路，水陸，

[3]鐵路的聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，壯大我國的物流運(yùn)輸在世界上的競爭力。肖永清他認(rèn)為影響運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量因素有駕駛員，車輛設(shè)備，道路環(huán)境等，物流的運(yùn)輸質(zhì)量管理應(yīng)該堅(jiān)

持“五個(gè)一”的原則。

我國的物流發(fā)展以城市為主 ,采取城鄉(xiāng)結(jié)合發(fā)鎮(zhèn)的方式,所以對城市物流的

[4]建設(shè)更是需要重視,李巖，申金升，沈昆鳥對城市物流運(yùn)輸提出了自己的看法。

介紹了城市運(yùn)輸和其他運(yùn)輸存在的差別，城市物流的市場化趨勢和可持續(xù)發(fā)展之

間的矛盾，并且提出城市物流運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵就是缺乏一個(gè)有效的信息平臺(tái)。雖然現(xiàn)

在我國的物流事業(yè)蒸蒸日上,但是在、從中反映出來的問題也是不容小視,如果不

[6]及時(shí)進(jìn)行處理,很可能會(huì)嚴(yán)重阻礙我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,駱勇，郭秀春對我國和發(fā)達(dá)國家之間的物流運(yùn)輸作對比，說明我國物流存在的不足，借鑒發(fā)達(dá)國家的運(yùn)輸經(jīng)

驗(yàn)，通過一些措施對車輛結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。提高了物流運(yùn)輸?shù)男省?

隨著我國經(jīng)濟(jì)越加發(fā)達(dá)，各種來自國外的競爭也日趨激烈，所以我國的很多

[7]不完善的法制需要改善，郝琳琳，在中國加入WTO以后提出了自己對物流法制的看法，因?yàn)槲覈尤肓薟TO，所以對物流運(yùn)輸?shù)囊笠哺拥膰?yán)格，所以

必須有完善的法制制度，才能確立在世界物流運(yùn)輸中的地位，提高我國物流運(yùn)輸

的國際地位。

現(xiàn)在的物流已經(jīng)不是那種傳統(tǒng)的物流，只是靠汽車，火車，飛機(jī)等交通工具

運(yùn)輸，如何把電子商務(wù)和現(xiàn)代物流有效的合理的結(jié)合起來,以便更大限度發(fā)揮物

[8]指出電子商務(wù)的任何一筆交易都包含了物流的優(yōu)勢,提高物流的效率.高海晨

流，商流，資金流，信息流。除了物流以外其它三項(xiàng)都可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行

實(shí)現(xiàn)，并指出第三方物流在未來的競爭中更是不可缺少。Jo?o Miguel da Costa

[15]Sousa, Member, IEEE, Rainer Palm, Member, 描述了使用模糊決定最優(yōu)方法的物流進(jìn)程，介紹了物流進(jìn)程生滅的全過程，以及進(jìn)程的五個(gè)階段。并且介紹了如

何控制和分析物流鏈的幾種方法，如何指定相關(guān)的策略，準(zhǔn)確的把客戶的信息反

饋給生產(chǎn)商。

2．1．2 現(xiàn)有物流運(yùn)輸技術(shù)

[5]趙艷梅認(rèn)為我國物流目前雖然基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)模小，東西部發(fā)展不平衡，全

國各地的裝配互相都不配套 ，并且安全隱患仍然存在。但是以上的問題可以通

過移動(dòng)定位得到解決。這種方法就是利用SM確定車輛所在的位置，幫助車輛提供最優(yōu)的運(yùn)行路線，控制人員可以足不出戶，坐在電腦前進(jìn)行指揮，這樣大大提

[9]高了物流的效率。鄭淑蓉認(rèn)為信息化是現(xiàn)代物流的基礎(chǔ)，對目前的幾個(gè)比較好

的物流技術(shù)做了介紹：條碼技術(shù)是一種自動(dòng)識別技術(shù)，他實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)掃描，能

有效的采集數(shù)據(jù)。GIS（物理信息系統(tǒng)）技術(shù)能將表格行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地理圖形進(jìn)

行顯示，比較直觀的顯示銷售情況，運(yùn)輸路線。GPS（全球定位系統(tǒng)）能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行車輛系統(tǒng)的全程跟蹤監(jiān)視，便與管理。GMS（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)），它可以開通全球移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，除了實(shí)現(xiàn)話音傳輸外，還能進(jìn)行短信服務(wù)，短信業(yè)務(wù)在物

流中的應(yīng)用可以方便管理。隨著物流事業(yè)的發(fā)展，各種各樣的先進(jìn)技術(shù)，如雨后

春筍，拔地而起，層出不窮，大大推動(dòng)了世界物流，發(fā)展前圖無限。Corn6 Versteegt,

[16]Alexander Verbraeck Delft University of Technology Faculty of Technologv

介紹了用SEP方式評估大規(guī)模的智能貨物運(yùn)輸系統(tǒng)，其中模擬，仿效，原型是物

流系統(tǒng)分析中緊要的部分，并且著重指出SEP方法的重要部分就是控制系統(tǒng)和物流資源之間的交流。Agostino Bruzzone, Alessandra OrsoniUniversity of Genoa

[17]Department of ProductioN Engineering介紹的是基于AI和模擬技術(shù)評估供應(yīng)鏈。著重介紹了ANN模型的效果，ANN模型的建筑和學(xué)習(xí)運(yùn)行法則，以及ANN是如何進(jìn)

行測試和訓(xùn)練的。

2．2 多式聯(lián)運(yùn)

2．2．1 多式聯(lián)運(yùn)的定義和特點(diǎn)

多式聯(lián)運(yùn)是按照多式聯(lián)運(yùn)合同，以至少兩種不同的運(yùn)輸方式，由多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)

營人將貨物由一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)到另一個(gè)指定交付地點(diǎn)。它把鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、航

空運(yùn)輸?shù)葌鹘y(tǒng)的單一方式運(yùn)輸有機(jī)地結(jié)合起來，化為一體加以有效地綜合利用，

[11]構(gòu)成一種連貫地過程來完成貨物的運(yùn)輸。

多式聯(lián)運(yùn)的特征就是多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人和發(fā)貨人之間的合同關(guān)系性質(zhì)，聯(lián)運(yùn)經(jīng)

營人以獨(dú)立的法律實(shí)體，向發(fā)貨人提供用一種以上的運(yùn)輸方式運(yùn)輸貨物的單一合

同。構(gòu)成多式聯(lián)運(yùn)的基本特征如下：

(1)與傳統(tǒng)的分段運(yùn)輸比較，多式聯(lián)運(yùn)是一種更復(fù)雜、更高級的運(yùn)輸組織形

式，是運(yùn)輸組織工作現(xiàn)代化的具體表現(xiàn)。

(2)必須是至少兩種而且是兩種不同的運(yùn)輸方式的連貫運(yùn)輸。

(3)多式聯(lián)運(yùn)的貨物一般是集裝箱或者其他形式的貨物組合方式。

(4)多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人可以在綜合運(yùn)輸網(wǎng)中選擇最佳運(yùn)輸路線，通過各種運(yùn)輸

方式的最佳組合，最終實(shí)現(xiàn)合理運(yùn)輸。 2．2．2 多式聯(lián)運(yùn)的現(xiàn)狀和發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地間貿(mào)易日益頻繁，單一的運(yùn)輸方式越來越不能滿足“門

到門”的運(yùn)輸要求，而被稱為“第三次運(yùn)輸革命”的多式聯(lián)運(yùn)已成為物流運(yùn)輸?shù)?/span>

新趨勢。與歐美地區(qū)相比，我國的多式聯(lián)運(yùn)還處于起步階段，但市場潛力和發(fā)展

前景卻十分可觀。

現(xiàn)代物流運(yùn)輸主要包括水路、鐵路、公路、航空等基本方式，且互有優(yōu)劣。

隨著跨地區(qū)、跨國界貿(mào)易交易的頻繁，貨物中轉(zhuǎn)成為物流運(yùn)輸中的重要環(huán)節(jié)，往

往在經(jīng)多次“轉(zhuǎn)手”后造成運(yùn)輸成本上升、停留時(shí)間延長和效率降低等問題。與

之相比，多式聯(lián)運(yùn)卻能很好地發(fā)揮各種運(yùn)輸方式的優(yōu)勢，為貨主提供快捷、安全、

可靠的“門到門”運(yùn)輸服務(wù)，降低客戶的運(yùn)輸成本，提高交通運(yùn)輸效率，減少環(huán)

境污染和能源浪費(fèi)，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2．3 配送路徑最優(yōu)化

2．3．1 物流配送的含義和種類

物流配送（簡稱配送）是企業(yè)依據(jù)用戶要求，以最有效的方式在配送中心或

[10]其他配送地點(diǎn)備貨，并將貨物送交用戶的一種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。配送將“配”和“送”有機(jī)結(jié)合起來，是一種特殊的、綜合的物流活動(dòng)方式，是商流和物流相結(jié)合，包

含物流若干功能要素的一種物流方式。

按配送地點(diǎn)劃分，配送形式主要有配送中心配送、倉庫配送和商店配送等。

(1) 配送中心配送

其組織者是專職從事配送業(yè)務(wù)的配送中心，一般來說，其規(guī)模較大，功能齊

備，配送能力較強(qiáng)，配送距離也較長，大都和用戶有固定的配送關(guān)系。

(2)配送點(diǎn)配送

配送點(diǎn)是在某一特定區(qū)域設(shè)置的專門從事該區(qū)域配送業(yè)務(wù)的網(wǎng)點(diǎn)。一般來

說，配送點(diǎn)是配送中心的分支機(jī)構(gòu)或下屬機(jī)構(gòu)，不獨(dú)立對外進(jìn)行商業(yè)活動(dòng)，配送

業(yè)務(wù)主要通過網(wǎng)絡(luò)接受上級的指令，進(jìn)行配送。

(3)倉庫配送

即以倉庫為地點(diǎn)而進(jìn)行的配送。它是在保持倉庫原有功能的前提下，增加配

送功能，一般來說，規(guī)模較小，綜合能力相對較弱，配送的專業(yè)化程度也較低。

(4)商店配送

其組織者是通過企業(yè)的經(jīng)營網(wǎng)點(diǎn)，一般與零售相結(jié)合，規(guī)模較小，大都是賣

出即配送。

(5)生產(chǎn)企業(yè)配送

組織者是生產(chǎn)企業(yè)，一般來說，配送的產(chǎn)品往往都是一些適用性較強(qiáng)或自身

生產(chǎn)的產(chǎn)品，同時(shí)，需求方都是最終用戶

2．3．2配送路徑最優(yōu)化的意義

對于配送企業(yè)來說，配送路徑優(yōu)化的意義和作用主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)配送路徑優(yōu)化將會(huì)大幅度地提高配送企業(yè)地配送效率，促進(jìn)配送作業(yè)緩

解地合理銜接，減少失誤，更好地完成配送地職能。

(2)配送路徑優(yōu)化可節(jié)約在配送系統(tǒng)方面的投資和人力資源的配置，提高資

金的使用效率，降低成本開支。

3．1多式聯(lián)運(yùn)的需求分析 第三章 需求分析及系統(tǒng)功能模塊介紹

作為一個(gè)物流運(yùn)輸?shù)哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在模擬實(shí)際物流運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，也

應(yīng)該具備實(shí)際物流運(yùn)輸當(dāng)中的信息，多式聯(lián)運(yùn)應(yīng)大致滿足以下需求：

(1)多路徑

一個(gè)城市到達(dá)另一個(gè)城市應(yīng)該有不同的路徑選擇。

(2)費(fèi)用信息

本模擬系統(tǒng)中鐵路、航空的運(yùn)輸費(fèi)用呈線性，公路運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用呈分段線性。

(3)運(yùn)量不分割

本模擬系統(tǒng)中只考慮運(yùn)量不分割情況，也就是一批貨在選定一種運(yùn)輸方式來

完成某段路程的運(yùn)輸時(shí)不會(huì)再選擇另一種方式運(yùn)輸。

(4)多目標(biāo)

在多式聯(lián)運(yùn)建模時(shí)需要考慮多個(gè)目標(biāo)函數(shù)，這些目標(biāo)函數(shù)通常包括：總時(shí)間、

總費(fèi)用、總服務(wù)水平等。

3．2配送路徑優(yōu)化的需求分析

物流配送路徑優(yōu)化問題可以描述為：從配送中心（物流結(jié)點(diǎn)）用多輛汽車向

多個(gè)需求點(diǎn)（顧客）送貨，每個(gè)需求點(diǎn)的位置和需求量一定，每輛汽車的載重量

一定，要求合理安排汽車路線，使總運(yùn)距最短，并滿足一下條件：

(1)每條配送路徑上各需求點(diǎn)的需求量之和不超過汽車載重量；

(2)每條配送路徑的長度不超過汽車一次配送的最大行駛距離；

(3)每個(gè)需求點(diǎn)的需求必須滿足，且只能由一輛汽車送貨；

(4)每個(gè)城市都要走到，而且每個(gè)城市只能走一次，然后回到配送中心； 3．3系統(tǒng)框架

模擬系統(tǒng)的功能模塊圖3.1所示：

時(shí)間最短

多式聯(lián)運(yùn) 物

流

運(yùn)

費(fèi)用最少 輸

系

統(tǒng)

配送路徑優(yōu)化

綜合考慮

圖3.1系統(tǒng)功能模塊

我的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸系統(tǒng)中的多式聯(lián)運(yùn)和配送路徑優(yōu)化兩個(gè)

功能，下面分別對各作業(yè)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行介紹：

(1)多式聯(lián)運(yùn)

多式聯(lián)運(yùn)是運(yùn)輸全球化發(fā)展的必然要求。它可以提高貨物運(yùn)輸服務(wù)的質(zhì)量，

[14]使運(yùn)價(jià)更合理，提高貨物的運(yùn)送能力，降低貨物的延遲，等等。根據(jù)不同的運(yùn)

輸要求可分為：

要求時(shí)間最短：對一些貴重貨物、保鮮貨物、對時(shí)間要求比較急的商品，一

般采用時(shí)間最短的選擇方法。

要求費(fèi)用最低：對貨物量比較大，而且比較便宜的貨物，一般采用費(fèi)用最低

的選擇方法，因?yàn)檫@樣可以降低成本。

要求綜合考慮：就是對時(shí)間和費(fèi)用的綜合分析，在確保時(shí)間的前提下要求費(fèi)

用最低的選擇方法。

(2)配送路徑優(yōu)化

要求滿足客戶的需求：在客戶提交的需求不超過汽車載重量的情況下，及時(shí)

完成各配送點(diǎn)的配送。

要求總成本最低：通過遺傳算法優(yōu)勝劣汰的選擇，最終得到較優(yōu)的解，保證

了不走回路，縮短了配送時(shí)間，降低了配送成本。

第四章 算法實(shí)現(xiàn) 4．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)所用算法

4．1．1動(dòng)態(tài)規(guī)劃法

對于有n個(gè)城市，每個(gè)城市對之間有m種運(yùn)輸方式可供選擇的多式聯(lián)運(yùn)問題，

[]n,112共有m種交通組合方式，下面用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求其最優(yōu)解。

每個(gè)城市相當(dāng)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃中的一個(gè)階段。

從某一個(gè)城市開始，其總費(fèi)用可用下列式子表示

k11P(k,1)=t+qC, (4-1) n,1n,1n,1

k1P(k,1)表示運(yùn)輸總費(fèi)用，t為中轉(zhuǎn)費(fèi)用，q為運(yùn)量。 n,1n,1

*P(k,m)=min{P(k,1)}, (4-2) n,1n,1

*上式表示假如輸入運(yùn)輸方式為k，在城市n-1點(diǎn)選擇最優(yōu)方式為m，最優(yōu)方式滿足(4-2)式。

從一個(gè)城市到另一個(gè)城市，按照下列等式選擇最優(yōu)方式

k11*P(k,1)=t+qC+P(1,m), (4-3) iii，1ii,1，

*P(k,r)=min{P(k,1)}, (4-4) ii

*其r為城市I所選擇的最優(yōu)交通方式。

在同一條線路上有n個(gè)城市，每個(gè)城市有m種運(yùn)輸方式可供選擇，用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法總共需要m(n-1)次計(jì)算。具體步驟如下：

對于某一個(gè)城市按照(4－1)和(4－2)確定最優(yōu)的運(yùn)輸方式。

按照(4－3)和(4－4)確定某一個(gè)城市到另一個(gè)城市的最優(yōu)方式。

假設(shè)一個(gè)運(yùn)輸線路上有5個(gè)城市，每個(gè)城市對有3種運(yùn)輸方式可供選擇（即鐵路、公路、航空）。

每個(gè)城市對之間的運(yùn)輸費(fèi)用如表4.1、表4.2所示。

運(yùn)輸方式 城市之間 表4.1各城市對之間的運(yùn)輸費(fèi)用

1～2 2～3 3～4 4～5 鐵路 3 4 3 6 公路 2 4 5 5 航空 4 1 6 4

表4.2中轉(zhuǎn)費(fèi)用表

運(yùn)輸方式從鐵路到 從公路到 從航空到 轉(zhuǎn)換 公路 鐵路 航空 公路 鐵路 航空 公路 鐵路 航空 中轉(zhuǎn)費(fèi)用 2 1 0 0 1 2 1 0 2

假設(shè)運(yùn)量q為20個(gè)單位，試確定最優(yōu)組合方式。

運(yùn)用上述動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思想求解如下：

對于第4個(gè)城市，若以鐵路作為到達(dá)的運(yùn)輸方式，則在第4個(gè)和第5個(gè)城市之間各種方式總運(yùn)費(fèi)計(jì)算如下：

P（鐵，航）＝t（鐵，航）+qC航＝0＋（20×4）＝80 4445，

P（鐵，公）＝t（鐵，公）+qC公＝2＋（20×5）＝102 4445，

P（鐵，鐵）＝t（鐵，鐵）+qC鐵＝1＋（20×6）＝121 4445，

因此，若到達(dá)第4個(gè)城市的運(yùn)輸方式為鐵路，則在第4與第5個(gè)城市之間的最佳運(yùn)輸方式為航空。

對第3個(gè)城市，若以鐵路作為到達(dá)的運(yùn)輸方式。

P（鐵，航）＝t（鐵，航）+qC航＋P（航，航）=0+（6×20）+82=202 3334，4

P（鐵，公）＝t（鐵，公）+qC公＋P（公，航）=2+（5×20）+82=184 3334，4

P（鐵，鐵）＝t（鐵，鐵）+qC鐵＋P（鐵，航）=1+（20×3）+80=141 3334，4

同理算出第2個(gè)城市的情況。

計(jì)算第1個(gè)與第2個(gè)城市的最優(yōu)運(yùn)輸方式：

P(鐵)＝qC鐵＋P（鐵，航）＝(20×3)+164=224 112，2

(航)＝qC航＋P（航，航）＝(20×4)+163=243 P112，2

P(公)＝qC公＋P（公，航）＝(20×2)+164=204 112，2

綜上所述，得到如下計(jì)算結(jié)果表4.3。

表4.3計(jì)算結(jié)果表

城市4 城市3 城市2 輸入方式 鐵 公 航 鐵 公 航 鐵 公 航 輸出方式 航 航 航 鐵 鐵 鐵 航 航 航 總費(fèi)用 80 82 82 141 143 143 164 164 163

由此可知，第1個(gè)城市選擇公路為最優(yōu)運(yùn)輸方式；

第2個(gè)城市以公路為輸入方式，最優(yōu)輸出方式為航空；

第3個(gè)城市以航空為輸入方式，最優(yōu)輸出方式為鐵路；

第4個(gè)城市以鐵路為輸入方式，最優(yōu)輸出方式為航空。

因此得到最優(yōu)交通組合模式如表4 .4所示。

表4.4最優(yōu)組合方案表

城市之間 1～2 2～3 3～4 4～5 方式 公路 航空 鐵路 航空

4．1．2遺傳算法

遺傳算法主要借用生物進(jìn)化中“適者生存”的規(guī)律。這里先簡單介紹生物進(jìn)

[13]化的基本過程，如圖4.1所示。

變異 子群 群體

婚配

競爭

淘汰的群種群 體

圖4.1 生物進(jìn)化循環(huán)

以這個(gè)循環(huán)圈的群體為起點(diǎn)，經(jīng)過競爭后，一部分群體被淘汰而無法再進(jìn)入

這個(gè)循環(huán)圈，而另一部分則成為種群。優(yōu)勝劣汰在這個(gè)過程中起著非常重要的作

用，這在自然界顯得更加突出。因?yàn)樽匀惶鞖獾膼毫雍吞鞌车那趾?，大自然的?/span>

多動(dòng)物的成活率是非常低的。即使在成活群體中，還要通過競爭產(chǎn)生種群。種群

通過婚配的作用產(chǎn)生子代群體（簡稱子群）。進(jìn)化的過程中，可能會(huì)因?yàn)樽儺惗?/span>

產(chǎn)生新的個(gè)體。綜合變異的作用，子群成長為新的群體而取代舊群體。并不斷循

環(huán)。

遺傳算法主要借鑒了生物進(jìn)化的一些特征，其主要特征體現(xiàn)為：

(1)進(jìn)化發(fā)生在編碼上。這些編碼按生物學(xué)術(shù)語稱為染色體。由于對解進(jìn)行

了編碼，優(yōu)化問題的一切性質(zhì)都通過編碼來研究。

(2)自然選擇規(guī)律決定哪些染色體產(chǎn)生超過平均數(shù)的后代。遺傳算法中，通

過優(yōu)化問題的目標(biāo)而人為地構(gòu)造適應(yīng)函數(shù)以達(dá)到好的染色體產(chǎn)生超過平均數(shù)的

后代；

(3)當(dāng)染色體結(jié)合時(shí)，雙親的遺傳基因的結(jié)合使得子女保持父母的特征；

(4)當(dāng)染色體結(jié)合后，隨機(jī)的變異會(huì)造成子代同父代的不同。 針對物流配送路徑優(yōu)化問題的特點(diǎn)，可以構(gòu)造如下求解該問題的遺傳算法。

(1)編碼方法的確定。根據(jù)物流配送路徑優(yōu)化問題的特點(diǎn)，可以采用簡單直 觀的自然數(shù)編碼方法。

用0表示配送中心，用1、2、?、L表示各需求點(diǎn)。由于在配送中心有K輛汽車，則最多存在K條配送路徑，每條配送路徑都始于配送中心，也終于配送

中心。為了在編碼中反映車輛配送路徑，可以增加K-1個(gè)虛擬配送中心。這樣，

1、2、?L+K-1個(gè)互不重復(fù)的自然數(shù)的隨機(jī)排列就構(gòu)成一個(gè)個(gè)體，并對應(yīng)一種配

送路徑方案。例如，對于一個(gè)有7個(gè)需求點(diǎn)，用3輛汽車完成配送任務(wù)的問題，

則可用1、2、?、9（8，9表示配送中心）這9個(gè)自然數(shù)的隨機(jī)排列，表示物流

配送路徑方案。如個(gè)體129638547表示的配送路徑方案為：路徑1：0－1－2－9(0),路徑2：9(0)－6－3－8(0)，路徑3：8(0)－5－4－7－0，共有3條配送路徑；個(gè)體573894216表示的配送路徑方案為：路徑1：0－5－7－3－8(0)，路徑2：9(0)－4－2－1－6－0，共有2條配送路徑。

(2)初始群體的確定。隨機(jī)產(chǎn)生一包含1～L+K-1個(gè)數(shù)的數(shù)列，這L+K-1個(gè)互不重復(fù)的自然數(shù)的排列，即形成一個(gè)個(gè)體。

(3)適應(yīng)度評估。對于某個(gè)個(gè)體所對應(yīng)的配送路徑方案，要判定其優(yōu)劣，一

是要看其是否滿足配送的約束條件；二是要計(jì)算其目標(biāo)函數(shù)值（即各條配送路徑

的長度之和）。根據(jù)配送路徑優(yōu)化問題的特點(diǎn)所確定的編碼方法，隱含能夠滿足

每個(gè)需求點(diǎn)都得到配送服務(wù)及每個(gè)需求點(diǎn)僅由一輛汽車配送的約束條件，但不能

保證滿足每條路徑上各需求點(diǎn)需求量之和不超過汽車載重量、每條配送路線的長

度不超過汽車一次配送的最大行駛距離的約束條件。為此，對每個(gè)個(gè)體所對應(yīng)的

配送路徑方案，要對各條路徑逐一進(jìn)行判斷，看其是否滿足上述兩個(gè)約束條件，

若不滿足，則將該條路徑為不可行路徑，最后計(jì)算其目標(biāo)函數(shù)值。

(4)選擇操作。將每代群體中的N個(gè)個(gè)體按適應(yīng)度由大到小排列，排在第一

位的個(gè)體性能最優(yōu)，將它復(fù)制一個(gè)直接進(jìn)入下一代，并排在第一位。下一代群體

的另N-1個(gè)個(gè)體需要根據(jù)前代群體的N個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度，采用賭輪選擇法產(chǎn)生。

具體地說，就是首先計(jì)算上代群體中所有個(gè)體適應(yīng)度的總和，再計(jì)算每個(gè)個(gè)體的

適應(yīng)度所占的比例，以此作為其被選擇的概率。這樣的選擇方法既可保證最優(yōu)個(gè)

體生存至下一代，又能保證適應(yīng)度較大的個(gè)體以較大的機(jī)會(huì)進(jìn)入下一代。

(5)交叉操作。對通過選擇操作產(chǎn)生的新群體，除排在第一位的最優(yōu)個(gè)體外，

另N-1個(gè)個(gè)體要按交叉概率進(jìn)行配對交叉重組?，F(xiàn)舉例說明：首先，隨機(jī)在父代

個(gè)體中選擇一個(gè)交配區(qū)域，如兩父代個(gè)體及交配區(qū)域選定為：A,B；其次，將A和B相疊加，取其中不相同的個(gè)體，然后形成變異。

(6)變異操作。由于在選擇機(jī)制中采用了保留最佳樣本得方式，為保持群體

內(nèi)個(gè)體得多樣化，采用了連續(xù)多次對換的變異技術(shù)，使個(gè)體在排列順序上有較大

變化。變異操作是以概率發(fā)生的，一旦變異操作發(fā)生，則用隨機(jī)方法產(chǎn)生交換次

數(shù)N，對所需變異操作的個(gè)體的基因進(jìn)行N次對換，對換基因的位置也是隨機(jī)

產(chǎn)生的。

5．1數(shù)據(jù)庫表

這個(gè)系統(tǒng)用到了各種信息，儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中：

（1）城市信息：城市編號、名稱、城市的坐標(biāo)位置。

（2）城市之間信息：距離信息、各種運(yùn)輸方式到達(dá)的時(shí)間。

（3）運(yùn)輸方式信息：運(yùn)輸方式編號。

（4）運(yùn)價(jià)信息：鐵路、公路、航空的運(yùn)輸單價(jià)。

（5）中轉(zhuǎn)信息：各種運(yùn)輸方式之間中轉(zhuǎn)的時(shí)間和費(fèi)用。

（6）客戶和配送中心的信息：客戶與客戶之間、以及客戶和配送中心之間

的距離信息。

（1）城市信息表5.1

表5.1 cityinfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空

城市編號 int 2 cityno 否

城市名 Char 50 cityname 否

X坐標(biāo) int 2 pointx 否

pointy Y坐標(biāo) int 2 否

（2）城市之間信息表5.2

表5.2 intercityinfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空 startnode 起點(diǎn)編號 int 2 否 endnode 終點(diǎn)編號 int 2 否 distance 距離 int 2 否 railtime 鐵路時(shí)間 float 4 否 highwaytime 公路時(shí)間 float 4 否 airtime 航空時(shí)間 float 4 否

（3）運(yùn)輸方式信息表5.3

表5.3 transinfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空 transno 運(yùn)輸方式編號 int 2 否 transname 運(yùn)輸方式名稱 Char 50 否

（4）運(yùn)價(jià)信息表5.4

表5.4 priceinfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空 id 運(yùn)輸編號 int 2 否 price 運(yùn)輸名稱 float 4 否

(5) 中轉(zhuǎn)信息表5.5

表5.5 transferexpeninfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空 inputno 輸入方式編號 int 2 否 outputno 輸出方式編號 int 2 否 transferexpen 中轉(zhuǎn)費(fèi)用 float 4 否 transfertime 中轉(zhuǎn)時(shí)間 float 4 否

(6)客戶和配送中心信息表5.6

表5.6 distanceinfor

字段名 代表 數(shù)據(jù)類型 長度 是否允許空 sno 結(jié)點(diǎn)編號 int 2 否 eno 結(jié)點(diǎn)編號 int 2 否 distance 兩點(diǎn)距離 float 4 否