低碳冷链物流配送路径优化——京东冷链物流例
Optimization of Distribution Path for Low Carbon Cold Chain Logistics —— Taking Jingdong’s Cold Chain Logistics as an Example
容摘
着社会发展冷链物流进入高速发展时期冷链物流配送末端合理高效配送路径显越越重
文首先冷链配送理路径理进行简单介绍讲述CW节约算法基原理求解程然通京东冷链物流深圳运转中心配送业务进行原始数分析运节约算法建立模型进行求解深圳运转中心优化配送路径优化结果提高深圳运转中心营业点配送效率降低配送程中产生费提高客户满意度降低碳排放实现低碳条件冷链物流配送路径优化
针运转中心配送方面存问题进行分析研究达促进发展目
关键词：冷链物流 车辆路径优化 CW节约法 物流配送
Abstract
With the development of society the cold chain logistics has entered a period of highspeed development It is more and more important to have a reasonable and efficient distribution route at the end of cold chain logistics First this paper introduces the cold chain distribution theory and the Path theory describes the basic principle and the solution process of the CW saving algorithm and then analyzes the raw data of the distribution business of jdcom cold chain logistics center in Shenzhen the model is built by saving Algorithm and solved to get the optimized distribution route of Shenzhen Operation Center The optimization results in increased efficiency of distribution from the Shenzhen Operation Center to the various outlets reduced costs incurred in the process of distribution and increased Customer satisfaction Thus the carbon emission is reduced and the cold chain logistics distribution route optimization under low carbon condition is realized Finally the existing problems of distribution in the operation center are analyzed and studied so as to promote its development
Key words：Cold Chain Logistics vehicle routing optimization CW economy method logistics distribution
目录
1 绪 1
11 研究背景研究意义 1
111 研究背景 1
112 研究意义 1
12 研究目研究现状 1
121 研究目 1
122 研究现状 1
13 研究容研究思路 2
131 研究容 2
132 研究思路 2
133 研究创新 2
2 理概述 3
21 冷链物流定义 3
22 冷链物流配送概念 3
23 车辆路径问题节约算法概述 3
231 车辆路径问题定义 4
232 车辆路径问题研究方法 4
233 车辆路径问题优化意义 5
234 CW启发式节约法综述 5
235 CW节约法算法原理求解步骤 5
3 京东冷链物流配送 7
31 京东物流简述 7
32 京东冷链物流发展现状 7
33 京东冷链配送方案存问题 9
34 京东冷链物流配送问题解决策 10
4 京东冷链配送路径优化设计研究 11
41 冷链配送基础模型构建 11
42 冷链配送路径优化设计 11
43 路径优化结果 15
5 结 17
6 参 考 文 献 18
7 致谢 19
1 绪
11 研究背景研究意义
111 研究背景
国家济社会高速发展背景冷链物流重视迎身发展机遇物流运输程中造成成高问题直没效解决方法研究路径问题节约算法应广泛性成解决企业低碳条件冷链物流成问题关键
112 研究意义
（1）理研究意义
目前国家关冷链物流发展战略等研究较成熟关低碳条件配送研究然较少次研究理意义京东冷链物流配送路径分析优化通数分析提出关冷链物流配送路径优化见解研究相关题材提供参考
（2）实践研究意义
国冷链物流起步较晚市场需求断提高情况现正处高速发展时期降低企业物流总成降低配送运输程配送成成必须面问题低碳背景考虑配送中心出发产品送客户程配送路径问题该问题配送路径突破口低碳背景配送模式实施研究定现实意义
12 研究目研究现状
12
121 研究目
着生鲜产品质量提高迫物流企业冷链运输重视冷链技术断提高促进冷链物流发展配送运输成成企业冷链物流运输成车辆冷链配送路线合理优化企业运输速度成效率具重作次选题想通低碳持续发展理念冷链物流运输配送环节进行资料收集进行分析整理通深入解京东冷链物流分析冷链物流运输配送模式配送路径进行优化
122 研究现状
着国冷链物流发展企业控制冷链物流成方面越越重视学术界关方面理研究越越受关注张建冯子炎[1]车辆配送路径问题针出现配送路径交叉情况结合扫描法出种改进节约算法王荣花[2]助计算机编程实现目标动态车辆调度线路优化应扫描算法点物流配送车辆路径问题进行优化张智勇陈碧玲[3]建立车辆固定成车辆变动成碳排放成配送成化目标函数低碳配送路径模型运算法进行求解低碳配送路径问题较简便解决方案降低车辆配送成时减少碳排放达低碳效果
王帅[4]城市物流配送路径优化问题进行研究A公司例子通改进遗传算法未配送路径优化方法进行建模研究运输中面配送配送量变化等情况够时优化调整配送路线刘炎宝等[5] 考虑固定成燃油成时间窗惩罚成基础增加新鲜度降惩罚成碳排放成建立生鲜农产品冷链物流配送路径优化模型冷链物流配送公司日常配送路径优化提供科学理指导王伟[6]低碳前提情况通综合分析建立鲜活农产品配送路径优化模型改进基础蚁群算法融入2－opt 局部优化方法邹建城路正南[7]考虑碳排放素生鲜农产品冷链物流配送路径优化问题引入碳税机制定量分析碳排放成顾客满意度物流配送影响
13 研究容研究思路
13
131 研究容
通京东冷链物流实际情况进行研究分析针京东冷链配送中心终端运输距离运货量车型燃油费等进行数分析现运行现状运cw节约算法进行优化处理终想优解
132 研究思路
通京东冷链物流深圳运转中心冷链物流现存路径进行分析整理进优化配送路径运转中心冷链物流配送成环节进行优化处理降低物流配送成提出见解
133 研究创新
文创新点物流企业冷链物流运输配送进行研究通冷链物流配送路径分析整理进行优化分析具体结合京东深圳运转中心冷链物流台研究实际配送情况降低企业冷链物流成环节进行优化处理企业冷链物流发展提出见解目前关低碳环节冷链物流路径优化研究具良研究前景
2 理概述
1
21 冷链物流定义
冷链物流减少生鲜类产品储存运输配送程中温度等原造成损耗采取全程保持规定温度环境项系统工程
22 冷链物流配送概念
配送问题概念面冷链配送普通配送没太区分四种：
（1）营配送模式
营配送模式指企业进行配送物流企业创立满足企业身货物配送需求供应生产终端市场体化建设然配送方面定优势建设程中进行规模投资短期企业配送务少情况会导致配送成资源成相较高
（2）配送模式
配送指物流企业间资源利优势互补种配送方式目前言该模式节省企业资源费方面达利益化双方企业物流配送定处达互惠互利配送协作型配送模式
（3）互配送模式
互配送模式指企业间互相方物流配送系统进行物流配送模式相建物流言需投入高成方企业现成配送系统需投入费重复资源构建配送系统相言互配送模式需相关企业良组织协调力理模式
（4）第三方配送模式
第三方配送模式指企业（供方）没构建者身物流消费方（需求方）没相关物流选择第三方完成物流服务种物流配送模式样子企业言需考虑物流系统直接委托（第三方）进行节约资金企业没身配送系统言相没配送渠道法实现生产仓储销售终端系统化理
23 车辆路径问题节约算法概述
关车辆路线问题（VRP）早1959年DantzigRamser提出车辆路线问题指车队定约束条件协助运转中心客户提供货物组织适配送路线达满足客户需求情况达配送路径短油耗少等目车辆优化配送问题缩减物流成方面具极高实性减少运输里程节约公司运输成方面重意义企业市场竞争中具定优势保持身优胜位
2
21
22
23
231 车辆路径问题定义
关车辆路径问题定义指：客户定量需求客户数量相固定情况配送中心客户配送货物车队负责分送货物组织合理科学行车路线客户需求满足定约束达诸路程短成耗费时间少等目
（1）车辆路径问题般约束条件：
a车辆行程行驶距离范围
b车辆载重量应车辆限制范围
c满足客户收货时间
d车辆数目应公司现运力范围
e货物应符合顾客国家求
f客户数量
g 配送程中考虑道路状况天气车辆障等抗拒素
（2）车辆路径优化目标：
a 配送总行驶距离短车辆配送程中行驶路线短时定程度降低车辆行驶中造成耗油量问题货物损耗降低冷冻车辆碳排放达低碳效果
b 配送时间短进行路径优化减少原复杂化配送路径配送路径合理化减少配送时间提高配送效率节约时间成
c 顾客满意度高满足客户期情况做快速送达提高客户物流服务满意度
232 车辆路径问题研究方法
（1）蚁群算法：
蚁群算法基原理蚂蚁行走路径会释放信息素蚂蚁代表着优化问题解蚂蚁行走路径n条短条蚂蚁会进行正反馈慢慢蚂蚁会行走短路径释放更信息素条满意解优解
（2）遗传算法：
遗传算法基原理：生物进化予JHolland灵感问题作染色体染色体会进行遗传会复制变异进化中淘汰少遗留者说生存便优解满意解
233 车辆路径问题优化意义
着国家济发展物流显越越重济影响业越越明显车辆配送路径问题直物流基础问题物流活动中占重位定济效益直研究领域备受关注
234 CW启发式节约法综述
CW启发式节约法早1959年DantzigRamser提出基础原理配送中心n营业点样需求量核心配送中心点距离形成回路优化减少距离幅度满足车辆时间限制行走距离等限制条件次重复程营业点包含中终满意解优解程
235 CW节约法算法原理求解步骤
（1）算法原理
假定N访问视N访问N点配送中心基点0点基点进行联结构成n子回路0→k→0（k123…n）配送车辆路线N目访问时走路程总等
图21 N目路程总计算公式
中C0k表示基点0点k（k123…n）路线长度C0kCk0（点k）
点s点w进行联结配送车辆行走路径（sw）（时车辆通（s0）（0w））参见图11联结路径节约值J（sw）计算：
J（sw）2C0s+2C0w－（C0s+C0w+Csw） C0s+C0w－Csw
图22 CW节约法优化程图
点（sw）应Y（sw）越时车辆配送路径距离节约越优先考虑段插入优化行驶路线中
（2）CW节约法求解步骤
1）选取始发点标号0始点（0）点连接n条子回路0→s→0（s123…n）
2）符合约束条件连接点（sw）进行节约值计算（sw基点）
P（sw） C0s+C0w Csw （公式21）
3）计算P（sw）值进行排序
4）排列P值逐考察端点sw符合条件路径（sw）插入配送路径中
a点s点w条线路
b点s点w均始点相邻
5）断重复4）路径考虑满意解
3 京东冷链物流配送
31 京东物流简述
京东物流隶属京东集团京东营物流全国省市建立属身物流体系
京东物流菜鸟等物流公司建造物流拥搭建物流系统需助公司物流体系实现身物流系统改变创新助合作伙伴行发展构建原材料生产储存运输配送售体化系统京东物流仓储方面投入众周知京东物流首先提出211准成快速发展优势目前某种前提已成行业标杆
32 京东冷链物流发展现状
深圳运转中心例文深圳运转中心冷链业务研究象运转中心通深圳市开设营业点客户分布划分营业点负责范围目前拥10营业点早7点前必须送达营业点营业点天负责运转中心运送生鲜农产品（面简称产品）等配送顾客手中
深圳运转中心营业点天产品需求配送业务采营配送模式完成目前运转中心采两种规格型号车产品进行配送中种载5吨（百公里耗油15L）种载重量6吨(百公里耗油18L)运转中心营业点配送方式目前安排配送线路根线路营业点需求量安排配送车辆型号运转中心设立营业点分丽景清水河园岭东边航城盛新龙岗龙华龙胜10营业点营业点天业务运转中心运送产品进行配送户分产品派送居民区商户手中
表31 营业点日配送量表
营业点
丽景
清水河
园岭
东边
航城
盛
新
龙岗
龙华
龙胜
配送量（吨）
2
17
28
25
2
22
2
19
16
17
表32 位置编号具体营业点表
位置标号
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
名称
深圳运转中心
丽景
清水河
园岭
东边
航城
盛
新
龙岗
龙华
龙胜
前配送网路图图31示：
图31现配送路径图
表31 冷链配送业务相关位置距离表（单位：公里）
深圳运转中心
丽景
清水河
园岭
红花岭
航城
盛
南山
龙岗
龙华
龙胜
深圳运转中心
0
丽景
307
0
清水河
135
255
0
园岭
141
261
31
0
红花岭
146
87
158
167
0
航城
283
31
264
273
127
0
盛
328
59
33
347
44
539
0
南山
229
61
194
203
83
89
504
0
龙岗
287
539
278
296
369
568
67
448
0
龙华
10
286
18
189
149
334
339
306
288
0
龙胜
98
262
178
187
129
283
369
228
318
52
0
33 京东冷链配送方案存问题
（1）车辆配送路线合理
运转中心五条配送线路天运输距离运货量车型燃油费等相关数作统计详细情况见表24示名司机工资80元营业工费工作量时间综合计算
表32优化前线路总结表
线路
运输距离(km)
运货量（箱）
车型（吨）
油耗（L）
燃油费（元）
司机费（元）
营业点工费（元）
线路费（元）
0120
69
37
5
1035
4347
80
488
17227
0350
697
48
5
10455
43911
80
424
166311
060
328
22
5
492
20664
80
28
128664
0470
458
45
5
687
28854
80
484
157254
089100
725
52
6
1305
5481
80
623
19711
表总结：深圳运转中心天冷链配送业务开展需4辆5吨型货车1辆6吨型货车5名司机天冷链配送司机费支出400元运输总距离2898km运货量204吨耗油45654L燃油费191709元营业员费2299元总费支出1688863元
车辆进行配送路线规划然车型方面节省体积更车辆路线规划合理导致成高例060线路划分时候相远划分成单独路线导致成高情况没科学合理安排
（2）线路车辆安排空车率问题
表33装载情况表
配送路线
车型（吨）
实际装载量（吨）
满载率（）
0120
5
37
74
0350
5
48
96
060
5
22
44
0470
5
45
90
089100
6
52
86
根述表格然线路达国际水90060路线达44连50达造成严重成负担路线规划合理表现
（3）缺少专业冷藏设备
关缺少专业冷藏设备体现储存配送方面存储方面针传统物流设备没考虑冷链建设然规模建设仓库冷链言欠缺次运输配送程冰块进行冷藏样导致产品法规定温度导致产品损耗营业点保存方式扔进冰箱里面甚放边导致生鲜产品配送程中损耗质量达顾客期降低客户满意度
34 京东冷链物流配送问题解决策
通述部分京东公司深圳运转中心现配送业务现状分析存问题进行分析研究发现原线路选择问题存述容中问题进行结深圳运转中心配送业务选路径缺乏定科学合理性导致面针深圳运转中心现配送路径做出相应规划设计研究基CW节约算法基础进行优化设计
4 京东冷链配送路径优化设计研究
2
41 冷链配送基础模型构建
京东冷链冷链配送车辆路线问题属回路运输问题核心问题车辆调度安排问题
FSMVP问题描述：V{123…n}表示分销点集合0代表配送中心营业点点i（i∈V）网路中营业点非负需求RA{（sw）▏sw∈V }表示弧集合条弧（sw）相应距离值CswK种车型完成配送务类型车辆数量没限制Qk表示K型车容量XkYk分代表车辆固定成变成系数（油费+工成）弧（sw）运费（变成）距离值Csw车型关公式YswYK*Csw运算出FSMVRP问题优化目标：通优化设计出满意配送网路整配送网路综合成低
该问题约束条件：
1)营业点配送务交辆车完成（配送区域顾客配送时间段必须相统）
2)车辆必须配送中心发出初始配送方案完成配送务必须返场
3)完成配送务需车型数量没特定约束车辆安排装载务必须满足车身容量限制范围辆车仅完成配送务
4)配送综合成包括车辆变成固定成总变成行驶路径距离关
42 冷链配送路径优化设计
（1）建立京东公司深圳运转中心冷链配送业务模型
配送业务情况简述：京东公司深圳运转中心10城市营业点（丽景清水河园岭红花岭航城盛南山龙岗龙华龙胜）进行业务配送车辆型号5吨6吨货车耗油量分15Lkm18Lkm汽油价升42元（2020年4月份油价）计算
约束条件：
a运转中心基新鲜度城市限速（35kmh）碳排放货品损耗程度考虑规定辆货车行驶距离超65公里
b辆货车运转中心出发完成配送务必须返场回运转中心
c类型车辆冷链配送量限制56吨货车载重量分超身载货量
模型目标：通CW节约算法优化现路径确定具体行车路径车型安排营业点配送序送货量计算行驶距离油耗燃油费满载率计算低综合费
已知深圳运转中心位置标号010营业点分标号123…n（详见表21）Q表示车辆容量（吨）分Q1Q2代表5吨位6吨位车型容量ri（i123…10）表示点配送量（ri≤6）点s点w距离Csw表示△Csw表示节约距离Lk表示车辆行驶距离Lk短距离等2C0k
（2）CW节约法优化设计
运cw节约算法原理进行具体优化设计设计步骤：
a运转中心基点运转中心营业点分连接构造n条子回路0s0（s123…10）
b根配送业务距离表（23）公式（21）连接营业点（sw）计算节约距离△Csw序进行排列表31示
表41节约距离表
连接点
节约距离
连接点
节约距离
连接点
节约距离
15
559
110
143
78
58
68
538
28
134
610
57
17
475
26
133
210
55
57
423
24
123
29
55
14
366
38
122
67
53
45
302
36
122
39
52
47
292
19
121
310
52
23
245
34
12
59
49
12
187
410
115
18
45
13
187
710
99
16
45
27
17
510
98
89
39
37
167
49
97
46
34
25
154
69
89
79
23
35
151
56
72
810
07
910
146
48
64
58
02
优化路径产生程：
第回路产生程：
① C15559kmr1+r54＜5L1+L5△C15621km＜65km营业点15合
② C68含第回路点忽略
③ C17475kmR^+r76＜6L^+ L7△C17604km≤65km营业点1点7合R1^6L1^604km
④ △C57说前面已条回路重复
⑤ △C14366km说R1^+r485＞7L1^+ L4△C1453km＜65km营业点1点4合
⑥ △C45302说R1^+r485＞7 L1^+ L4△C45448km＜65km营业点4
⑦ △C47292说 ⑤⑥ 点4点7合
⑧ △C23245含第回路点忽略
⑨ △C12187kmR1^+r277＞7L1^+ L2△C12687km＞65km点12合
⑩ △C13187kmR1^+r388＞7L1^+ L3△C13699km＞65km营业点31合
⑪△C27△C37△C25△C35点1点23合点23点157合
⑫ △C910含第回路点考虑
⑬C110143kmR1^+r1077＞6L1^+ L10△C110657km＞65km点10 点15合含点157连接点跳
⑭C19121kmR1^+r976＞6L1^+ L9△C1968km＞65km点1点9合通计算发现余连接点均法满足约束求第回路确定01570面跳第回路继续优化
第二回路产生程：
① C68538kmr6+r841＜6L6+L8△C68629km＜65km营业点68合R2^41L2^523km
② △C23含第二回路点考虑
③ △C910含第二回路点考虑
④ △C28134R2^+r86＜6L2^+L8△C28963km＞65km点2点8合
⑤ △C26133R3^+r663＞6L2^+L6△C261046km＞65km点6点2合
⑥ △C38122R2^+r369＜6L2^+L3△C38671km＞60km点3点8合
⑦ △C6989R2^+r957＜6L2^+L9△C69634km＜65km点9点6合R3^57L3^634km
⑧ △C4855R3^+r482＜6L3^+L10△C48775km＜65km点4点8合
⑨ △C2955R3^+r978＞7L3^+L9△C29593km＜60km点9点2合通计算发现余连接点均法满足约束求第二回路确定06890面跳第二回路继续优化
第三回路产生程：
① △C23245r2+r345＜6L2+L3△C23307km＜65km点2点3合R3^45L3^307km
② △C3412r5+r667＜6R3^+L3^△C34115km＞60km点5点6合
③ △C410含第三回路点忽略
④ △C21012R3^+r667＞6L3^+L10△C210383km＜60km点10点2合
⑤ △C310点23回路点2点10合点3点10合
通计算发现余连接点均法满足约束求第三回路确定0230面跳第二三回路继续优化
第四回路：
① △C410115r4+r1042＜5L4+L10△C410373＜65km点4点10合第四回路确认04100
43 路径优化结果
优化路线图31示
图41优化路线图
优化结果见表42示：
表42优化线路总结表
线路
运输距离(km)
运货量（吨）
车型（吨）
油耗（L）
燃油费（元）
司机费（元）
营业点工费（元）
线路费（元）
01570
604
6
6
10872
456624
80
702
1958624
06890
634
57
6
11412
479304
80
674
1953304
0230
307
45
5
4605
19341
80
484
147741
04100
373
42
5
5595
23499
80
439
147399
根调整四条新配送线路费表44结果显示运转中心配送线路原5条配送线路变成4条线路原4辆5吨位货车加1辆6吨位货车变2辆5吨位加2量6吨位货车需司机数原5减少4天冷链配送司机费支出原400元降320元运输总距离原2898km降192km运货量变耗油原4565L变成32484L燃油费原19171元变成1364元营业员费变总费支出原1688863元降1372666元节约3161974元运转中心通路线优化天次冷链配送费支出相原少3161974元月均节约9485922元运输距离天少行驶978km月效减少运输距离2934km定程度效提高运转中心配送时效性利提高顾客满意度节约运转中心配送业务费支出
满载率优化表43示：
表43优化车辆载率表
配送路线
车型（吨）
实际装载量（吨）
满载率（）
01570
6
6
100
06890
6
57
95
0230
5
45
90
04100
5
42
84
四条新线路车辆非满载情况统计表33知线路满载率均效提高达80甚0157达100定程度充分利车辆装载空间利运转中心成控制
5 结
文首先物流配送车辆路径问题基础理知识进行梳理节约法进行相关阐述核心容分析京东物流深圳运转中心冷链配送业务现存问题利CW节约法前合理路径问题进行优化改进通系列改进优化措施提高企业配送效率降低运输成提高物流配送方面竞争力
文撰写容总结方面：
（1）京东深圳运转中心冷链配送业务进行问题剖析文中京东公司做相关简介原始数分析运转中心配送业务进行问题剖析出运转中心现物流配送业务存配送路径合理冷链物流专业设备足等问题
（2）运转中心配送线路原5条配送线路变成4条线路原4辆5吨位货车加1辆6吨位货车变成2辆5吨位加2量6吨位货车需司机数原5减少4天冷链配送司机费支出原400元降320元运输总距离原2898km降192km运货量变耗油原4565L变成32484L燃油费原19171元变成1364元营业员费变总费支出原1688863元降1372666元节约3161974元运转中心通路线优化天次冷链配送费支出相原少3161974元月均节约9485922元运输距离天少行驶978km月效减少运输距离2934km定程度效提高运转中心冷链配送时效性利提高顾客满意度节约运转中心配送业务成
6 参 考 文 献
[1] 张建 求解车辆路径问题改进CW节约算法[A] 中国运筹学会确定系统分会第十届中国确定系统年会第十四届中国青年信息理学者会文集[C]中国运筹学会确定系统分会清华学数学科学系20129
[2] 王荣花点物流配送车辆路径问题(VRP)优化实证分析[J]现代营销(旬刊)2016(12)162163
[3] 张智勇陈碧玲考虑碳排放配送路径问题研究[J]物流工程理201840(10)8183+99
[4] 王帅城市物流配送车辆路径优化研究——A公司例[J]广西质量监督导报2018(12)63
[5] 刘炎宝王珂杨智勇王思静考虑碳排放新鲜度冷链物流配送路径优化[J]江西师范学学报(然科学版)201943(02)188195
[6] 王伟低碳条件鲜活农产品冷链物流配送路径优化[J]江苏农业科学201947(13)1015
[7] 邹建城路正南考虑碳排放生鲜农产品冷链物流配送路径优化研究[J]物流科技201942(08)4652
[8] 李桂娥生鲜农产品冷链物流配送路径优化研究[J]物流科技2019(10)6872
[9] 张赛男刘东亮基CW节约算法遗传算法网络优化[J]吉林学学报(理学版)201856(05)12191223
[10] 李海龙生鲜农产品冷链物流配送路径优化探究[J]现代商业2018(23)1011
[11] 卢军莉傅忠宁李金萍城市物流配送车辆调度模型优化[J]物流科技201841(02)108112
[12] 焦海燕朱秀芬生鲜农产品冷链物流发展战略构想[J]现代营销(营版)2019(07)7475
[13] 孙毅 基改进节约法S公司车辆配送路径优化研究[D]河北工程学2014
[14] 梁坤低碳视角冷链物流研究现状展[J]物流科技201942(03)7982
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低碳冷链物流配送路径优化——京东冷链物流例
Optimization of Distribution Path for Low Carbon Cold Chain Logistics —— Taking Jingdong’s Cold Chain Logistics as an Example
容摘
着社会发展冷链物流进入高速发展时期冷链物流配送末端合理高效配送路径显越越重
文首先冷链配送理路径理进行简单介绍讲述CW节约算法基原理求解程然通京东冷链物流深圳运转中心配送业务进行原始数分析运节约算法建立模型进行求解深圳运转中心优化配送路径优化结果提高深圳运转中心营业点配送效率降低配送程中产生费提高客户满意度降低碳排放实现低碳条件冷链物流配送路径优化
针运转中心配送方面存问题进行分析研究达促进发展目
关键词：冷链物流 车辆路径优化 CW节约法 物流配送
Abstract
With the development of society the cold chain logistics has entered a period of highspeed development It is more and more important to have a reasonable and efficient distribution route at the end of cold chain logistics First this paper introduces the cold chain distribution theory and the Path theory describes the basic principle and the solution process of the CW saving algorithm and then analyzes the raw data of the distribution business of jdcom cold chain logistics center in Shenzhen the model is built by saving Algorithm and solved to get the optimized distribution route of Shenzhen Operation Center The optimization results in increased efficiency of distribution from the Shenzhen Operation Center to the various outlets reduced costs incurred in the process of distribution and increased Customer satisfaction Thus the carbon emission is reduced and the cold chain logistics distribution route optimization under low carbon condition is realized Finally the existing problems of distribution in the operation center are analyzed and studied so as to promote its development
Key words：Cold Chain Logistics vehicle routing optimization CW economy method logistics distribution
目录
1 绪 1
11 研究背景研究意义 1
111 研究背景 1
112 研究意义 1
12 研究目研究现状 1
121 研究目 1
122 研究现状 1
13 研究容研究思路 2
131 研究容 2
132 研究思路 2
133 研究创新 2
2 理概述 3
21 冷链物流定义 3
22 冷链物流配送概念 3
23 车辆路径问题节约算法概述 3
231 车辆路径问题定义 4
232 车辆路径问题研究方法 4
233 车辆路径问题优化意义 5
234 CW启发式节约法综述 5
235 CW节约法算法原理求解步骤 5
3 京东冷链物流配送 7
31 京东物流简述 7
32 京东冷链物流发展现状 7
33 京东冷链配送方案存问题 9
34 京东冷链物流配送问题解决策 10
4 京东冷链配送路径优化设计研究 11
41 冷链配送基础模型构建 11
42 冷链配送路径优化设计 11
43 路径优化结果 15
5 结 17
6 参 考 文 献 18
7 致谢 19
1 绪
11 研究背景研究意义
111 研究背景
国家济社会高速发展背景冷链物流重视迎身发展机遇物流运输程中造成成高问题直没效解决方法研究路径问题节约算法应广泛性成解决企业低碳条件冷链物流成问题关键
112 研究意义
（1）理研究意义
目前国家关冷链物流发展战略等研究较成熟关低碳条件配送研究然较少次研究理意义京东冷链物流配送路径分析优化通数分析提出关冷链物流配送路径优化见解研究相关题材提供参考
（2）实践研究意义
国冷链物流起步较晚市场需求断提高情况现正处高速发展时期降低企业物流总成降低配送运输程配送成成必须面问题低碳背景考虑配送中心出发产品送客户程配送路径问题该问题配送路径突破口低碳背景配送模式实施研究定现实意义
12 研究目研究现状
12
121 研究目
着生鲜产品质量提高迫物流企业冷链运输重视冷链技术断提高促进冷链物流发展配送运输成成企业冷链物流运输成车辆冷链配送路线合理优化企业运输速度成效率具重作次选题想通低碳持续发展理念冷链物流运输配送环节进行资料收集进行分析整理通深入解京东冷链物流分析冷链物流运输配送模式配送路径进行优化
122 研究现状
着国冷链物流发展企业控制冷链物流成方面越越重视学术界关方面理研究越越受关注张建冯子炎[1]车辆配送路径问题针出现配送路径交叉情况结合扫描法出种改进节约算法王荣花[2]助计算机编程实现目标动态车辆调度线路优化应扫描算法点物流配送车辆路径问题进行优化张智勇陈碧玲[3]建立车辆固定成车辆变动成碳排放成配送成化目标函数低碳配送路径模型运算法进行求解低碳配送路径问题较简便解决方案降低车辆配送成时减少碳排放达低碳效果
王帅[4]城市物流配送路径优化问题进行研究A公司例子通改进遗传算法未配送路径优化方法进行建模研究运输中面配送配送量变化等情况够时优化调整配送路线刘炎宝等[5] 考虑固定成燃油成时间窗惩罚成基础增加新鲜度降惩罚成碳排放成建立生鲜农产品冷链物流配送路径优化模型冷链物流配送公司日常配送路径优化提供科学理指导王伟[6]低碳前提情况通综合分析建立鲜活农产品配送路径优化模型改进基础蚁群算法融入2－opt 局部优化方法邹建城路正南[7]考虑碳排放素生鲜农产品冷链物流配送路径优化问题引入碳税机制定量分析碳排放成顾客满意度物流配送影响
13 研究容研究思路
13
131 研究容
通京东冷链物流实际情况进行研究分析针京东冷链配送中心终端运输距离运货量车型燃油费等进行数分析现运行现状运cw节约算法进行优化处理终想优解
132 研究思路
通京东冷链物流深圳运转中心冷链物流现存路径进行分析整理进优化配送路径运转中心冷链物流配送成环节进行优化处理降低物流配送成提出见解
133 研究创新
文创新点物流企业冷链物流运输配送进行研究通冷链物流配送路径分析整理进行优化分析具体结合京东深圳运转中心冷链物流台研究实际配送情况降低企业冷链物流成环节进行优化处理企业冷链物流发展提出见解目前关低碳环节冷链物流路径优化研究具良研究前景
2 理概述
1
21 冷链物流定义
冷链物流减少生鲜类产品储存运输配送程中温度等原造成损耗采取全程保持规定温度环境项系统工程
22 冷链物流配送概念
配送问题概念面冷链配送普通配送没太区分四种：
（1）营配送模式
营配送模式指企业进行配送物流企业创立满足企业身货物配送需求供应生产终端市场体化建设然配送方面定优势建设程中进行规模投资短期企业配送务少情况会导致配送成资源成相较高
（2）配送模式
配送指物流企业间资源利优势互补种配送方式目前言该模式节省企业资源费方面达利益化双方企业物流配送定处达互惠互利配送协作型配送模式
（3）互配送模式
互配送模式指企业间互相方物流配送系统进行物流配送模式相建物流言需投入高成方企业现成配送系统需投入费重复资源构建配送系统相言互配送模式需相关企业良组织协调力理模式
（4）第三方配送模式
第三方配送模式指企业（供方）没构建者身物流消费方（需求方）没相关物流选择第三方完成物流服务种物流配送模式样子企业言需考虑物流系统直接委托（第三方）进行节约资金企业没身配送系统言相没配送渠道法实现生产仓储销售终端系统化理
23 车辆路径问题节约算法概述
关车辆路线问题（VRP）早1959年DantzigRamser提出车辆路线问题指车队定约束条件协助运转中心客户提供货物组织适配送路线达满足客户需求情况达配送路径短油耗少等目车辆优化配送问题缩减物流成方面具极高实性减少运输里程节约公司运输成方面重意义企业市场竞争中具定优势保持身优胜位
2
21
22
23
231 车辆路径问题定义
关车辆路径问题定义指：客户定量需求客户数量相固定情况配送中心客户配送货物车队负责分送货物组织合理科学行车路线客户需求满足定约束达诸路程短成耗费时间少等目
（1）车辆路径问题般约束条件：
a车辆行程行驶距离范围
b车辆载重量应车辆限制范围
c满足客户收货时间
d车辆数目应公司现运力范围
e货物应符合顾客国家求
f客户数量
g 配送程中考虑道路状况天气车辆障等抗拒素
（2）车辆路径优化目标：
a 配送总行驶距离短车辆配送程中行驶路线短时定程度降低车辆行驶中造成耗油量问题货物损耗降低冷冻车辆碳排放达低碳效果
b 配送时间短进行路径优化减少原复杂化配送路径配送路径合理化减少配送时间提高配送效率节约时间成
c 顾客满意度高满足客户期情况做快速送达提高客户物流服务满意度
232 车辆路径问题研究方法
（1）蚁群算法：
蚁群算法基原理蚂蚁行走路径会释放信息素蚂蚁代表着优化问题解蚂蚁行走路径n条短条蚂蚁会进行正反馈慢慢蚂蚁会行走短路径释放更信息素条满意解优解
（2）遗传算法：
遗传算法基原理：生物进化予JHolland灵感问题作染色体染色体会进行遗传会复制变异进化中淘汰少遗留者说生存便优解满意解
233 车辆路径问题优化意义
着国家济发展物流显越越重济影响业越越明显车辆配送路径问题直物流基础问题物流活动中占重位定济效益直研究领域备受关注
234 CW启发式节约法综述
CW启发式节约法早1959年DantzigRamser提出基础原理配送中心n营业点样需求量核心配送中心点距离形成回路优化减少距离幅度满足车辆时间限制行走距离等限制条件次重复程营业点包含中终满意解优解程
235 CW节约法算法原理求解步骤
（1）算法原理
假定N访问视N访问N点配送中心基点0点基点进行联结构成n子回路0→k→0（k123…n）配送车辆路线N目访问时走路程总等
图21 N目路程总计算公式
中C0k表示基点0点k（k123…n）路线长度C0kCk0（点k）
点s点w进行联结配送车辆行走路径（sw）（时车辆通（s0）（0w））参见图11联结路径节约值J（sw）计算：
J（sw）2C0s+2C0w－（C0s+C0w+Csw） C0s+C0w－Csw
图22 CW节约法优化程图
点（sw）应Y（sw）越时车辆配送路径距离节约越优先考虑段插入优化行驶路线中
（2）CW节约法求解步骤
1）选取始发点标号0始点（0）点连接n条子回路0→s→0（s123…n）
2）符合约束条件连接点（sw）进行节约值计算（sw基点）
P（sw） C0s+C0w Csw （公式21）
3）计算P（sw）值进行排序
4）排列P值逐考察端点sw符合条件路径（sw）插入配送路径中
a点s点w条线路
b点s点w均始点相邻
5）断重复4）路径考虑满意解
3 京东冷链物流配送
31 京东物流简述
京东物流隶属京东集团京东营物流全国省市建立属身物流体系
京东物流菜鸟等物流公司建造物流拥搭建物流系统需助公司物流体系实现身物流系统改变创新助合作伙伴行发展构建原材料生产储存运输配送售体化系统京东物流仓储方面投入众周知京东物流首先提出211准成快速发展优势目前某种前提已成行业标杆
32 京东冷链物流发展现状
深圳运转中心例文深圳运转中心冷链业务研究象运转中心通深圳市开设营业点客户分布划分营业点负责范围目前拥10营业点早7点前必须送达营业点营业点天负责运转中心运送生鲜农产品（面简称产品）等配送顾客手中
深圳运转中心营业点天产品需求配送业务采营配送模式完成目前运转中心采两种规格型号车产品进行配送中种载5吨（百公里耗油15L）种载重量6吨(百公里耗油18L)运转中心营业点配送方式目前安排配送线路根线路营业点需求量安排配送车辆型号运转中心设立营业点分丽景清水河园岭东边航城盛新龙岗龙华龙胜10营业点营业点天业务运转中心运送产品进行配送户分产品派送居民区商户手中
表31 营业点日配送量表
营业点
丽景
清水河
园岭
东边
航城
盛
新
龙岗
龙华
龙胜
配送量（吨）
2
17
28
25
2
22
2
19
16
17
表32 位置编号具体营业点表
位置标号
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
名称
深圳运转中心
丽景
清水河
园岭
东边
航城
盛
新
龙岗
龙华
龙胜
前配送网路图图31示：
图31现配送路径图
表31 冷链配送业务相关位置距离表（单位：公里）
深圳运转中心
丽景
清水河
园岭
红花岭
航城
盛
南山
龙岗
龙华
龙胜
深圳运转中心
0
丽景
307
0
清水河
135
255
0
园岭
141
261
31
0
红花岭
146
87
158
167
0
航城
283
31
264
273
127
0
盛
328
59
33
347
44
539
0
南山
229
61
194
203
83
89
504
0
龙岗
287
539
278
296
369
568
67
448
0
龙华
10
286
18
189
149
334
339
306
288
0
龙胜
98
262
178
187
129
283
369
228
318
52
0
33 京东冷链配送方案存问题
（1）车辆配送路线合理
运转中心五条配送线路天运输距离运货量车型燃油费等相关数作统计详细情况见表24示名司机工资80元营业工费工作量时间综合计算
表32优化前线路总结表
线路
运输距离(km)
运货量（箱）
车型（吨）
油耗（L）
燃油费（元）
司机费（元）
营业点工费（元）
线路费（元）
0120
69
37
5
1035
4347
80
488
17227
0350
697
48
5
10455
43911
80
424
166311
060
328
22
5
492
20664
80
28
128664
0470
458
45
5
687
28854
80
484
157254
089100
725
52
6
1305
5481
80
623
19711
表总结：深圳运转中心天冷链配送业务开展需4辆5吨型货车1辆6吨型货车5名司机天冷链配送司机费支出400元运输总距离2898km运货量204吨耗油45654L燃油费191709元营业员费2299元总费支出1688863元
车辆进行配送路线规划然车型方面节省体积更车辆路线规划合理导致成高例060线路划分时候相远划分成单独路线导致成高情况没科学合理安排
（2）线路车辆安排空车率问题
表33装载情况表
配送路线
车型（吨）
实际装载量（吨）
满载率（）
0120
5
37
74
0350
5
48
96
060
5
22
44
0470
5
45
90
089100
6
52
86
根述表格然线路达国际水90060路线达44连50达造成严重成负担路线规划合理表现
（3）缺少专业冷藏设备
关缺少专业冷藏设备体现储存配送方面存储方面针传统物流设备没考虑冷链建设然规模建设仓库冷链言欠缺次运输配送程冰块进行冷藏样导致产品法规定温度导致产品损耗营业点保存方式扔进冰箱里面甚放边导致生鲜产品配送程中损耗质量达顾客期降低客户满意度
34 京东冷链物流配送问题解决策
通述部分京东公司深圳运转中心现配送业务现状分析存问题进行分析研究发现原线路选择问题存述容中问题进行结深圳运转中心配送业务选路径缺乏定科学合理性导致面针深圳运转中心现配送路径做出相应规划设计研究基CW节约算法基础进行优化设计
4 京东冷链配送路径优化设计研究
2
41 冷链配送基础模型构建
京东冷链冷链配送车辆路线问题属回路运输问题核心问题车辆调度安排问题
FSMVP问题描述：V{123…n}表示分销点集合0代表配送中心营业点点i（i∈V）网路中营业点非负需求RA{（sw）▏sw∈V }表示弧集合条弧（sw）相应距离值CswK种车型完成配送务类型车辆数量没限制Qk表示K型车容量XkYk分代表车辆固定成变成系数（油费+工成）弧（sw）运费（变成）距离值Csw车型关公式YswYK*Csw运算出FSMVRP问题优化目标：通优化设计出满意配送网路整配送网路综合成低
该问题约束条件：
1)营业点配送务交辆车完成（配送区域顾客配送时间段必须相统）
2)车辆必须配送中心发出初始配送方案完成配送务必须返场
3)完成配送务需车型数量没特定约束车辆安排装载务必须满足车身容量限制范围辆车仅完成配送务
4)配送综合成包括车辆变成固定成总变成行驶路径距离关
42 冷链配送路径优化设计
（1）建立京东公司深圳运转中心冷链配送业务模型
配送业务情况简述：京东公司深圳运转中心10城市营业点（丽景清水河园岭红花岭航城盛南山龙岗龙华龙胜）进行业务配送车辆型号5吨6吨货车耗油量分15Lkm18Lkm汽油价升42元（2020年4月份油价）计算
约束条件：
a运转中心基新鲜度城市限速（35kmh）碳排放货品损耗程度考虑规定辆货车行驶距离超65公里
b辆货车运转中心出发完成配送务必须返场回运转中心
c类型车辆冷链配送量限制56吨货车载重量分超身载货量
模型目标：通CW节约算法优化现路径确定具体行车路径车型安排营业点配送序送货量计算行驶距离油耗燃油费满载率计算低综合费
已知深圳运转中心位置标号010营业点分标号123…n（详见表21）Q表示车辆容量（吨）分Q1Q2代表5吨位6吨位车型容量ri（i123…10）表示点配送量（ri≤6）点s点w距离Csw表示△Csw表示节约距离Lk表示车辆行驶距离Lk短距离等2C0k
（2）CW节约法优化设计
运cw节约算法原理进行具体优化设计设计步骤：
a运转中心基点运转中心营业点分连接构造n条子回路0s0（s123…10）
b根配送业务距离表（23）公式（21）连接营业点（sw）计算节约距离△Csw序进行排列表31示
表41节约距离表
连接点
节约距离
连接点
节约距离
连接点
节约距离
15
559
110
143
78
58
68
538
28
134
610
57
17
475
26
133
210
55
57
423
24
123
29
55
14
366
38
122
67
53
45
302
36
122
39
52
47
292
19
121
310
52
23
245
34
12
59
49
12
187
410
115
18
45
13
187
710
99
16
45
27
17
510
98
89
39
37
167
49
97
46
34
25
154
69
89
79
23
35
151
56
72
810
07
910
146
48
64
58
02
优化路径产生程：
第回路产生程：
① C15559kmr1+r54＜5L1+L5△C15621km＜65km营业点15合
② C68含第回路点忽略
③ C17475kmR^+r76＜6L^+ L7△C17604km≤65km营业点1点7合R1^6L1^604km
④ △C57说前面已条回路重复
⑤ △C14366km说R1^+r485＞7L1^+ L4△C1453km＜65km营业点1点4合
⑥ △C45302说R1^+r485＞7 L1^+ L4△C45448km＜65km营业点4
⑦ △C47292说 ⑤⑥ 点4点7合
⑧ △C23245含第回路点忽略
⑨ △C12187kmR1^+r277＞7L1^+ L2△C12687km＞65km点12合
⑩ △C13187kmR1^+r388＞7L1^+ L3△C13699km＞65km营业点31合
⑪△C27△C37△C25△C35点1点23合点23点157合
⑫ △C910含第回路点考虑
⑬C110143kmR1^+r1077＞6L1^+ L10△C110657km＞65km点10 点15合含点157连接点跳
⑭C19121kmR1^+r976＞6L1^+ L9△C1968km＞65km点1点9合通计算发现余连接点均法满足约束求第回路确定01570面跳第回路继续优化
第二回路产生程：
① C68538kmr6+r841＜6L6+L8△C68629km＜65km营业点68合R2^41L2^523km
② △C23含第二回路点考虑
③ △C910含第二回路点考虑
④ △C28134R2^+r86＜6L2^+L8△C28963km＞65km点2点8合
⑤ △C26133R3^+r663＞6L2^+L6△C261046km＞65km点6点2合
⑥ △C38122R2^+r369＜6L2^+L3△C38671km＞60km点3点8合
⑦ △C6989R2^+r957＜6L2^+L9△C69634km＜65km点9点6合R3^57L3^634km
⑧ △C4855R3^+r482＜6L3^+L10△C48775km＜65km点4点8合
⑨ △C2955R3^+r978＞7L3^+L9△C29593km＜60km点9点2合通计算发现余连接点均法满足约束求第二回路确定06890面跳第二回路继续优化
第三回路产生程：
① △C23245r2+r345＜6L2+L3△C23307km＜65km点2点3合R3^45L3^307km
② △C3412r5+r667＜6R3^+L3^△C34115km＞60km点5点6合
③ △C410含第三回路点忽略
④ △C21012R3^+r667＞6L3^+L10△C210383km＜60km点10点2合
⑤ △C310点23回路点2点10合点3点10合
通计算发现余连接点均法满足约束求第三回路确定0230面跳第二三回路继续优化
第四回路：
① △C410115r4+r1042＜5L4+L10△C410373＜65km点4点10合第四回路确认04100
43 路径优化结果
优化路线图31示
图41优化路线图
优化结果见表42示：
表42优化线路总结表
线路
运输距离(km)
运货量（吨）
车型（吨）
油耗（L）
燃油费（元）
司机费（元）
营业点工费（元）
线路费（元）
01570
604
6
6
10872
456624
80
702
1958624
06890
634
57
6
11412
479304
80
674
1953304
0230
307
45
5
4605
19341
80
484
147741
04100
373
42
5
5595
23499
80
439
147399
根调整四条新配送线路费表44结果显示运转中心配送线路原5条配送线路变成4条线路原4辆5吨位货车加1辆6吨位货车变2辆5吨位加2量6吨位货车需司机数原5减少4天冷链配送司机费支出原400元降320元运输总距离原2898km降192km运货量变耗油原4565L变成32484L燃油费原19171元变成1364元营业员费变总费支出原1688863元降1372666元节约3161974元运转中心通路线优化天次冷链配送费支出相原少3161974元月均节约9485922元运输距离天少行驶978km月效减少运输距离2934km定程度效提高运转中心配送时效性利提高顾客满意度节约运转中心配送业务费支出
满载率优化表43示：
表43优化车辆载率表
配送路线
车型（吨）
实际装载量（吨）
满载率（）
01570
6
6
100
06890
6
57
95
0230
5
45
90
04100
5
42
84
四条新线路车辆非满载情况统计表33知线路满载率均效提高达80甚0157达100定程度充分利车辆装载空间利运转中心成控制
5 结
文首先物流配送车辆路径问题基础理知识进行梳理节约法进行相关阐述核心容分析京东物流深圳运转中心冷链配送业务现存问题利CW节约法前合理路径问题进行优化改进通系列改进优化措施提高企业配送效率降低运输成提高物流配送方面竞争力
文撰写容总结方面：
（1）京东深圳运转中心冷链配送业务进行问题剖析文中京东公司做相关简介原始数分析运转中心配送业务进行问题剖析出运转中心现物流配送业务存配送路径合理冷链物流专业设备足等问题
（2）运转中心配送线路原5条配送线路变成4条线路原4辆5吨位货车加1辆6吨位货车变成2辆5吨位加2量6吨位货车需司机数原5减少4天冷链配送司机费支出原400元降320元运输总距离原2898km降192km运货量变耗油原4565L变成32484L燃油费原19171元变成1364元营业员费变总费支出原1688863元降1372666元节约3161974元运转中心通路线优化天次冷链配送费支出相原少3161974元月均节约9485922元运输距离天少行驶978km月效减少运输距离2934km定程度效提高运转中心冷链配送时效性利提高顾客满意度节约运转中心配送业务成
6 参 考 文 献
[1] 张建 求解车辆路径问题改进CW节约算法[A] 中国运筹学会确定系统分会第十届中国确定系统年会第十四届中国青年信息理学者会文集[C]中国运筹学会确定系统分会清华学数学科学系20129
[2] 王荣花点物流配送车辆路径问题(VRP)优化实证分析[J]现代营销(旬刊)2016(12)162163
[3] 张智勇陈碧玲考虑碳排放配送路径问题研究[J]物流工程理201840(10)8183+99
[4] 王帅城市物流配送车辆路径优化研究——A公司例[J]广西质量监督导报2018(12)63
[5] 刘炎宝王珂杨智勇王思静考虑碳排放新鲜度冷链物流配送路径优化[J]江西师范学学报(然科学版)201943(02)188195
[6] 王伟低碳条件鲜活农产品冷链物流配送路径优化[J]江苏农业科学201947(13)1015
[7] 邹建城路正南考虑碳排放生鲜农产品冷链物流配送路径优化研究[J]物流科技201942(08)4652
[8] 李桂娥生鲜农产品冷链物流配送路径优化研究[J]物流科技2019(10)6872
[9] 张赛男刘东亮基CW节约算法遗传算法网络优化[J]吉林学学报(理学版)201856(05)12191223
[10] 李海龙生鲜农产品冷链物流配送路径优化探究[J]现代商业2018(23)1011
[11] 卢军莉傅忠宁李金萍城市物流配送车辆调度模型优化[J]物流科技201841(02)108112
[12] 焦海燕朱秀芬生鲜农产品冷链物流发展战略构想[J]现代营销(营版)2019(07)7475
[13] 孙毅 基改进节约法S公司车辆配送路径优化研究[D]河北工程学2014
[14] 梁坤低碳视角冷链物流研究现状展[J]物流科技201942(03)7982
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