考虑道路扩建的区域物流网络设计优化模型

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1、考虑道路扩建的区域物流网络设计优化模型1问题的介绍区域物流网络体系由区域间通道、城市干线道路、区域物流设施、城市的集配中心、企业的仓库等联合组成。区域物流网络设计就是对这样的网络系统进行优化，既确定区域间道路和物流设施的构建和选址决策，又为物流系统运作初期做出配送计划。合理的区域物流网络规划是提高物流运作效率，促进区域经济发展的重要条件。物流网络设计方法和理论一直是国内外学者研究的热点。现有的物流网络设计问题从属于产品配送和设施选址联合优化问题，当设施的容量确定时，该问题就可以转化为一个带容量的设施选址问题。对于多层物流网

2、络设计问题，尤其是在各阶段节点（如工厂和配送中心）上都存在容量约束的时候，计算及优化将非常复杂，研究者们大多利用启发式算法来对之求解。Hanssmann(1959)为生产和配送物流网络构建了一个包括材料采购、生产及销售的优化模型，wlgclw/能帮助决策各阶段的最优库存水平，该模型可以看做是最早的物流网络设计模型。Daskin(1993)为物流网络中的物流设施选址构建了固定拓扑结构的设施选址网络模型。构建了联合优化物流网络设计模型，在求解物流设施选址的基础上，还能解决相应的道路网络设计问题。已有的研究在优化过程中都对现实问

3、题中某些要素进行了简化，如部分物流网络设计模型没有考虑物流设施的设计容量；考虑物流设施设计容量的模型多出现在单纯的物流设施选址问题，很少结合在物流网络设计问题中。实际上，区域物流网络设计问题中涉及的设施都是原材料工厂或仓库，制造商工厂仓库及配送中心等，这些设施都必须考虑周转能力，库存能力及制造能力等，所以在进行物流网络设计与规划时，考虑设施的容量约束和容量设计更为现实；而对于区域物流中涉及的道路交通网络设计来说，除了是否在两点间构建道路这一待决策问题外，在实际规划过程中，经常也会遇到已存道路是否扩建或扩能的决策问题，将道路

4、扩建规划也纳入模型中能为决策者提供更多的支持；对于客户需求而言，已有的研究鲜有考虑设施对客户需求的反应速度要求的，即物流时间需求的。针对上述研究现状及存在的问题，利用改进的不被覆盖衰退函数来描述设施对客户需求的反应速度要求，整合道路扩建决策，考虑物流设施容量设计，构建区域物流网络设计相应的数学模型。开发改进的拉格朗日松弛算法求解模型，最后，利用随机生成的数据对模型中各项费用因子的敏感度进行分析，实验结果与现实情况相符，证明了模型的有效性和实用性。......................................2

5、问题描述和模型构建2.1问题描述与现实中所期望的一样，道路运输费用随着构建总投资的增加而减少，当构建总投资达到一定额度时，可以将网络中的道路运输费用考虑为0，此时可认为各待选址节点上都构建了设施点，各节点都已经实现了供需的自给自足；一般来说，设施运营费用随着总构建投资费用的增加而增加，但是当物流网络总需求达到饱和时，设施运营费用也达到上限，即随着总构建投资费用的增加，当设施点增加到一定数量时，物流网络需求已经达到饱和，此时相应的设施运营费用达到一定，故运营总费用不再随投资的增加而增长。(2)网络各项构建费用与总构建投资费用

6、的关系：随着构建投资额的增长，设施点数量（单位为个）几乎线性增加；为道路构建费用与道路扩建费用及总构建投资的关系，随着总投资的增加，在物流网络需求没有达到饱和时，该项费用不是一味的线性减少或增加，两者之间有一定的权衡关系，此权衡关系与构建扩建单位成本有关，当物流网络需求达到饱和时，道路扩建费用与构建费用都不再增加；设施构建费用与总投资的关系，设施构建费用在投资额上界范围内，几乎线性增加。随着构建投资费用的增加，设施构建点增多，道路容量和运输时间得到优化，设施点能够非常迅速的对物流网络需求做出反应，满足客户的时间需求，故相应

7、的需求不被覆盖惩罚费用几乎线性降低。5结论通过对现实区域物流规划物流网络中边、点含义的分析，为设施点的选择引入超节点和超边，构建了基于物流时间需求的可作出区域物流网络中道路构建、扩建，物流设施点选址、设计容量决策的区域物流网络设计模型。改进的拉格朗日松弛算法能有效的求解模型。费用因子仿真验证了模型和算法的准确性，仿真结果证明了模型中各项费用之间关系与现实相符，更为符合区域规划中遇到的现实问题，能为相关部门提供更为全面的决策支持。数学模型基于网络模型构建，由于网络算法求解的高效性，将来的研究应集中在相应网络算法的开发。