农产品冷链物流系统中定位-路径问题建模及算法研究

由于缺乏"从田间到餐桌"的一体化冷链物流体系，我国果蔬、肉类、水产品等农产品产后损失严重，仅果蔬一类每年损失就达到1000亿元以上。为改变此落后现状，国家发展改革委2010年7月出台了《农产品冷链物流发展规划》，计划打造农产品冷链物流服务体系。本项目针对体系建设中关键问题之一的定位-路径问题进行研究，在对国内外农产品冷链物流进行深入比较分析的基础上，结合我国农产品冷链物流系统的特点，借鉴国外先进经验，提出该系统中双向、多级、双向多级定位-路径问题，建立相应的数学模型，设计遗传算法、禁忌搜索算法、蚁群算法、粒子群算法、蜂群算法等启发式算法的基本算法、改进算法及混合算法进行求解。本项目将建立农产品冷链物流系统中定位-路径问题的理论基础，同时提供定位-路径问题的启发式求解算法，为农产品冷链物流体系中跨区域冷链物流配送中心和核心冷链物流企业设施定位、车辆调度及行驶路线安排的实际应用提供科学依据。

由于缺乏“从田间到餐桌”的一体化冷链物流体系，我国果蔬、肉类、水产品等农产品产后损失非常严重。本项目针对一体化冷链物流体系建设中关键问题之一的定位-路径问题进行了研究。主要内容如下：一，综合考虑农产品冷链物流系统具有物流节点多、网络结构复杂；物流系统具有相对独立性，且投资高，是货物来源具有明显的季节性和地域性，且主要从农村流向城市；农产品的品质受流通时间和温度的影响很大等特点，在传统定位-路径问题的研究成果基础上，提出了农产品冷链物流系统中的两级定位-路径问题。二，在大量中英文文献研究有基础上，结合农产品冷链物流的实际应用，提出了建立该问题数学模型的假设条件。三，建立了该问题的两下标车流模型、两下标节点模型、两下标边/节点集分割模型、两下标边集分割模型以及三下标节点模型。四，将变邻域搜索及路径重连策略有效融入在传统启发式算法中，设计了求解该问题的人工蜂群算法、粒子群算法和人工鱼群算法。五，使用lingo编程对三下标节点模型进行求解，采用C-Sharp、Matlab 编程实现上述算法，在一级定位-路径问题算例基础上，改编了两级定位-路径问题的大、中、小规模算例，通过仿真实验对上述算法求解的效果进行了验证。从求解结果来看，基本算法的平均计算时间较短，融入变邻域、路径重连算法的最好解及平均解相对较好。因此，在实际应用时，若主要目标是快速求解，则可选择求解效率较高的基本算法，若主要目标是追求高质量的解，则可选择融入变邻域、路径重连的算法。项目的研究成果可为农产品冷链物流体系中跨区域冷链物流配送中心和核心冷链物流企业设施定位、车辆调度及行驶路线安排的实际应用提供科学依据。