动态环境下的车辆调度问题研究

周培恩

摘 要：随着市场经济的快速发展，运输和物流的发展也随之加速，在很多情况下物流成本都能够占到一个商品总成本的三分之一以上。而合理的对车辆进行调度就能够有效的提高车辆的使用运行效率，减少运行成本。本文主要针对动态环境下车辆的调度问题进行了简要的探讨和研究，针对研究的意义，调度策略，调度过程需要注意的问题以及“3s”技术支持基础上的动态车辆调度系统的建立也进行了简要的分析。

关键词：3s；车辆调度；动态问题；实时需求

一般车辆的调度分为“静态”和“动态”两种，而是事实上在复杂的车辆运行调度过程中更多的是在动态环境下进行的调度。尤其是如今的物流发展速度加快，而物流车辆运行数量不能够满足现有需求的情况下，动态环境下的高效车辆调度能够有效提高车辆的利用效率，能够对车辆调度成本的降低也起到一定的的作用。

1.动态环境下车辆调度问题研究的意义

1.1 动态调度需求

车辆调度的动态环境调度问题，主要就是来自于近年来我国飞速发展的电子商务和物流需求之间的一些“矛盾”。正是由于飞速发展的电子商务给传统物流带来了巨大的冲击，所以物流由过去的“静态”路径分配，不得不面对如今动态环境下的调度。但是为了保证调度的高效，并不能够简单的进行最短路径的选择或者最短时间的考虑，而是需要一个复杂的计算调度过程。动态背景下的车辆调度问题也才合适现在实际的物流需求。并且加强“3s”技术在动态背景下车辆调度过程中的应用，就能够更好地实现对车辆的有效的调度。

1.2 几种调度策略的简述

一般来说在车辆的调度过程中主要就是以下的几种调度管理方式：

（1）先来先服务策略也简称FCFS。这种调度模式就是调度人员通过先来先服务的原则进行调度的分配，确保先来的需求先得到满足。但是这样一种调度方式在如今物流压力巨大的情况下必然会降低车辆的使用效率，增加车辆调度运行成本是不适应如今的物流发展的。

（2）随机中立策略SQM。这样一种策略主要就是把车辆安排在需要调度区域的中心位置，一旦出现了需求就可以按照先来先服务的原则进行服务，而服务完成以后车辆又重新回到中间位置保证随时能够继续提供服务；或者有新的服务就继续完成最近的服务需求。这样一种策略实际上就是对FCFS策略的一种提升和完善。

（3）最近服务策略NN。也就是优先针对最近的服务进行处理，在车辆结束了服务以后继续不断地对最近的服务需求进行处理。但是这样的一种策略也存在着一定的缺陷。

2.动态环境下车辆调度问题的探讨

2.1 动态环境下车辆调度问题

其实如今针对动态背景下的车辆调度问题的研究还不多，但是动态背景下的车辆调度问题却涉及比较多的方面。因为实际生活中车辆的调度问题可能会与很多问题产生联系，从而让简单的调度计算变得较为复杂，一般情况下实际的车辆调度过程中主要存在一下的问题：

（1）需求量的预估不确定性

由于实际调度过程中不一定能够准确对需求进行精确的预判，甚至都不能够对需求的时间进行准确的预估，这样就会导致调度过程中对车辆运行路径、时间选择带来很多的问题，也就会导致预估不准确从而服务不能够完善的问题出现。

（2）车辆、司机的不确定性

车辆、司机作为动态背景下车辆调度中重要的资源和硬件设施，也存在一定的不确定性，不仅仅需要在调度过程中考虑客户的需求，同样需要考虑设施配备本身存在的问题，因为车辆的情况可能会影响到车辆调度的路径选择，而司机则会影响到实际实行过程中的情况。

（3）网络的不确定性

由于动态背景下车辆的调度必须要依赖于无线的网络调度系统，所以调度系统的工作情况也会直接影响到调度。因为网络传输的不稳定性，时间的不确定性，交通状况的不确定性，网络容量的不确定性都会给车辆调度带来问题。

2.2 车辆调度的现实应用

（1）邮件快递

邮件快递服务就是每个国家都提供的服务，通过邮件快递公司在世界各地收集货物邮件，然后把这些邮件快递进行统一收集以后在限定好的时间内把货物运送到需要的地方，并且保证安全。这就需要在货物接收的一端把包裹集中起来然后进行目的地的分配。在货物配送的过程中，货物的配送需求就是动态的，货物的收集工作一般也需要在当天就完成，这就要求收集工作调度的合理性必须要结合最短路径和最少时间进行考虑。

（2）民用的燃料配送

民用燃料的配送工作也是车辆调度日常应用的一种，尤其是建筑供暖的燃料配送需求就是动态需求的一种，每天的室外温度不同所以需要的燃料就不同，所以燃油配送公司会根据每天不同的需求发送需求，而调度就必须要实时准备好对这些需求进行处理，及时的去达成燃料的配送需求。一般来说都是在燃料消耗完以后实时出现的需求，所以这就让配送车辆的调度实时处于动态的过程中。

（3）出租车

绝大多数出租车的客户都是动态的顾客，因为出租车一旦离开了中心以后一整天的客户需求都处于动态之中并且有极高的不确定性，只有少数的预约顾客是处于静态状态。所以如何在动态过程中让出租的效率更高也是研究的内容之一。

（4）紧急服务

紧急服务包括报警、火警、救护车服务。根据定义，所有的顾客都是动态的。大多数情况下，没有事先的路线，因为请求通常得到服务后又会出现一个新的请求。于是问题就是安排最适当的车（例如最近的）服务新的请求。因此安排紧急服务的方法根据位置分析来确定车辆和司机所应前往的位置。在加拿大就已经有人对救护车的合理停放区域进行了研究以保证救护车能够实时的进行需求的处理。

（5）旅行修理工

一个典型的例子是电力公司的修理工挨家挨户地修理电力供应中的突然故障。由于故障发生的突然性，问题呈现出明显的动态性，通常被归为动态旅行修理工问题。这样的一个问题就是并是动态车辆路径规划问题中得到最广泛研究的问题之一。

3.利用“3s”构件车辆动态调度的管理系统

如今的车辆调度管理系统中主要就是应用了“3s”的技术，而“3s”也就是地理信息管理系统GIS，全球卫星定位系统GPS以及移动通讯系统GSM组成。

3.1 GIS的应用

通过GIS系统的电子地图，数据处理的功能对需求者的位置进行定位，然后收集所有的路线信息，通过信息计算系统对车辆调度的最优路径进行选择和调度控制。

3.2 GPS的应用

GPS则在系统中能够担任一个实时监控的功能，结合GIS系统来实时跟踪车辆的位置信息，跟踪运行的状态以便GIS系统能够及时的进行处理优化。

3.3 GSM的应用

由于GSM的运行成本较低，我国的GSM网络建设也较为完善，所以在动态车辆调度过程中利用GSM系统的传输、接收以及网络功能就能够实现完善的调度控制、监控和管理。

4.结束语

本文只是针对动态环境下车辆调度的问题进行简要的分析与探讨，但是实际上动态环境下车辆的调度问题是非常复杂的，其中还涉及很多的算法问题。如今有关动态环境下车辆调度的算法研究还在不断地深入进行。这其中也发现一些复杂的算法应用到实际的工作中时存在着一些问题，所以动态环境下车辆调度系统还有待不断地完善。但是可以从调度的响应时间，调度的时间作为主要的目标，通过研究来减小调度过程减少的时间，实际上就是提高调度效率的重要途径。虽然解决时间问题不能够解决所有的调度问题，但是也必须要从广泛到细节，不断地深入研究完善动态环境下车辆的调度问题。

参考文献

[1]孙国华.带软时间窗的开放式满载车辆路径问题研究[J].计算机工程与应用.2011（17）：77-79

[2]王训斌，陆慧娟，张火明. 物流动态车辆调度问题的混合禁忌搜索算法[J].计算机工程与应用. 2010（08）：45-46

[3]吴守仓.基于动态时间窗的满载车辆调度系统[J].物流技术.2009（12）：109-110

[4]徐为明.多目标满载装卸货问题的蚁群算法研究[J].计算机工程与应用. 2009（31）：78-79

[5]杨仁法，龚延成.带时间窗车辆调度问题的蚁群算法[J].交通运输工程学报. 2009（04） ：32-34