基于新型城镇化的城乡配送网络优化研究

彭永涛　杜建国　罗建强

摘要：构建了城乡物流一体化的配送网络，基于新型城镇化的发展特点，考虑配送带来的环境污染问题，建立了以配送成本、环境污染治理成本、运营成本及建设成本等为最小和以配送时间为最短的多目标网络优化模型，采用GAMS软件对所建模型求解，算例的计算结果表明，配送中心的选址及网络配送的线路与实际配送特点相符，能为城镇一体化的配送网络设计提供科学的决策依据。

关键词：新型城镇化；配送网络；双向流通；多目标

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.05.29

中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2016）05-0136-04

Abstract：This paper constructed the distribution network on urbantown integration. And then， it established the general urbantown integrated distribution network optimization model based on the characteristics of the development of the new urbanization， considering the problem of environmental pollution caused by the distribution， in which the objective functions were to minimize the total cost and delivery time ，including the distribution costs， environmental pollution control costs， operating costs and construction costs. application GAMS software for solving the model，example of the calculated results with the actual distribution characteristics match，the model that is correct and reasonable was verified， so it can provide a scientific decisionmaking support method for such distribution network design.

Key words：newtype urbanization； distribution network； twoway flow of logistics；multiobjective

随着社会的发展，我国城镇化进程逐步加快、城镇化水平日益提高，我国城镇化率已达到50%，为了科学、持续发展城镇建设，近年来国家提出了以城乡统筹、城乡一体、产业互动及节约集约等为基本特征的新型城镇化发展思路。在新型城镇化发展的条件下，物流需求及物流体系将发生变化，表现在城市对农产品的急剧需求以及乡镇对工业产品的大量需求，物流的配送网络也将产生结构性变化，表现在城市物流网络与农村物流网络的资源整合和共同配送上，因此构建新型城镇化发展条件下的城乡一体化配送网络，研究城乡一体化配送网络的优化问题，可有效服务新型城镇化建设，提高社会效益、经济效益和生态环保效益，确保高效优质服务。

目前，针对城乡物流一体化的理论研究的相关文章较多，如李临键[1]以赣南发展为背景，构建了赣南城乡一体化配送网络，网络包括物流中心的构建和信息平台的搭建；宋宇[2]构建了连锁零售企业城乡市场“双向流通”模式，并对模式发展提供了相关政策建议；卢美丽[3]、何梅芳[4]和周凌云等[5]构建了包括基础建设、网络建设和内容建设的城乡物流一体化的构架模式，指出城乡一体化的物流，既强调城市服务农村，也强调乡村服务城市，两者相互依存、优势替补、彼此促进；孙静[6]、孙美红[7]分别研究了城乡一体下的物流成本问题，通过发展城乡一体化，来降低农村配送成本的具体措施；卢美丽[8]基于城乡物流一体化，构建了双向的连锁经营配送网络模型，并对配送中心和农产品收购中心进行了优化。

以上相关研究主要是从宏观的角度分析了城镇物流一体化的网络模式、体系机制和发展政策等，从微观角度研究甚少，文献[8]虽然研究了配送中心选址和配送网络成本优化问题，但没有考虑到网络直销和对配送时间优化问题。因此本文基于新型城镇化发展思路，考虑农超对接和配送带来的环境污染问题，建立了以配送成本、环境污染治理成本、运营成本及建设成本等为最小，以配送时间为最短的多目标配送网络模型，应用GAMS对所建模型进行求解，结果分析表明，所建模型优化了城镇配送中心选址和网络的配送线路，为最终实现集约和低碳的发展目标提供支撑。

1 问题描述

城乡共同配送网络是实现城乡物流一体化的一种主要方式，网络内涵是将城市与农村配送资源进行整合，利用城乡配送中心，完成工业消费品和农产品的共同配送。网络节点包含工业消费品制造商、城乡配送中心、城市连锁超市及农村连锁商店等，线路包含了所有节点之间的连线。工业消费品制造商将生产出的产品经过城乡配送中心配送到城市的连锁超市和农村的连锁商店，同时还可以采取直接配送的方式将产品配送到城市连锁超市。农产品由农村连锁商店进行收购，将农产品运输到城镇配送中心再配送到城市连锁超市，或直接配送到城市的连锁超市，网络结构如图1所示。考虑城镇配送中心的配送范围及服务能力，对城镇配送中心的备选点进行选址建设，并在农村连锁商店选择特定店铺对农产品进行收购，同时考虑配送过程带来的环境污染问题和农产品的易腐性等特性，对物流配送线路进行以环境治理最小成本和配送时间最短进行设计。综述分析，本文的问题可描述为在网络物流通道的供给能力和供需平衡的条件约束下，求得配送网络的总成本（配送成本、环境污染治理成本、运营成本及建设成本）最小和配送时间最短，并寻求合理的配送中心选址方案。

1.1 模型假设

假设1：城市连锁超市、乡镇连锁商店需求为固定需求且均能得到满足，工业消费品制造商、农产品收购中心的能力以及配送中心的供给能力已知。

假设2：商品不考虑品种和品牌的差异性，均以件数计算。

假设3：新建配送中心和农产品收购中心的投资及其他已建设施的固定成本、单位运营成本、各设施间的运输成本是确定已知的。

假设4：网络的整体配送时间不考虑生产时间和商品在配送中心的停留时间。

1.2 符号说明

式（7）至式（9）表示城镇一体化配送网络满足客户对工业品和农产品的需求量；式（10）、式（11）表示网络的工业品和农产品流量平衡；式（12）至式（14）表示物流节点和线路的商品运输与处理量受到最大容量限制。式（15）、式（16）表示配送中心数量和城乡连锁商店收购农产品的建设数量约束，式（17）、式（18）表示自变量的取值范围。

本文所建模型为多目标的线性混合整数规划模型，涉及变量较多，又为多目标，模型相对复杂，可先将多目标问题通过权重的方式转化为单目标，采用GAMS软件进行求解，GAMS软件主要针对大型的、复杂的线性、非线性和混合整数优化问题而设计，是解决数学规划和优化的高级建模系统[9～11]。本文采用GAMS软件求解，通过求解可以得到新建的城镇配送中心和农产品收购中心的数目以及所在的具体位置，并可以求出各物流节点的运输量和最优的配送线路。

3 算例分析

3.1 基础数据

为相应政府号召，现某零售企业在某城市区域及邻近乡镇地区建立城乡物流一体的配送网络，目前该企业已建立了3个城市连锁超市和3个农村连锁商店，其上游的工业消费品制造商也选择了3家，将拟在3个备选地址中选择建设1个城乡配送中心，并考虑在3个城乡连锁商店的基础上发展2个农产品收购中心。相应的基础数据如表1至表3所示，其中表1中的数据为物流节点之间的单位配送成本和环境治理成本，表2中的数据为物流节点之间的配送时间，表3中的数据为物流节点单位运营成本、建设成本和节点的处理能力。

3.2 计算结果

应用GAMS软件对该问题进行求解，共有70个变量，经计算，选取城镇配送中心1为建设点，乡镇连锁商店1和3代收农产品，网络的综合成本合计为6.7万元，其中配送成本为3.25万元，配送过程中的环境污染治理成本为1.73万元，物流节点的经营建设费用合计为1.72万元，配送时间为558分钟，配送线路的商品流量如图2、图3所示。

从上图分析得出，选取的1号城乡配送中心为2个城市连锁超市和3个乡镇连锁商店提供工业消费品的配送服务，为2个城市连锁超市提供农产品的配送服务，服务范围较广，选址较为科学合理。网络中存在两条直接配送线路，第一条线路为3号工业品的制造商直接将工业消费品配送到2号城市连锁超市的线路，考虑网络的综合成本，其直配的综合成本为6900元，如选择间接配送，配送成本将高达12900元，高出了86.9%；另一条直接配送线路为3号乡镇连锁商店将收购的农产品配送到3号城市连锁超市线路，考虑到农产品易腐性及时效性的特点，选择直接配送的时间为60分钟，如果选择间接配送，则时间将为73分钟。在实际生活中，为了节省物流成本，城市中出现了从工厂直接配送到超市的情况，而为了保证农产品的新鲜性，也开始采用农超对接的配送方式，本例计算的结果与实际配送特点要求基本相符，说明该模型具有较好的适应性和实用性。

4 结束语

本文基于新型城镇化发展的特点，构建了城乡一体化的物流配送网络，建立了以网络综合成本最小和配送时间最短为双目标的网络选址配送优化模型，在综合成本中特别提到了环境污染治理费用，使得选取配送线路时不仅要考虑配送成本和配送时间因素，同时也要考虑发展绿色、集约的物流问题。论文所建城乡物流一体化的配送网络对新型城镇化建设有一定的参考价值，今后，在制定物流产业发展规划和建设物流配送中心时，应考虑城市与乡镇物流发展相结合，使城市物流向乡镇物流延伸，乡镇物流向城市物流渗透，最终实现新型城镇化的发展目标。

参考文献：

[1]李临键， 傅辰阳，钟文杰. 探讨赣南城乡一体化配送网络构建[J]. 商场现代化， 2010（7）： 90-91.

[2]宋宇. 城乡双向流动的物流体系建设面临的问题及对策[J]. 经济纵横， 2011（3）： 32-35.

[3]卢美丽. 城乡物流一体化体系的构建和评价[J]. 农业经济问题， 2012（4）： 34-39.

[4]何梅芳. 城乡一体化构架下推进连锁企业物流配送发展研究[J]. 物流技术， 2014，33（3）：59-61.

[5]周凌云， 周君， 赵钢. 江苏城乡物流一体化网络布局与对接模式[J]. 江苏商论， 2013（7）：28-31.

[6]孙静. 城乡之间物流成本控制的思路创新[J]. 物流技术， 2012. 31（8）： 155-157.

[7]孙美红. 基于城乡一体化的农村配送成本分析与展望[J]. 农业展望， 2012（6）： 56-58.

[8]卢美丽， 基于城乡物流一体化的连锁经营配送网络优化研究[J]. 数学的实践与认识， 2012，42（22）： 71-78.

[9]Barbarosoglu G， Arda Y. A Two-stage Stochastic Programming Framework for Transportation Planning in Disaster Response [J]. Journal of the Operational Research Society， 2004， 55（1）： 43-53.

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[11]Berkoune D， Renaud J， Rekik M， et al. Transportation in Disaster Response Operations [J]. Socio-Economic Planning Sciences， 2012， 46（1）： 23-32.

（责任编辑：杨 锐）