基于模糊数学的物流配送路径规划道路权值确定方法

王晓琪 山东科技大学 山东青岛 266590

引言

物流配送是现代流通业实现资源最优配置的经济活动, 物流配送车辆路径规划是指对配送车辆在多个货物需求点间的路径规划。在激烈的市场竞争下,配送企业为了提高竞争力,需要尽可能的降低成本，为此企业就需要制定最优的配送方案。

道路权值是进行路径规划的基础。一般的路径规划求权多注重道路交通状况的影响，但是道路权值的影响因素比较复杂，我们主要归纳出了：距离、交通流、路面状况、交叉口延误情况、车辆易发生事故状况和路段收费状况等[1-3]。如何综合考虑多因素影响下道路网权值的综合评判，模糊理论中模糊综合评判方法可处理客观事物中存在概念外延不分明情况，因此，本文在考虑多个影响因素的下，提出基于模糊数学的权值确定算法来解决道路中的权值确定问题。

1.物流配送路径规划的影响因素

物流配送过程中考虑道路权值对路径规划有很大的影响，分析影响道路权值的因素可知：需要对多个影响因素进行分析，并且各影响因素的量纲不同 , 要把不同因素不同量纲的数据进行归一化处理，有影响因素数据通过变换到[0,1]区间里。

1.1 交通流

交通流是影响物流配送路径选择的影响因素。交通流量大造成道路拥挤，将会严重影响车辆的行驶速度，造成配送的低效率，并且车辆的缓慢行走还会增加油耗, 进而增加配送成本。要在道路权值中体现,需要对其进行量化。本文根据交通服务等级,引入[0,1]之间的拥挤度系数M，使拥挤程度转换成交通流体现在道路权值中。

1.2 路面状况

路面的破损度、路面的抗滑性等路面状况都会影响行车安全以及货物的完整性和安全性, 特别是行驶在高速公路上的车辆。因此 , 有必要在路段和节点的权值上加入路面状况因素,体现路面状况对路径规划和权值确定的影响。根据一个月内路段的道路情况统计,在[0,1]区间内对天气因素进行无量纲化。

1.3 交叉口延误情况

在实际出行中，特别是在大城市拥堵和延误常常发生在交叉口,行驶在城市路网的配送车辆在交叉口所耗费的时间大约占整个出行时间的20%～40%。确定交叉口延误这个影响因素的权值, 可参考每车平均信控延误值与信号交叉口服务水平的对应关系进行取值。

1.4 车辆易发生事故状况

车辆易发生事故的状况直接关系到配送货物是否能准时安全的到达，因此影响着配送路径的规划选择, 配送车辆应尽量避免途经事故高发路段或交叉口。本文参考道路交通安全评价指标,将道路交通安全性进行量化。

1.5 路段收费状况

路段收费状况是指配送车辆在配送过程中所需要的路桥费。在城市中配送过程中，路桥费一般纳入车辆年度需交纳的常规费用中，而在城市间配送，则需交纳高速公路通行费，入城费，过桥费等。该影响因素可通过设定的费用阀值,在 [0,1]间进行无量纲化。

2.道路权值的模糊综合评价

由以上对影响权值的因素分析可知，除了距离可以采用确定的数值外，其他路况等因素都需要采用模糊隶属度来表示。需要进行要构建多因素模糊综合评判的数学模型。

2.1 确定综合评价的要素

1)因素集。

在权值确定问题上需要考虑的评价因素包括交通流、路面状况、交叉口延误情况、 车辆易发生事故状况、路段收费状况五个因素。可以定义如下：U={交通流、路面状况、交叉口延误情况、车辆易发生事故状况、路段收费状况}

2）评价集。

将评价集定义为：V={很好，较好，一般，不好}

3）单因素评价矩阵R

可采用交通部门已有的统计数据或人群调查等方法进行隶属度的评价，可得到单因素评判矩阵：

2.2 道路权值的计算

B中的各元素寻找最大b'作为评价结果。其中

计算可得权值为w=0.33×(1-0.38)=0.873

3.结论

本文提出基于模糊数学的权值确定算法，借助模糊数学将影响道路权值的因素进行综合评价，得到多因素下道路权值的计算，有效解决了对物流配送中路径规划在多因素影响下道路网权值的计算问题。