农产品产地冷库选址与路径研究

摘" 要：当前农产品冷链发展仍面临着许多问题，考虑通过在农产品产地建设冷库的方式，提高农产品在运输过程中的保鲜度以及减少农产品的货损，满足消费者对鲜活农产品的需求，从而进一步提高农民的收益。以某市为算例，研究产地冷库选址问题及以产地冷库为配送中心，为需求点配送农产品的选址和路径问题。通过免疫算法求解产地冷库选址问题，运用蚁群算法求解配送路径问题，另外在配送路径过程中考虑冷链配送车辆的碳排放成本。该研究通过分析农产品产地冷库选址和农产品冷链配送路径问题，为提高农产品鲜活度提供一定参考。

关键词：选址;产地冷库;配送路径;优化算法;冷链物流

中图分类号：F326.6" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2025）02-0059-05

Abstract： At present， the development of the cold chain of agricultural products is still facing many problems， and it is considered that the construction of cold storage in the origin of agricultural products can improve the freshness of agricultural products in the process of transport and reduce the loss of agricultural products， so as to satisfy the demand of consumers for fresh and live agricultural products， and thus to further improve the income of farmers. Taking a certain city as an example， we study the site selection problem of cold storage at the origin and the site selection-path problem of distributing agricultural products to the demand points with the cold storage at the origin as the distribution centre. The problem is solved by the immune algorithm， the ant colony algorithm is used to solve the distribution path problem， and the carbon emission cost of the cold chain distribution vehicles is considered in the distribution path process. The study provides certain reference for improving the freshness of agricultural products by analyzing the site selection problem of cold storage at the origin of agricultural products and the distribution path problem of agricultural products in the cold chain.

Keywords： site selection; cold storage at origin; distribution path; optimization algorithm; cold chain logistics

国家经济的发展促使居民对提供冷链服务的农产品需求体量越来越大，对产品的鲜活度要求也随之提高。近些年，由于大数据和信息技术的飞速发展，冷链服务的需求市场越来越大，目前的冷库仓库总容量也不能满足农产品冷链物流发展的需要。白玉英[1]提出农产品运输过程中必然伴随着一定程度的农产品腐烂和损耗，造成农户和需求者的双向损失。李静等[2]表示现有的农业生产因为资金和用地等问题，农户一般会选择和冷库运营商进行合作。对此，贾佳[3]提出在农产品的田间产地位置建设小型冷库，以此最大程度地保持农产品的新鲜度，以进一步提高农户的收益。对于物流设施选址问题，Farahani等[4]表示最早的物流设施选址问题为Weber在1909年所提出的关于仓库的选址。Etemadnia等[5]表示最开始物流设施选址的模型大多是单一的物流模型。

后来选址问题逐渐发展，与路径问题相结合发展为“选址+路径”的决策问题。例如叶一芃等[6]在随机选择路径的条件下建立选址的上下双层规划模型;张杰等[7]在新型冠状病毒感染疫情的大背景下加新冠感染疫情和温度的影响因素求解生鲜产品的配送问题;马艳芳等[8]考虑时间窗，构建基于生鲜产品运营商和冷链服务提供商合作冲突关系的选址——路径模型;李娅等[9]考虑了预冷的最大延迟时间，在此基础上求解成本最小的选址和路径模型。

现有研究也在已有的基础上引入碳排放因素，使已有选址路径模型更加贴近实际情况。蒋海青等[10]在考虑碳排放的基础上对选址路径问题进行建模求解;王梦梦等[11]考虑了碳排放，研究易腐品的选址、路径、库存的联合决策问题;汤希峰等[12]以碳排放最小化为模型目标解决两阶段的选址路径问题。

综上所述，相关的研究成果比较丰富，但目前的研究大多是关于农产品在配送过程中解决最后一公里的问题，很少聚焦于农产品产地建立冷库的选址问题，本文考虑在交通便利的农产品产地建设冷库，并假定冷库的运营者承担配送的任务，从而解决从产地冷库到需求点的农产品配送问题。期望通过合理的选址与配送路径规划，为农产品冷链服务的研究问题提供新的参考。

1" 问题描述与模型构建

本文针对在农产品产地选择若干产地建设产地冷库，以解决农产品直接在产地入库再运送到需求点的问题，因此本文需要解决的2个问题为：一是进行冷库的选址，确定合适的产地冷库建设位置;二是将冷库中的农产品通过同一车型的车辆运送到各需求点时如何规划运输的路径，使得运输过程中的成本最小。

1.1" 模型假设

针对本文需要解决的问题有以下假设。

假设1：冷库的容量可以满足产地的农产品储存需求。

假设2：一个冷库为多个农产品产地提供服务，但是一个产地只能有一个冷库为其服务。

假设3：农产品一次性运送到冷库，中间不会有装卸搬运。

假设4：农产品的冷藏需求量是已知的。

假设5：从冷库发出的车辆最终会回到冷库以进行下一次配送任务。

假设6：所有车辆是同一类型且行驶速度固定，运送过程中未加入道路交通拥堵等情况。

假设7：每辆车可以为多个需求点提供送货服务，但一个需求点只能有一辆车为其服务。

假设8：省市需求点的位置和冷库的位置是已知且不会改变的。

假设9：需求点的需求量不能超过车辆现有的载重范围。

1.2" 符号说明

产地冷库选址问题中的符号说明见表1。路径问题中的符号说明见表2。

1.3" 模型构建

在选址问题中，选址模型的目标是在考虑距离、服务半径、运费等多个因素的前提下，在N'个备选点中选择合适数量的冷库建设点，使得运输的总成本最小，同时需要满足所有农产品产地的产品冷藏需求。模型如下。

上述公式中，目标函数（1）表示选址问题的目标函数也就是运输成本最小化，包括2个部分：第一部分是从农产品产地到冷库的总运输成本;第二部分是建设冷库的固定费用。约束条件（2）和（3）表示冷库选址位置不能超过规定的矩形区域;约束条件（4）表示农产品产地和冷库的距离计算公式;约束条件（5）规定Zi′j′为0—1决策变量及对i′和j′的取值范围进行界定。

路径问题中考虑了冷库位置到省市区需求点的位置较远，加入了车辆的碳排放费用以及每辆车的固定使用费用。模型如下。

上述公式中，目标函数（6）表示路径运输的总成本最小，总成本由5个部分构成：第一部分是派遣车辆所发生的固定车辆费用;第二部分是从需求点i到需求点j的配送成本;第三部分是农产品从冷库运送到需求点时发生腐烂情况的损耗费用;第四部分是车辆运送过程中发生的碳排放费用;第五部分是车辆运送时所发生的制冷成本，与运输距离相关。约束条件中，约束条件（7）表示需求点的需求量不能超过车辆已有的最大容量;条件（8）表示服务于所有需求点的车辆数不能超过冷库已拥有的最大车辆数;条件（9）表示一个需求点只能有一辆车为其服务;条件（10）和条件（11）表示一辆车可以为多个需求点提供服务;条件（12）表示需求点的流量平衡;条件（13）表示从冷库派遣出去的车辆要重新回到冷库的位置;条件（14）为决策变量的约束和时间约束。

2 算例分析

本文以某地区为例，产地位置相对比较分散，如图1所示。将每一个产地作为冷库的备选点，在39个乡村的位置选取2个地点作为产地冷库的建设点，如图2所示，在路径问题中，选取其中一个冷库点为研究对象，研究从这个冷库点到19个需求点的路径规划问题，需求点位置如图3所示。

图4为免疫优化算法的收敛图，从图4中可以看出，最优适应度值在第10次迭代时已经保持稳定，平均适应度值也慢慢变得平缓，表明免疫优化算法在求解选址问题时收敛速度较快。

在路径问题中，选取其中一个冷库作为路径问题中的研究内容，运用蚁群算法最终得到如图5所示的最佳路径。

从图6可以看出，在蚁群算法寻优的过程中，迭代次数达到快40次时才趋于平稳，寻优的速度较慢。在50次迭代过程中，每一次迭代的结果都是派出4辆车，最终总成本最小为3 580元，车辆行驶的总路程为269 km。

3" 结论

本文通过求解选址问题和路径规划问题，说明了在农产品产地建设产地冷库以降低农产品长途运输中的腐烂程度是可行的。对有冷藏需求的农户来说，将采摘下来不久的农产品直接送到产地冷库，相比于直接从产地运送到需求地的时间与距离上的损耗来说，提高了农产品的新鲜度。运营者可以将新鲜的农产品直接从产地冷库运送到需求点，降低了成本，节省了从产地到市区大型冷库的时间，也减少中途的装卸搬运次数，可以极大地减少农产品的腐烂度和不必要的损耗，保证新鲜的农产品能以最快速度到达消费者手中，提高消费者满意度。

未来可以进一步研究农户、冷库运营者和需求点三方之间的合作模式，如何才能更好地在保证农产品新鲜度的基础上尽可能提高三方的收益。除此之外，也可以研究由产地冷库提供的农产品的定价策略，因为这些农产品相比于其他产品新鲜度更高一些。在本文中假定了冷库中的农产品是由冷库运营者负责配送，若外包给第三方物流企业，多方的利益该如何协调。因此，本文为未来的研究内容提供一定的方向。

参考文献：

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[2] 李静，陈亚坤.农业公司化是农业现代化必由之路[J].中国农村经济，2022（8）：52-69.

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[4] FARAHANI R Z， FALLAH S， RUIZ R， et al. OR models in urban service facility location： A critical review of applications and future developments[J]. European Journal of Operational Research， Amsterdam： Elsevier Science Bv， 2019，276（1）：1-27.

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[7] 张杰，李妍峰.疫情环境下生鲜配送的选址-路径问题[J/OL].中国管理科学，1-12[2024-12-25].https：//doi.org/10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.0575.

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[9] 李娅，王旭坪，林娜，等.村镇农产品多类型预冷设施选址-路径优化模型及算法[J].系统工程理论与实践，2022，42（11）：3016-3029.

[10] 蒋海青，赵燕伟，张景玲，等.基于碳排放的开放选址-路径问题及算法[J].系统工程理论与实践，2020，40（1）：182-194.

[11] 王梦梦，韩晓龙.考虑碳排放的易腐品供应链选址-路径-库存联合优化[J].上海海事大学学报，2019，40（4）：45-51.

[12] 汤希峰，何杰，张浩.考虑碳排放的两阶段选址-路径问题及其算法[J].西南交通大学学报，2023，58（5）：1110-1116，1125.

作者简介：陈娟（1998-），女，硕士研究生。研究方向为供应链系统优化与管理。