一、引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代物流已成為社會(huì)和企業(yè)的生產(chǎn)、供應(yīng)是否能夠高效運(yùn)作的關(guān)鍵。配送是將貨物從物流結(jié)點(diǎn)送達(dá)收貨人的過(guò)程，是物流的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接與消費(fèi)者或客戶(hù)溝通連接。配送需要按照客戶(hù)要求，按照需求貨物的種類(lèi)、數(shù)量、時(shí)間等方面要求進(jìn)行運(yùn)送，是“配”和“送”的有機(jī)結(jié)合。配送的線(xiàn)路、車(chē)輛規(guī)劃是否合理將很大程度上影響配送的成本、效益、速度和服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)前，物流網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大、客戶(hù)較多、時(shí)間要求精確對(duì)于配送提出了更高的要求，對(duì)于及時(shí)性、準(zhǔn)確性更加苛刻。因此，采用科學(xué)、合理、高效的方法確定配送線(xiàn)路和車(chē)輛調(diào)度計(jì)劃，變得至關(guān)重要。
國(guó)內(nèi)外許多研究對(duì)于配送線(xiàn)路安排問(wèn)題（VRP）和配送車(chē)輛優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題（VSP）都有了深入的探討，建立了相關(guān)的模型和算法。但將模型與日常配送系統(tǒng)的運(yùn)作相結(jié)合更為關(guān)鍵，在構(gòu)建計(jì)算機(jī)配送優(yōu)化系統(tǒng)前，需要對(duì)于模型和系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)、確認(rèn)，以保證系統(tǒng)模型對(duì)解決目標(biāo)問(wèn)題的匹配性和高效性。因此，需要建立一個(gè)合理的計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)，以及對(duì)系統(tǒng)未來(lái)運(yùn)行狀況的模擬、評(píng)估。
物流配送車(chē)輛路徑問(wèn)題的仿真研究，即是將對(duì)解決車(chē)輛線(xiàn)路安排、車(chē)輛調(diào)度問(wèn)題與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到將系統(tǒng)模型與現(xiàn)實(shí)需求目標(biāo)相匹配的目的。
本文將對(duì)物流配送規(guī)劃模型加以討論，并且以具有時(shí)間窗的整數(shù)規(guī)劃模型為例對(duì)其中模型的參數(shù)的計(jì)算機(jī)仿真生成和系統(tǒng)仿真方法進(jìn)行針對(duì)性的探討。
二、配送車(chē)輛優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題研究
?。ㄒ唬┡渌蛙?chē)輛優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題研究概況
一般認(rèn)為，不考慮時(shí)間要求，僅根據(jù)空間安排線(xiàn)路時(shí)稱(chēng)為VRP（Vehicle Routing Problem）問(wèn)題，當(dāng)引入時(shí)間等約束時(shí)成為VSP（Vehicle Scheduling Problem）問(wèn)題。由于Scheduling比Routing范圍大，因此一般統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輛優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題VSP。
VSP的算法國(guó)內(nèi)外有大量的研究，主要分為精確算法和啟發(fā)式算法兩類(lèi)。因?yàn)閂SP問(wèn)題是NP-困難問(wèn)題，采用精確算法如：分支定界法、割平面法等運(yùn)籌學(xué)算法時(shí)計(jì)算量隨需規(guī)劃的規(guī)模成指數(shù)增長(zhǎng)，在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)或很不經(jīng)濟(jì)。專(zhuān)家們致力于研究近似的得出較優(yōu)解得算法，即啟發(fā)式算法。該類(lèi)研究成果很多主要包括：
1、構(gòu)造算法（Constructive Algorithm）
包括：節(jié)約法（C-W）、插入法等
2、兩階段算法（Two Phase Algorithm）
包括：先路徑后分組法、先分組后路徑法等
3、亞啟發(fā)式算法（Met heuristics Algorithm）
包括：退火算法、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等
本文重點(diǎn)討論系統(tǒng)仿真方法，對(duì)各模型算法不做詳細(xì)的討論，僅以具有時(shí)間窗的整數(shù)規(guī)劃模型為例針對(duì)性的給出系統(tǒng)仿真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法及仿真方法。其他模型及算法可根據(jù)其原理進(jìn)行推廣。
?。ǘ┡渌蛙?chē)輛優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的模型建立
建立的數(shù)學(xué)模型一般有整數(shù)規(guī)劃模型和集合劃分模型兩種，這里主要討論整數(shù)規(guī)劃模型。為了具有一定代表性和適用性，因此建立帶有時(shí)間窗的整數(shù)規(guī)劃模型為范例：
目標(biāo)：車(chē)輛總運(yùn)輸費(fèi)用最低；
假設(shè)：使用的車(chē)輛全部相同，搬運(yùn)作業(yè)時(shí)間相同，不能早于或晚于預(yù)約時(shí)間一定時(shí)間，搬運(yùn)成本不計(jì)入運(yùn)輸費(fèi)用
增加采用硬時(shí)間窗約束，建立模型如下：
s.t.
其中：
N——區(qū)域中需求點(diǎn)集合，N={0，1，2，……，n}；
——需求點(diǎn)i需求量；
——車(chē)輛k服務(wù)的需求點(diǎn)集；
——車(chē)輛k的容量；
——i到j(luò)的單位運(yùn)輸費(fèi)用；
——需求點(diǎn)i預(yù)約最早時(shí)間；
——需求點(diǎn)i預(yù)約最晚時(shí)間；
——車(chē)輛k抵達(dá)需求點(diǎn)i的時(shí)刻；
——由點(diǎn)i到j(luò)之的間隔時(shí)間，包括行程時(shí)間和搬運(yùn)作業(yè)時(shí)間，即：，為ij間距，v為車(chē)速（取校內(nèi)限速）；
M——較大的正整數(shù)；
三、配送車(chē)輛優(yōu)化調(diào)度模型的數(shù)據(jù)仿真
?。ㄒ唬┓抡骐S機(jī)數(shù)的生成
為了測(cè)試配送車(chē)輛優(yōu)化調(diào)度模型的合理性和系統(tǒng)整體性能，需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。此時(shí)由于沒(méi)有真實(shí)的預(yù)約信息和用戶(hù)信息，需要對(duì)用戶(hù)的預(yù)約細(xì)節(jié)信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)生成，應(yīng)采用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的方法產(chǎn)生預(yù)約的用戶(hù)編號(hào)（位置）、每個(gè)用戶(hù)的預(yù)約量、預(yù)約時(shí)間，以便對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)的輸入和賦值，即對(duì)關(guān)鍵參數(shù)：、，進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)生成。
由于沒(méi)有系統(tǒng)中沒(méi)有實(shí)際的訂單，需要模擬預(yù)約生成的情況，而且客戶(hù)的分布、預(yù)約數(shù)量和時(shí)間要有一定得合理性，即符合系統(tǒng)預(yù)測(cè)的情況或歷史數(shù)據(jù)。鑒于本系統(tǒng)沒(méi)有歷史數(shù)據(jù)，只有預(yù)測(cè)的用戶(hù)分布和預(yù)約服務(wù)的情況，客戶(hù)預(yù)約情況都服從由調(diào)查結(jié)果和預(yù)測(cè)值得出的一定概率分布。
從理論上，服從某一分布的隨機(jī)數(shù)都可以通過(guò)對(duì)IID[0,1]均勻分布的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換得到，因此正確生成[0,1]上的均勻分布的隨機(jī)數(shù)就想得尤其重要。但計(jì)算機(jī)無(wú)法生成完全隨機(jī)的數(shù)字，需要借用一定方法進(jìn)行隨機(jī)數(shù)的生成，方法大致可以分為三類(lèi)：
1、專(zhuān)用的隨機(jī)數(shù)表
用已制作好的隨機(jī)數(shù)表進(jìn)行提取。但由于本系統(tǒng)需要的隨機(jī)數(shù)量較大，且需要把隨機(jī)數(shù)表輸入系統(tǒng)，將占用大量的內(nèi)存，所以不采用該方法。
2、物理方法
利用電子管、放射粒子計(jì)數(shù)器或晶體管噪聲發(fā)生器等物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器直接產(chǎn)生。考慮經(jīng)濟(jì)性和延展性，本系統(tǒng)不可能采用該方法。
