基于BPR函数对时变交通拥堵条件下物流配送的优化研究

钱泽新　孙晓阳　肖茂彩　张秋航

摘 要：目前，城市交通拥堵现象十分严重。而货运汽车保有量，尤其是物流企业配送用车数量的增长是加剧交通拥堵的一大因素，交通拥堵与物流配送间存在紧密联系。文章以成都市为例，分析交通拥堵和物流企业发展的现状，并利用BPR函数分析市区三环内模拟物流设施点附近主干道交通流对货物配送的影响，从而提出配送时间优化方案，为现实中物流企业提供参考。

关键词：交通拥堵；通勤时间；物流配送；BPR函数

中图分类号：U491.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0058-02

1 研究背景

随着我国社会的发展，城市机动车保有量不断提高。以成都市为例，截止2014年9月中旬汽车保有量已达到307万辆。同时，城市交通拥堵也日渐严重。

目前，我国各大城市都出现了不同程度的交通拥堵现象。2014年第二季度我国部分特大型、大型城市拥堵延时指数均在2以上，交通拥堵十分严重。这不但抵消了高机动化率为居民出行带来的便利，而且提高了城市运行成本。

与此同时，我国物流业正不断发展壮大。2014年，全国社会物流总额超过210万亿元，按可比价格计算，同比增长8%左右。企业为满足扩大的市场需求，会通过提高货运汽车保有量，来达到优化配送效果，提升顾客满意度的目的。

在此背景下，缓解交通拥堵和物流企业利用货运汽车配送货物的需求便存在矛盾。

本文将以成都市为例，模拟物流企业在三环内布局的设施点，研究通勤时段交通拥堵对配送业务的影响，并提出优化方案。

2 城市交通拥堵与货运车辆的现状分析

2.1 城市交通拥堵的特点

2.1.1 交通拥堵日渐常态化

目前，我国各大城市交通拥堵已日趋常态化。以成都市为例，2014年第二季度，拥堵延时指数为1.93，名列全国第9位。

交通拥堵成为典型”城市病“问题。而交通拥堵时时间也在不断延长。

2.1.2 通勤时段拥堵现象严重

城市交通拥堵现象在高峰时间尤为严重。一般来说，城市主要干道在通勤时间内的拥堵问题较一般道路突出。通勤时间为居民出行的主要时段，道路通行压力大。

2.1.3 关键道路交通拥堵多发

城市主干道周边通常聚集了重要的地标性建筑，是人流、车流密集之处，较易发生拥堵。

目前我国诸多城市的主干道交通量多处于饱和或超饱和状态。

在成都市三环内，有一环路、二环路和25条放射性干道，其中一环路、二环路以及蜀都大道、蜀汉路等都是拥堵高发路段。

2.2 物流企业货运车辆的现状

2.2.1 货运汽车保有量不断增加

目前，物流企业为了满足不断扩展的市场需求，提高服务水平和顾客满意度，通过增加货运车辆的数量，提高货运量是主要手段之一。

该现象导致城市道路中的货运车辆比重不断增加，成为城市交通运输中的重要组成部分。

2.2.2 货运车辆日常配送效率不高

在市场对物流企业的需求扩大的大好形势下，存在着货运车辆配送效率不高的问题。目前，受交通拥堵现象影响，货运车辆在运输途中花费过多时间，导致车辆配送效率低下，客户满意度不高。

2.3 现实需求分析

在交通拥堵成为社会热点的背景下，如何解决这个“城市病”问题需要社会各界的努力。蓬勃发展的物流行业，为了进一步的发展，利用货运车辆开展配送业务是必然之举。

但是，货运车辆一般体积较大，虽然不少物流企业已利用较小的面包车进行配送，但是城市道路中的货运车辆仍然占据较大比例，是造成拥堵的不可忽视的因素。

同时，交通拥堵也会导致物流企业在配送过程中花费过多时间，致使配送效率低下。

因此，城市交通拥堵和物理配送之间存在多大关系，以及如何通过缓解其中的矛盾来优化物流配送和城市交通值得研究。对这一问题的分析，有利于通过优化物流企业的配送工作，也能对缓解交通拥堵产生一定作用。

3 交通拥堵对物流配送的影响分析

3.1 物流设施点布局模拟

本文假设物流企业在成都市三环内有6个设施点分布，接受从2个仓库运抵的货物，并为顾客提供物流服务。关于这6个设施点的数据见表1。

3.2 模型的建立与分析

本文选用的是广为接受的美国联邦公路局函数（BPR函数），具体公式为：

tij（xij）=t■■1+a■■

其中：

xij表示OD对i，j间的交通流量；

tij（xij）表示交通流量为xij时，道路实际通行时间；

t■■为自由流时间；

cij为道路交通流容量；

a，？茁为常量。

按照惯例，常量取值为a=0.15，？茁=4。

3.3 模型的求解

将相关数据代入BPR函数，所得结果见表2。

4 解决方案的提出

目前，虽然成都市对货车进入城区有特殊规定，但是不少物流企业采用面包车来达到及时配送的目的，仍难以避免通勤时间交通拥堵的烦恼。但是，若货车错峰出行不但能提高配送效率，还能减轻通勤时间的交通拥堵。分析表2，可以发现从仓库至各设施点在通勤时段内的配送时间较自由流时间延长多倍，在非通勤时段则明显减少。由此，可以对物流企业配送时间进行优化，见表3。

5 结 语

本文以成都市为例，将城市交通拥堵与物流企业的货运车辆保有量的增加关联起来，分析其中的联系和现实需求。接着，本文模拟三环内物流设施点的配送模式，利用BPR函数分析了配送时间内交通拥堵对配送业务的影响。在此基础上，分析物流配送的最佳时间，提出了优化方案。

参考文献：

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08-20/2015-04-01.