城市配送问题研究综述

牛秀明，艾 振，李金雷

（湖北物资流通技术研究所，湖北 襄阳 441002）

城市配送问题研究综述

牛秀明，艾 振，李金雷

（湖北物资流通技术研究所，湖北 襄阳 441002）

鉴于城市配送对于现代物流服务系统的重要作用，对近几年围绕城市配送相关问题展开的研究进行了综述，具体对城市配送模式、配送车辆路径优化、配送中心选址、配送系统评价等方面的研究进行了综合分析，在此基础上对城市配送研究未来的发展趋势进行了预测。

城市配送；配送模式；路径优化；文献综述；趋势预测

1 引言

城市配送是现代物流服务体系的重要组成部分，其面向终端消费者，直接关系到广大城市居民的生产、生活需求能否得到高效的满足，因而是重大的民生工程。随着我国城市化进程不断加快，城市人口数量持续增长，加之现代商业模式的变革，城市中小批量、多品种、多样化、个性化的配送需求不断增加。随着人们生活品质的不断提升，城市居民对物流配送时效性、便捷性的要求日益增强，迫使制造、配送、流通企业等投入更多的人力、财力、物力，致力于改善城市配送环境、提升城市配送效率。但是，目前我国城市配送普遍存在配送方式粗放、效率低下、安全隐患多等问题，如何降低城市配送成本、提高配送效率，成为长期以来有待解决的现实问题，也促使城市配送问题成为众多学者研究的热点。

通过对国内外相关文献的查阅和分析发现，有关城市配送问题的研究已相对成熟，其研究内容和研究方法已渐成体系，许茂增等（2014）[1]的研究指出，关于城市配送的研究内容可以归纳到9个方面，本文重点从城市配送模式、车辆路径优化、配送中心选址、配送体系评价等方面，对城市配送问题国内外最新的研究文献进行综述分析。

2 城市配送问题研究综述

2.1 城市配送模式研究

国外方面，Alexandra Anderluh等（2017）[2]提出了一种基于时间和空间同步的两级城市配送模式，并采用启发式随机自适应算法计算对应的配送路径，同时计算出时间同步对于配送体系成本的影响。Teodor Gabriel Crainicac等（2016）[3]将物联网与城市配送体系相结合，提出了一种超连通型的城市配送网络模式。Thompson等（2012）[4]提出了集成化的城市配送网络，即供应商之间以协作的方式为终端用户提供配送服务，该模式可以有效减少运输距离和所需运输车辆数量，最终通过实证分析证明了该配送模式的有效性。

国内方面，黄芬等（2017）[5]从结成城市配送联盟、配送车辆绿色化改装、建立地铁配送系统及缩短城市配送线路、避免重复配送等方面，建立了新型的绿色城市配送模式。李强（2017）[6]基于互联网时代城市发展对配送的需求,分析了互联网时代下传统快递模式和众包快递模式各自的优缺点,提出了将两者有效结合的“传统快递+众包快递”的城市新型配送模式体系构建方法。周婧（2017）[7]将私车后备箱配送引入红酒城市配送体系，并对配送体系的节点设置、App系统、业务流程、运营流程等进行阐述，最后通过SWOT分析阐述了新模式的利弊。汪传雷等（2017）[8]在对比分析商超连锁主导型、第三方物流主导型和电商快递主导型三种主要的城市共同配送模式的基础上，运用现代规模经济思维，提出了绿色、低碳、智能化的城市共同配送模式，并将其具体细分为四种类型，进而计算出规模经济拐点，以使城市共同配送规模效应最大化。任为（2015）[9]提出了基于快递众包的城市配送新模式，并分析了实施该模式的切入点。从现有研究可以看出，目前关于城市配送模式的理论研究更加注重与最新型技术、理念等的结合，如低碳化、绿色化、物联网、智慧化等，新型技术与城市配送的结合，催生出了与时俱进的配送新模式，对于促进城市配送发展、降低配送成本、提高配送效率、构建智慧城市等起到了积极的促进作用。

2.2 城市配送车辆路径优化研究

国外方面，Anna Franceschettia等（2017）[10]研究了有访问限制情况下的车队路径优化问题，其将车辆路径问题转化为一个城市区域划分问题，每辆车单独分配一个服务区域，结论表明车辆行驶路线的长度，取决于分区的尺寸和区域内的客户密度，其开发了有效的算法来获得最优解，并给出了服务区域最优分区和车辆选型等建议。Patrick-Oliver Groba等（2016）[11]在城市配送路径规划方法中引入期望配送时间间隔的概念，用于平衡终端用户与城市配送服务商在成本、效益及配送可靠性方面的需求差异，其通过修正已有的鲁棒规划方法，推导出优化的城市配送路径，并通过数据仿真证实了新计算方法可以提供成本更低、配送更高效的路径规划。Winkenbach Matthias等（2016）[12]利用一种大规模静态、确定性混合整数线性规划方法，对城市配送服务商面临的两级配送网络的选址、线路规划问题进行建模，找出了确定网络选址和车辆路径规划的关键影响因素，并设计了新型算法对模型进行求解，有效地缩短了模型求取最优配置方案的时间。Mohamed Guedriaab等（2016）[13]对城市配送中涉及到的两个重要决策问题—车辆路径规划、车辆装载计划问题进行了综合考虑，在对城市配送相关干扰因素进行分析的基础上，提出了同时优化车辆路径和装载任务的混合算法模型，并在决策中引入鲁棒性的概念，以保证最终决策结果在一个可接受的范围内变动。

国内方面，张湘博等（2017）[14]对近几年有关车辆路径优化模型的典型算法进行了总结与比较，在此基础上提出了基于深度学习的路径优化算法，并最终通过对新算法与禁忌搜索算法的对比试验证实了新方法的优越性。王奕璇等（2017）[15]基于节能减排的新视角，对城市配送中带时间窗的冷藏药品配送路径问题进行研究，构建了非线性路径优化模型，并以上海某物流公司为实例，验证了所构建模型在进行配送车辆路径规划方面的有效性和可行性。张强等（2016）[16]采用动态规划的方法，构建了时间限制约束下的城市配送车辆路径优化模型，以实现整个城市配送网络的取货最优化。卢尔赛等（2016）[17]提出了基于时间窗、单点出发的城市配送车辆路径优化模型，并以沈阳市为例，利用Lingo软件证实了优化模型的有效性。王雪萍（2016）[18]采用节约算法对城市配送车辆路径进行优化研究，并以江苏绿草地纯水有限公司为例，对算法模型进行实证分析，证实了算法在优化城市配送路线、降低配送成本方面的有效性。张婷等（2015）[19]考虑了信息在城市配送过程中会出现实时变化情况的动态车辆路径规划问题，分析了交通中断、车辆运输突发故障等四种情况下的车辆路径实时优化问题，最终构建了动态车辆路径调度模型，并利用混合遗传算法对模型进行了优化求解。总体来看，有关城市配送车辆路径优化方面的研究主要在两个方面取得了进一步发展，一方面，在构建路径优化模型的过程中更加注重与城市配送现实情况的结合，如考虑时间窗、车辆故障、线路不通等问题，即在建模过程中进一步加入约束条件，以使其与现实情况更加贴近，另一方面，则是在优化模型求解算法方面出现了很多尝试，提升了模型求解的速度和有效性。

2.3 城市配送中心选址研究

国外方面，Collins Teye等（2017）[20]考虑了港口城市中多式联运配送中心的选址问题，其采用熵最大化的方法，将logit模式选择模型与配送中心定位模型相结合，引入非线性混合整数规划方法进行配送中心的选址建模。Vincent FYua等（2016）[21]基于终端用户有同时收发货需求的情境，以配送中心运营成本、车辆固定成本和变动成本总和最小为目标，构建了城市配送中心定位-路径选择的综合模型，提出了一种模拟退火算法对模型进行求解，并以实例证实了新算法的优越性。Ali Diabata等（2015）[22]基于城市节能减排的视角，考虑了需求不确定情况下的城市配送中心选址-库存的联合问题，其开发了一种新型遗传算法，通过对该算法的敏感性分析，证实了模型及算法在实践中的有效性。Herazo-PadillaNilson等（2014）[23]针对城市配送中心的选址问题，提出了一种基于整数线性规划的求解方法，并以法国圣艾蒂安市为例，证实了模型的有效性。

国内方面，豆训博等（2017）[24]构建了综合考虑配送中心容量和配送时间窗约束的城市配送中心选址模型，并以乌鲁木齐社区蔬菜配送问题为实例，借助Lingo程序求解出了最优化的选址地点，证明了所构建模型的高效性。赵泉午等（2017）[25]基于O2O的新视角，在考虑网络订单碎片化、城市配送成本、库存成本等的基础上，构建了以总成本最小为目标的城市配送中心店选址及终端需求点分配的联合优化模型，提出了改进的模型求解算法，并通过实证表明了模型及算法的有效性。周林等（2016）[26]针对网络购物日益兴盛的现状，考虑到其末端交付系统存在的送货上门和客户自提两种服务方式，以单个配送中心-多个备选自提点-多个客户群为研究对象，基于从配送中心派出的车辆同时服务自提点和送货上门客户群的混合配送模式，构建了配送中心选址与车辆路径优化结合的综合模型，设计了模拟退火启发式算法对模型进行求解，并以重庆某快递企业为实例，证明了模型及算法在配送中心选址与车辆路径设计方面的有效性。张冠湘等（2015）[27]在考虑配送车辆装载量、客户需求量、道路是否限行等约束的基础上，构建了带限行约束的城市配送网点选址的两层规划模型，并通过对带限行和不限行模型的求解证实了考虑限行条件将有助于配送中心运营成本的降低。周翔等（2014）[28]在B2C模式下，基于配送中心数量已确定的情境,同时考虑顾客满意度最大化和运输成本最低两个目标,对城市配送网络中的末端节点数量选择、配送中心和末端节点的选址定位问题进行了研究,建立了两阶段的布局优化模型。第一阶段先求解末端节点的数量和位置，第二阶段决定配送中心的选址定位，并通过算例验证了两阶段模型的有效性。从相关文献可以看出，城市配送中心选址问题常与车辆路径或库存问题结合考虑，近年来在配送中心选址模型建立及求解算法开发方面的理论成果居多，但同时人们也开始将新出现的如网络购物、特殊商品配送等问题考虑进选址模型，使模型运算结果更加贴近城市居民生活的变迁。

2.4 城市配送评价问题研究

国外方面，Tharsis Teoha等（2017）[29]基于智慧物流技术在城市配送领域的应用，通过对比过去15年间16篇基于仿真技术的智慧物流配送体系评价文献，分析了不同仿真技术在不同评价环境中的应用效果，为此后的城市智慧物流配送体系评价提供了方向。Sandra Melo等（2017）[30]考虑到电动自行车在城市配送体系的应用，从公共政策角度对电动自行车应用对城市配送的影响进行了评价，利用仿真技术对比分析了电动自行车与传统货车方案的优劣，对两种方案下的运输成本（包括正常运输成本、碳排放成本、人工成本和怠工成本等）进行了比较说明，结果证明在适当的空间范围内利用电动自行车进行城市配送对于降低配送成本、节能减排等有积极效果。Wouter van Heeswijk等（2016）[31]在同时考虑政府政策及企业计划对城市配送影响的基础上，提出了一种基于代理的仿真技术框架，用于评价多方作用下的城市配送运营效果。JSE Teo等（2014）[32]考虑到城市公路对城市物流效率的影响，提出针对城市公路发展水平的评价模型，为市政开发公路线路和企业货车运行路线规划提供参考依据。

国内方面，梁晨（2016）[33]构建了CSCD-GRNN模型用于评价城市配送资源的整合水平，并以北京市2005-2014年10年间的数据为例，对其城市配送资源整合情况进行了实证分析，验证了模型的有效性。宾厚等（2016）[34]将集对理论应用到生态城市共同配送风险评价中去，提出了一种基于集对分析的同异反五元联系数的风险综合评价模型，实现了对城市配送风险评价的动态与静态的结合。朱一青等（2015）[35]针对城市智慧物流配送的发展，提出了评价城市智慧配送发展的指标体系，并构建了相应评价模型。张宏达等（2014）[36]构建了基于配送路段、路径及配送网络的城市配送系统时间可靠性评价模型，并以此为基础提出了城市物流配送时间可靠性优化模型。从城市配送评价问题相关文献来看，对于具体评价内容有的是从配送系统整体出发，有些则是选取城市配送体系的子组成部分进行评价，具体的评价方法和建模方式则处于不断更新和完善的过程中。

3 城市配送问题研究发展趋势

由前文的文献综述可见，城市配送在模式选择、路径优化、配送中心选址、配送体系评价等问题上的研究已经较为成熟，目前城市配送相关研究更加注重与新兴技术、方法的结合，更加重视相关模型的合理性与求解算法的高效性，因此本文认为城市配送问题未来可以在以下方面进行进一步地研究与探讨：

（1）城市配送可持续发展问题研究。我国自1995年开始将可持续发展定位为国家的基本战略，其体现在社会生产、生活的方方面面，城市配送活动对城市环境具有明显的外部不经济性，探讨如何通过优化城市物流配送活动以减轻其对环境等的影响，是符合目前国情需要的一大研究重点。目前已有不少学者基于配送环境效益评估、低碳配送网络规划、碳排放政策等不同角度对城市配送可持续发展问题进行研究，亦有学者开始运用生命周期评价法分析城市配送对环境的影响，考虑到整个社会环境，这一问题在目前乃至未来值得从不同角度进行更深入的研究。

（2）大数据、云计算等技术在城市配送研究中的应用。目前我国城市化进程迅速，城市物流在“互联网+”战略的带动下快速发展，如何利用大数据、云计算等新一代互联网技术深度挖掘城市配送海量数据、查找规律，进而引导城市配送实现流程精简、效率提高，是值得关注的重点问题。

（3）城市智慧物流配送体系研究。《商务部办公厅关于智慧物流配送体系建设实施方案的通知》对智慧物流配送体系建设的目标、任务、保障措施等进行了界定，也明确了未来一段时间我国物流行业发展的重点，城市配送如何实现智慧化、信息化是其中的重要一环，本着理论指导实践的原则，关于城市智慧物流配送体系方面的研究将进一步深入和完善。

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Review of Research Literatures on Urban Distribution Problem

Niu Xiuming,Ai Zhen,LiJinlei

(Hubei Institute of Logistics Technology,Xiangyang 441002,China)

In this paper,in view of the important role played by urban distribution in the modern logistics service system,we reviewed the research literatures of the last few years surrounding the problems relating to urban distribution,in particular those on urban distribution mode,distribution vehicle route optimization,distribution center location allocation and distribution system appraisal,etc.,and on such basis, predicted the development trend of the researches in this field.

urban distribution;distribution mode;route optimization;literature review;trend prediction

F252.14;F570.8

A

1005-152X(2017)08-0021-05

2017-07-01

湖北省技术创新专项软科学项目“武汉城市智慧物流配送体系构建研究”（2016ADC049）

牛秀明，女，湖北物资流通技术研究所助理研究员，研究方向：物流管理。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.08.006