道路循环甩挂运输车辆调度研究

于天宇

[摘 要]本文基于道路循环甩挂运输模式的调度方法，以运输成本和牵引车的使用数量最小为目的，建立相应的数学模型，使用模拟退火算法对模型进行求解，并且对某物流企业实际运行进行分析，运用循环甩挂运输设计调度方案，与传统模式进行比较，得出甩挂运输比传统运输具有效率高、成本低等明显优势。

[关键词]循环甩挂；车辆调度；模拟退火算法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.16.056

[中图分类号]F259.22；U492.3 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）16-00-02

多点循环甩挂运输是指在车辆沿环形式路线行驶的基础上，进一步组织甩挂的组织方式。它要求在闭合循环回路的各装卸作业点上，配备一定数量的周转挂车，牵引车每到达一个装卸作业点便甩下所带挂车，等待卸货或挂上预先装好的挂车前往下一个目的地。循环甩挂实质是用循环调度的方法来组织封闭回路上的甩挂作业，即将载货牵引车作为循环调度的对象，把挂车当作车辆在环形式路线上行驶时需要装载或卸载的货物。

1 循环甩挂运输的优势

1.1 提高车辆利用率

循环甩挂运输是在闭合的回路上进行的，因此，牵引车在回路上的各节点基本上都会装上挂车，从而减少车辆的空载运输等，提高了车辆的利用率。

1.2 减少装卸作业的等待时间

循环甩挂运输在每个节点上都会配有挂车，在牵引车到达前将货物预先装卸好，牵引车到达后甩下所带的挂车，装上预先准备好的挂车，从而减少装卸时间。

1.3 减少相应的成本支出

在循环甩挂运输过程中，由于牵引车的需求小于挂车的数量，因此减少了牵引车的购置，降低了购置成本，同时也减少了驾驶员的数量，节约了相应的成本。

2 循环甩挂的基本要求

循环甩挂涉及面广，组织工作较为复杂，因此，组织循环甩挂通常需要满足以下一些基本条件。

2.1 货运量大且稳定

稳定、充足的货源是循环甩挂运输的重要条件，只有保证货物有充足的货量，才能充分体现出循环甩挂运输的优势，提高运输效率。

2.2 所有节点能够构成循环式行驶路线

循环甩挂运输的基本要求是能够组织车辆沿环形路线进行运输，因此，在组织循环甩挂运输时，线路上各节点构成的行驶路线必须是循环式行驶路线。

2.3 装备完善的站场设施

有了完善的装备设施，才能将周边的物资集中起来，然后才能在其他站场之间进行运输。为了提高装卸作业的效率，相关企业应对货运站场的设施进行改进，满足甩挂运输装卸作业要求，提高装卸效率，使其能够最大化服务循环甩挂运输。

2.4 良好的交通状况

良好的道路行驶条件是保证循环甩挂运输的重要条件，只有保证行驶线路的交通状况良好，才能使循环甩挂运输正常运行。

3 循环甩挂车辆调度模型

3.1 模型说明

循环甩挂运输的车辆调度问题可以表述为：在一个闭合的循环线路上，牵引车从车场出发行驶在循环线路上，经过装卸点时甩下所带的半挂车，并拖带上已经完成作业的半挂车继续行驶。在线路上的各装卸点上有足够数量的空挂车，且挂车能够通用，但服务点自身拥有的挂车数保持不变。为满足服务点之间的货运需求，在甩挂运输的模式下，牵引车从车场出发向多个服務点执行配送任务，在有限时间内完成货运需求后返回车场，安排牵引车合理的配送路线。

3.2 参数说明

循环甩挂运输的车辆调度模型的参数表（见表1）

3.3 建立道路循环甩挂运输车辆调度模型

道路循环甩挂运输车辆调度模型的优化目标：

最少车辆配置：min{k}

最小成本：minC

循环甩挂运输车辆调度模型的约束约束条件如表2所示。

4 实例分析

4.1 G物流企业运输示意图及数据

G物流公司是一家集公路运输、铁路运输、城际配送于一体的物流公司，其在全国拥有多个分公司以及配送网点，以下是该公司某次的调度任务，本文计算最优甩挂运输调度方案，与目前采用的单车调度方案进行效益对比。为了方便叙述，本文以A、B、C等字母表示主要的节点。

（1）车场与各站点的分布，并以O、A、B、C、D、E表示，如图1所示。

（2）调度过程中，牵引车的速度以及成本等数据，如表3所示。

4.2 甩挂运输方案及成本分析

根据文中所提供的数据，运用模拟退火算法来进行计算，采用Matlab软件编程，算法的主要参数设置为：T0=100，温度衰减系数k=0.85，终止温度Tf=0.1，当前温度迭代次数L=100，最终得出运输线路为：

线路1：O—A—B—D—E—D—O

线路2：O—A—C—D—B—O

线路3：O—B—E—C—O

其运输成本为：

总成本C=重车油费+空车油费+固定成本+惩罚成本+司机工资

总成本=0.6×696+0.3×294+300×3+30×7+150×3=2065.8元

所以，该物流企业实行循环甩挂运输的最后每天总成本

C0=2 065.8元。

4.3 循环甩挂与单车调度的对比

4.3.1 单车调度运输方案和成本计算

单车调度其运输成本为：

总成本C=重车油费空车油费+固定成本+司机工资

总成本=0.6×696+0.3×1150+300×9+150×11=5112.6元

所以，该物流企业实行单车调度的最后每天总成本C0=5 112.6元。

4.3.2 循环甩挂与单车调度的对比

从文中的计算可以看出，在固定成本方面，由于车辆的减少致使每天的固定成本降低了1 800元；在油费方面，空车行驶中油费的成本降低了256.8元；在司机工资方面，由于司机的数量减少，从而减少了1 200元的支出；在惩罚成本中，由于甩挂运输过程中存在超时的现象，致使成本增加了210元，最终循环甩挂运输使成本降低了3 046.8元。

5 结 语

甩挂运输作为一种先进的运输方式，在国外已经成为一种主流的运输模式，其对提高运输效率、降低运输成本、促进资源节约等具有明显的优势。本文只是对循环甩挂运输调度进行了初步研究，对其他模式模式的调度还需进一步的研究。

主要参考文献

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