考虑不确定因素的低碳物流配送优化研究

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3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 1.2MB 46 页 15积分

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摘要

如何协调经济发展与环境之间的矛盾，毫无疑问是当前我们面临的一个重要

课题。物流行业作为我国国民经济的支柱产业之一，近年来呈现蓬勃发展的态

势，但是，物流业在发展的同时伴随着大量的能源消耗和二氧化碳排放，是各行

各业中最大的二氧化碳排放源，是造成环境污染和雾霾的元凶之一。因此，物流

企业严格控制配送过程中的碳排放具有重大的现实意义，最终促进物流业和环境

的协调发展。

目前低碳物流配送研究方面存在以下两点不足：（1）研究碳排放成本时，根

据配送路径距离最短间接推出最小碳排放成本或碳排放量，而不是直接计算碳排

放成本或碳排放量并整合到目标函数中，这就有可能得出最短配送距离与最小碳

排放成本或碳排放量等价的不准确的结论；（2）研究低碳物流配送问题时，一般

将各种不确定因素忽略不考虑或者直接设为定值来研究，优化结果与现实情况相

差很大。

本文首先分类整理低碳物流配送的相关文献，分析了低碳物流配送的各种不

确定因素（包括配送车辆型号、天气状况、交通信息和路况条件等），并利用期

望值和三角函数对不确定因素进行了处理；其次建立了考虑碳排放的以总成本最

小为目标的低碳物流配送优化模型；最后结合模拟案例，利用禁忌搜索算法对其

求解，案例的求解结果验证了低碳配送比不考虑低碳的物流配送成本更低、更环

保。论文的研究有助于绿色物流、低碳物流的可持续发展。

关键词：低碳配送不确定因素禁忌搜索绿色物流

ABSTRACT

How to coordinate the contradiction between economic development and

environment, there is no doubt that is the current we are faced with an important

subject.Logistics industry as one of the pillar industries of the national economy,

showed vigorous development trend in recent years, however, at the same time in the

development of logistics industry with a large number of energy consumption and co2

emissions, is the biggest source of carbon dioxide emissions from all walks of life, is

one of the main causes of environmental pollution and fog.Therefore, in the process of

logistics enterprises strictly control the distribution of carbon emissions is of great

realistic significance and eventually promote the coordinated development of the

logistics industry and the environment.

The current low carbon logistics research two deficiencies: (1) the research cost of

carbon emissions, according to the distribution distance shortest path with minimum

cost of carbon emissions or carbon emissions, rather than directly to calculate the cost

of carbon or carbon emissions and integrated into the objective function, this is likely to

conclude that the shortest delivery distance and minimum cost of carbon or carbon

emissions equivalent inaccurate conclusions;(2) the research of low carbon logistics

distribution problem, the various uncertain factors are ignored don't consider or directly

set as constant value to research and optimization results and the difference in reality.

In this paper, first of all sorts of low carbon logistics related literature, analyses the

low carbon logistics distribution of various uncertain factors (including distribution

vehicle model, weather conditions, traffic information and traffic conditions, etc.), and

use the expectations and trigonometric function of uncertainty factors in the

processing;Secondly established considering carbon emissions to the target of

minimizing the total cost of the low carbon logistics distribution optimization

model;Finally combining simulation case, use the tabu search algorithm to solve it, the

results of solving the case to verify the low carbon distribution ratio does not consider

low carbon logistics cheaper and more environmentally friendly.Thesis research

contributes to the sustainable development of green logistics, low carbon logistics..

Key words: low carbon distribution Uncertainty Tabu search Green

logistics

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ..............................................................1

1.1 研究背景与意义 ..................................................... 1

1.1.1 研究背景 ........................................................1

1.1.2 研究意义 ........................................................2

1.2 国内外研究综述 ..................................................... 2

1.2.1 低碳物流配送路径优化模型研究 ....................................3

1.2.2 低碳物流配送路径优化算法的研究 ..................................4

1.3 论文结构和研究方法 ................................................. 5

1.3.1 论文结构 ........................................................5

1.3.2 研究方法 ........................................................6

第二章物流配送研究理论分析 ..............................................8

2.1 物流配送的概念和特征 ............................................... 8

2.1.1 物流车辆路径优化的定义 ..........................................8

2.1.2 物流配送优化研究问题分类 ........................................9

2.1.3 物流配送需考虑因素分类 .........................................11

2.2 低碳物流配送 ...................................................... 12

2.2.1 低碳物流的概念和起源 ...........................................12

2.2.2 低碳物流配送优化目标 ...........................................13

2.2.3 低碳物流策略 ...................................................14

第三章考虑不确定因素的低碳物流配送优化模型分析与建立 ...................15

3.1 低碳物流配送的影响要素研究 ........................................ 15

3.2 典型的物流配送优化研究模型 ........................................ 18

3.3 不确定因素的两种处理模型 .......................................... 19

3.3.1 不确定影响因素转化为期望值的研究模型 ...........................19

3.3.2 应用三角模糊数建立模型 .........................................21

3.4 考虑不确定因素的低碳物流配送模型建立 .............................. 22

3.4.1 模型构建的前提假设 .............................................22

3.4.2 实际距离转化为理想距离 .........................................23

3.4.3 碳排放成本计算 .................................................23

3.4.4 模型构建 .......................................................24

第四章考虑不确定因素的低碳物流配送优化模型算法设计 .....................27

4.1 算法选择 .......................................................... 27

4.2 禁忌搜索算法 ...................................................... 27

4.2.1 禁忌搜索算法的原理 .............................................27

4.2.2 禁忌搜索算法的设计 .............................................27

第五章案例分析 .........................................................31

5.1 背景介绍 .......................................................... 31

5.2 不考虑低碳的物流配送优化研究 ...................................... 32

5.3 低碳物流配送优化研究 .............................................. 34

5.4 结果对比分析 ...................................................... 36

第六章结论与展望 .......................................................38

6.1 总结 .............................................................. 38

6.2 研究不足与展望 .................................................... 38

参考文献 ...............................................................40

研究生期间发表的论文 ...................................................43

致谢 ...................................................................44

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

近代社会，世界的经济、信息和网络全球化已然成为一种新常态，物流配送

环节也随之成为世界各国的产品与货物的全球化生产，网络化配送与销售及售后

服务的一项重要增值服务功能。它在改变物流企业传统生产贸易方式和运输方式

的同时，也对企业的运营管理和供应链管理的传统思想提出了新的挑战。随着全

球信息化和经济全球化的进一步推动，尤其是随着数据库技术，电子数据交换，

电子订货系统，条码技术，有效的顾客反应和企业资源计划等新技术与观念的普

遍应用，现代物流行业的营运的重要目标和整个物流行业的发展方向逐渐是物流

的网络化布置与企业的匹配[1]。

进入二十一世纪以来，世界各国的物流企业之间的贸易往来日益频繁，市场

竞争越来越激烈，为占领市场，各物流企业必须考虑最大化降低物流成本以保证

利润充裕空间，因而物流配送成本成为各国和企业不得不考虑的一部分；同时，

近年来，导致全球气候变暖的原因温室气体（主要是指二氧化碳）越来越受到世

界各国的格外重视，地球温室效应产生的各种灾害越来越频繁，世界上 184 个国

家在 1997 年签订了《京都协议书》，旨在限制发达国家温室气体排放量来抑制全

球气候变暖，我国也在党的十七大会议上提出：加快转变发展方式，努力控制温

室气体排放，建设资源节约型和环境友好型社会，同时国务院也发文“到 2020

年我国单位国内生产总值二氧化碳排放量比 2005 年下降 40%-50%”作为约束性

指标纳入国民经济和社会发展的长期规划目标，而根据历年能源交通报告的相关

数据，统计分析得出交通运输业所排放的二氧化碳是总全球二氧化碳排放量的

30%左右，超过工业，农业，商业等行业的二氧化碳排放量，是最大的二氧化碳

排放源，在物流配送优化网络设计中考虑碳排放因素具有现实意义，“低碳物

流”和“绿色物流”逐渐成为世界各国的共识[2]。

而如今电子商务的高速发展也必然推动物流配送行业的飞速发展，各大电商

也竞相斥巨资不断加强和扩充自己的物流配送系统，像阿里巴巴收购的菜鸟物

流，参股的星晨快递和百世物流，京东商城正在全国各地大规模建造大型物流配

送中心等，然而我国大部分的中小物流企业没有这样的实力进行物流配送系统构

建，导致物流配送成本占企业总成本比率居高不下，空载，迂回运输情况屡见不

鲜。此时必然带来很多问题，怎样保证各物流企业的物流配送快、准、低成本、

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摘要：

摘要如何协调经济发展与环境之间的矛盾，毫无疑问是当前我们面临的一个重要课题。物流行业作为我国国民经济的支柱产业之一，近年来呈现蓬勃发展的态势，但是，物流业在发展的同时伴随着大量的能源消耗和二氧化碳排放，是各行各业中最大的二氧化碳排放源，是造成环境污染和雾霾的元凶之一。因此，物流企业严格控制配送过程中的碳排放具有重大的现实意义，最终促进物流业和环境的协调发展。目前低碳物流配送研究方面存在以下两点不足：（1）研究碳排放成本时，根据配送路径距离最短间接推出最小碳排放成本或碳排放量，而不是直接计算碳排放成本或碳排放量并整合到目标函数中，这就有可能得出最短配送距离与最小碳排放成本或碳排放量等价的不准确的...

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