林副产品配送优化辅助决策模型及GIS集成研究
【摘要】：
物流配送是现代物流一个非常重要的内容,它是现代市场经济体制、现代科学技术和现代物流思想的综合产物。在配送过程中,配送线路合理与否对配送速度、成本、效益影响很大。合理的配送可以有效降低物流成本,满足消费者定点、定时、定量的商品消费需求,同时减小配送对城市环境造成的交通堵塞、噪音、污染等负外部效应。目前,在物流配送业务较多的情况下,单纯采用传统的人工办法在有限的市场许可范围内处理每日的配送最优方案已是不可能的。本文从基于GIS的空间信息管理与应用为出发点,在对林副产品配送辅助决策模型研究的基础上,旨在研究基于GIS的林副产品配送辅助决策系统的集成理论和方法,主要包括如下内容。
(1)分析了物流配送的发展及研究现状以及基于GIS的物流配送系统的国内外应用及研究现状,指出随着GIS/GPS技术的发展和应用,对车辆路线问题展开面向应用的研究将具有现实意义。但目前还缺少物流配送优化模型与GIS系统的集成方面的研究,同时还缺乏GIS实时路径获取及实时配送决策方面的研究和应用。
(2)系统研究了物流配送优化理论及算法基础。其中物流道路网络数据的计算机表达是实现物流配送优化的基础,分析了三种主要存储结构的空间和时间复杂度以及搜索机制。最短路径问题是GIS实时路径计算的基础,研究分析了当前各种最短路径算法,并对各种算法的实现过程进行了设计,阐述了物流交通网络中两类最短路径问题的快速实现技术。车辆优化调度问题是物流配送优化的重要理论基础,研究分析了三类配送优化问题;主要包括定位——配给问题(LAP)、车辆路线安排问题(VRP)和定位——运输路线安排问题(LRP)的主要特征及实现策略。分析了车辆优化调度问题的构成要素及类型,界定了本文研究的主要问题为单物流中心非满载车辆且封闭式的配送车辆路线优化问题。启发式算法是解决车辆优化调度问题的主要方法,分析了启发式算法理论基础、策略以及求解过程。这些分析保证了本研究问题的系统完整性,有的可以指导实践,有的为模型的建立和算法提供了基础和前提。
(3)分析了林副产品配送的特点和模式,指出非满载车辆优化调度问题是最具有普遍意义的研究问题。利用区位优势原理,构建了林副产品分区配送优化模型,并用遗传算法进行了模型的仿真计算,结果表明模型具有较好的适应性,能够解决林副产品配送车辆的优化调度问题。
(4)研究了物流配送优化模型与基于GIS的空间信息的系统集成问题,指出在关系数据库(RDBMS)中统一存储和管理空间数据和属性数据,是比较理想的空间数据和属性数据集成方法。分析了基于SuperMap GIS的电子地图数据组织方案,并在SuperMap GIS平台上进行了泉州市电子地图的组织开发。在SuperMap GIS道路网络数据拓扑处理的基础上,设计了适应快速搜索的物流配送优化系统数据组织方案。即用两个数组来存储及管理交通网络数据,一个用来存储和弧段相关的数据(Arc_List),另一个则存储和顶点相关的数据(Node_Index)。由于Arc_List记录了弧段的双向信息,虽然开支了一定的存储空间,但提高了搜索效率。设计了物流节点(即需求点或配送点)的数据的组织方式,用一个节点数组(L_Node)和一个弧段成本矩阵(L_Arc)来单独组织物流节点数据。最后分析了基于GIS的物流配送系统功能集成的主要模式,指出从开发成本和跨平台等方面考虑,J2EE、EJB和XML组合的功能和作用将是基于GIS的物流配送系统走互联网架构的理想选择。
(5)进行了基于GIS的林副产品收配一体化辅助决策系统方案的设计,提出了以订单管理为中心的林副产品收配一体化辅助决策系统通用解决方案。
【关键词】：配送优化 辅助决策模型 地理信息系统(GIS) 集成 林副产品 【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S712
【目录】：
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 1 引言10-26
- 1.1 研究背景10-11
- 1.2 物流配送问题的国内外研究现状11-18
- 1.2.1 物流的发展现状11-15
- 1.2.2 物流配送的发展现状15-17
- 1.2.3 物流配送优化问题的研究现状17-18
- 1.3 基于GIS的物流配送系统的国内外研究现状18-23
- 1.3.1 GIS应用于物流的理论基础18-19
- 1.3.2 基于GIS物流中心的选址研究19-20
- 1.3.3 GIS在物流车辆的定位导航中的应用20-21
- 1.3.4 基于GIS的物流配送系统的集成21-23
- 1.4 存在的问题和不足23
- 1.5 本研究的主要内容23-24
- 1.5.1 主要内容23-24
- 1.5.2 研究的方法和技术路线24
- 1.6 小结24-26
- 2 物流配送优化基础研究26-50
- 2.1 物流配送网络研究26-30
- 2.1.1 网络图概述26-27
- 2.1.2 物流配送网络的计算机表达27-30
- 2.2 最短路径问题30-39
- 2.2.1 最短路径问题概述31
- 2.2.2 最短路径算法选择31-37
- 2.2.3 最短路径算法快速搜索技术37-39
- 2.3 物流配送车辆优化调度问题39-47
- 2.3.1 车辆优化调度问题分析40-43
- 2.3.2 配送车辆优化调度问题的构成要素43-45
- 2.3.3 配送车辆优化调度问题的分类45
- 2.3.4 对本文所研究的配送车辆优化调度问题的界定45-46
- 2.3.5 车辆优化调度问题的算法46-47
- 2.4 启发式算法理论47-48
- 2.4.1 启发式算法策略47-48
- 2.4.2 启发式算法的评价48
- 2.4.3 启发式算法的求解过程48
- 2.5 小结48-50
- 3 林副产品配送优化模型研究50-73
- 3.1 林副产品物流及配送现状50-52
- 3.1.1 林副产品概念的界定50-51
- 3.1.2 林副产品物流及配送现状51-52
- 3.2 林副产品配送特点分析52-53
- 3.3 林副产品物流配送模式分析53
- 3.4 林副产品配送业务构成53-54
- 3.5 林副产品配送优化策略54-56
- 3.5.1 路线规划策略55
- 3.5.2 分区规划策略55-56
- 3.6 林副产品分区配送研究56-64
- 3.6.1 对问题的约定56
- 3.6.2 模型构建的思想56-58
- 3.6.3 林副产品分区配送的数学模型58-59
- 3.6.4 基于遗传算法的林副产品分区配送模型实现59-64
- 3.7 实例分析64-70
- 3.8 林副产品分区配送模型的适用性分析70-72
- 3.9 小结72-73
- 4 物流配送优化模型与GIS集成73-90
- 4.1 空间数据与属性数据集成策略73-78
- 4.1.1 空间数据与属性数据的分离存储73-74
- 4.1.2 空间数据与属性数据统一存储74-76
- 4.1.3 基于SuperMap GIS空间数据组织76-78
- 4.2 物流配送优化模型GIS集成78-85
- 4.2.1 道路网络拓扑关系处理78-81
- 4.2.2 物流配送优化模型数据组织设计81-85
- 4.3 基于GIS的物流配送系统功能集成策略85-89
- 4.4 小结89-90
- 5 基于GIS的林副产品收配一体化辅助决策系统设计90-106
- 5.1 系统功能分析90-93
- 5.1.1 林副产品配送的业务特点分析90-91
- 5.1.2 系统功能分析91-93
- 5.2 系统设计93-99
- 5.2.1 系统总体设计93-94
- 5.2.2 系统组织结构设计94-96
- 5.2.3 系统业务流程设计96-98
- 5.2.4 系统网络结构设计98-99
- 5.3 数据库设计99-101
- 5.3.1 电子地图设计99-100
- 5.3.2 道路网络数据模型100
- 5.3.3 物流节点数据模型100-101
- 5.4 系统实现101-104
- 5.4.1 选择合适的数据库平台101
- 5.4.2 选择合适的开发环境101-103
- 5.4.3 设计最佳的网络平台103
- 5.4.4 设置系统的最高安全性103-104
- 5.5 系统适用性分析104-106
- 6 结论与讨论106-108
- 6.1 主要结论106
- 6.2 主要创新之处106-107
- 6.3 讨论107-108
- 参考文献108-118
- 导师简介118-120
- 个人简介120-121
- 攻读博士学位期间参加科研项目及发表论文121-122
- 致谢122
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