0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，二氧化碳排放量導(dǎo)致溫室效應(yīng)愈發(fā)明顯，低碳化發(fā)展已經(jīng)成為世界各地共同追求的目標(biāo)，我國也采取了各種措施減少溫室氣體的排放，發(fā)展綠色經(jīng)濟[1]。我國經(jīng)濟發(fā)展推動了物流業(yè)的發(fā)展，但在物流業(yè)發(fā)展的同時也出現(xiàn)了污染增加、交通擁堵等問題，因此，如何減少物流行業(yè)中的碳排放量，值得有關(guān)人員關(guān)注。配送是物流中的重要環(huán)節(jié)，合理規(guī)劃物流配送體系，優(yōu)化配送路徑對于實現(xiàn)物流低碳發(fā)展具有重要意義。本文以ZZ有限公司物流配送線路為研究對象，利用節(jié)約里程法進行計算，對配送路徑進行優(yōu)化，從而使碳排放量處于最低位。

1 問題描述

配送路徑問題屬于車輛路徑問題（vehicle routing problem,VRP）。在計算VRP時可以使用多種方法，但針對小規(guī)模配送，節(jié)約里程法具有非常強的實用性，操作容易，并且可選擇不同型號的車輛。

2 節(jié)約里程法

2.1 概述

節(jié)約里程法的核心思想是依次將運輸問題中的兩個回路合并為一個回路，每次使合并后的總運輸距離減小幅度最大，直到達到一輛車的裝載限制時，再進行下一輛車的優(yōu)化。

2.2 使用節(jié)約里程法的約束條件

①所有客戶的需求均可以被滿足。②車輛在其載重范圍內(nèi)。③車輛運輸時間和行車距離均在規(guī)定范圍內(nèi)。④運輸時間沒有超過客戶規(guī)定的時間[2]。

2.3 建立VRP模型

VRP模型需要達成的目標(biāo)為在多位客戶需要服務(wù)，一輛車無法運輸所有客戶的貨物，需要多輛車進行運輸時，在滿足一定約束條件的前提下，安排相應(yīng)數(shù)量的車輛，行走規(guī)定的線路，實現(xiàn)貨物運輸成本最低化，從而實現(xiàn)物流配送路徑最優(yōu)化。

2.4 節(jié)約里程法的基本原理

節(jié)約里程法原理如圖1所示。假如一家配送中心（DC）向兩個客戶a、b運貨，配送中心到這兩個客戶的最短距離分別為La和Lb,a和b間的最短距離為Lab,a、b的貨物需求量分別為Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于運輸裝載量Q。如果配送中心分別送貨，那么需要兩個車次，總路程為L1=2(La+Lb)[3]。如果改用一輛車對這兩個客戶進行巡回送貨，則只需一個車次，行走總路程為L2=La+Lb+Lab。由三角形的性質(zhì)可知，Lab

如果配送中心還存在著多個客戶，在運載車輛載重和體積都允許的情況下，可將其按照節(jié)約路程的大小依次連入巡回線路，直至滿載為止，其他客戶可用同樣方法確定巡回路線，另外派車。

2.5 節(jié)約里程法設(shè)計配送路線的步驟

首先，通過調(diào)研分析，取得配送中心到各分店的距離及載重量等基本信息，建立從配送中心向各分店分別派車配送貨物的初始方案。其次，繪制最短距離矩陣表，從配送網(wǎng)絡(luò)圖中列出配送中心至客戶之間的最短距離矩陣。再次，在最短距離矩陣中計算各分店之間的節(jié)約里程，繪制節(jié)約里程表，并將節(jié)約里程按大小排列分類。最后，按節(jié)約里程大小組成配送路線。

3 實例分析

本文以ZZ有限公司為實例進行研究，對其配送路線進行優(yōu)化。ZZ有限公司需要對一定距離范圍內(nèi)的10家客戶配送商品，當(dāng)前采用一一對應(yīng)的送貨方式。ZZ有限公司擁有2 t和4 t車輛可供使用，基于客戶對配送時間和服務(wù)的要求，車輛配送累計最長距離不得超過30 km。ZZ有限公司與各客戶的位置、運輸量如圖2所示。其中，ZZ有限公司用P表示，各客戶用a～j表示。

配送距離越長，燃油消耗量越大，燃油的消耗也是碳排放的重要來源之一。因此，配送總距離最小化成為配送路徑優(yōu)化的目標(biāo)。

3.1 初始方案

初始方案為從P點向各點分別派車送貨。配送網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

3.2 初始方案運行結(jié)果

從ZZ有限公司出發(fā)，需要設(shè)計10條配送線路，使用10輛2 t的配送車輛分別向10家客戶配送商品，總配送距離為148 km。

3.3 準(zhǔn)備相關(guān)資料

第一步，繪制最短距離矩陣（表1），從配送網(wǎng)絡(luò)圖中列出P點至各客戶間的最短距離矩陣。

第二步，從最短矩陣中計算客戶之間的節(jié)約里程，節(jié)約里程按公式ΔL=(La+Lb)-Lab計算。例如，節(jié)約里程（表2）的ab距離由表1最短距離矩陣中的pa+pb-ab計算得出，其他數(shù)值同理可得。

第三步，將節(jié)約里程按大小排列分類，如表3所示。

3.4 按節(jié)約里程排序表進行線路優(yōu)化

根據(jù)節(jié)約里程排序表進行線路優(yōu)化，將里程優(yōu)化數(shù)量最多的優(yōu)先進行回路合并，同時，考慮車輛的最長運輸距離及載重量，確定每條具體的線路。

(1）第一條配送線路。里程數(shù)節(jié)約最多的為a—b，對ab進行回路合并，線路為P—a—b—P，本線路的運輸距離為23 km，運輸量為2.2 t，超過小車2 t的限制，但沒有超過大車4 t的限制，運輸距離也未超過最遠運輸距離，因此，還可以繼續(xù)增加新客戶。新增c和j后，該線路的運輸距離為27 km，運輸量為3.6 t，配送距離載重量在允許范圍內(nèi)，第一條配送線路為P—c—b—a—j—P[4]。第一條配送線路如圖4所示。

(2）第二條配送線路。同理，可以得出第二條配送線路，即P—d—e—f—g—P。第二條配送線路如圖5所示。

(3）第三條配送線路。同理，可以得出第三條配送線路，即P—h—i—P。第三條配送線路如圖6所示。

3.5 線路優(yōu)化結(jié)果

線路優(yōu)化結(jié)果如表4所示。

線路優(yōu)化前，ZZ有限公司針對每個客戶采用一一對應(yīng)配送模式，總里程達到148 km，優(yōu)化成3條線路后，總配送里程為80 km，共節(jié)約68 km[5]。

3.6 碳排放分析

物流配送過程中產(chǎn)生的二氧化碳主要由燃油燃燒所致。因此，本文對物流配送過程中的二氧化碳排放量進行計算。從節(jié)點m到節(jié)點n碳排放的計算公式為：

式中：e———二氧化碳排放系數(shù)，值為2.66 kg/L;dmn———配送點m到配送點n之間的距離，km;C0———車輛單位距離的燃油消耗量，值為0.23 L/km。

本次運輸?shù)睦锍炭倲?shù)為80 km，由式（1）可得出本次運輸?shù)奶寂欧帕考s為48.95 kg，按照碳稅價格2元/kg兩元計算，可以降低碳排放成本約97.89元。

4 結(jié)語

在國家大力倡導(dǎo)環(huán)保的背景下，為了達到節(jié)能減排的效果，本文以ZZ有限公司物流配送線路為研究對象，利用節(jié)約里程法，對多輛運輸車將商品由配送中心單一發(fā)運至不同客戶的原始配送路線數(shù)據(jù)分析，結(jié)合相關(guān)因素的約束優(yōu)化配送線路，使配送成本最低化，碳排放量最小化，以此解決低碳物流配送路徑問題。本文通過改善原有配送線路，降低配送成本，同時，對未來物流配送行業(yè)的低碳發(fā)展提供思路和參考。