本文是一篇物流論文，文章對低碳冷鏈物流網絡優化問題進行研究分析，分析問題間的聯系，為冷鏈物流企業進行網絡優化、提高配送中心選址和對應的車輛路徑方案等問題，提供一般性的解決方案與建議。

第一章 緒論

1.1研究背景及研究意義

1.1.1生鮮農產品冷鏈物流研究的重要性

隨著現代社會經濟發展和人民生活消費水平逐步提升，我國作為鮮活農產品生產和消費大國，居民對日常生活中豐富多樣的生鮮食品的消費需求加快提升，對食品流通安全的要求也日益提高，生鮮農產品冷鏈物流行業正迎來黃金增長期的同時，也面臨著挑戰。國家相繼提出“互聯網+”、“一帶一路”，促進了冷鏈物流行業發展，明確了冷鏈物流發展的思路和方針。2010年國家發改委編制的《農產品冷鏈物流發展規劃（2010-2015）》也指出我國生鮮農產品產量增長迅速，冷鏈物流比例逐步提高、規模快速增長，需要進一步建設發展農產品冷鏈物流。2011年國務院辦公廳發布《關于加強鮮活農產品流通體系建設的意見》，建議加強鮮活農產品流通基礎設施建設，健全農產品冷鏈物流體系，提升流通現代化水平。隨著農產品冷鏈物流發展環境的不斷改善、農產品的產量和流量的快速增長以及儲藏保鮮等技術的迅速發展和廣泛應用，農產品冷鏈物流已經初具規模，并得到一定的發展。2015年中央一號文件繼續聚焦“三農”，大大促進了涉農電商的發展，為農產品冷鏈物流行業發展添加了新的助推劑。

隨著食品消費需求的旺盛和消費意愿的提升，我國冷鏈物流發展獲得了寶貴的發展契機。據中國冷鏈物流行業發展2019年統計數據顯示，2016-2019年我國食品冷鏈物流需求量同比增速保持在20%左右，2019年約2.35億噸，同比增長24.65%；冷鏈物流總額為6.1萬億元，同比增長27.08%。同年的冷藏車保有量達到21.47萬臺；冷庫容量達到6052.5萬噸。2020年，生鮮電商發展迅猛，加上冷鏈基礎設施不斷完善以及市場環境不斷改善，我國冷鏈物流的市場需求在未來也將進一步增長。

1.2國內外研究現狀及研究評述

1.2.1關于生鮮農產品物流的研究

國外的歐美等發達國家在二十世紀三十年代中期就出現了生鮮農產品物流系統的基礎概念，目前也擁有了一套相對成熟的冷鏈體系，逐步延伸到供應鏈體系研究上來，總的來說多是以宏觀的角度研究冷鏈物流配送路徑的方案。Ana等[1]研究了生鮮蔬菜的運輸路徑優化問題，考慮了時間成本、貨損成本等約束條件，在一定程度擴大了路徑優化的研究方向。Omar等[2]分析了生鮮農產品的儲存和配送兩個過程中的關鍵因素，構建了以最大利益為目標的模型。Rahimi等[3]將碳排放和燃料消耗進行量化，構建了以低配送成本、高服務水平以及低碳排放量的多目標數學模型，對冷鏈配送問題進行研究關鍵因素。J. René等[4]基于傳感和信息技術等智能手段，研究如何將新鮮食品以最少的浪費方式送到消費者手中，從而在整個供應鏈中的數據轉化為高效的供應鏈決策。

國內關于生鮮農產品物流的研究在生鮮產品的特征和不同的限制條件下主要集中在配送系統、模型構建及其求解算法上。在生鮮農產品配送系統研究方面，翁心剛[5]對生鮮產品的物流立體式多核結構模型進行了設計，并使用了PCANS、立體多核網絡模型的技術。楊信廷等[6]基于大數據和云計算等技術構建起了一個智能配送系統，系統可以自主追蹤貨物的位置、并計算貨物配送所需時間、并且實現了實時監控貨物情況。黃華芳等對[7]以及時配送為目標的生鮮農產品配送系統進行研究，在生鮮農產品物流配送路徑規劃模型里加入時間窗因素，且最終運用改進的蟻群算法進行模型求解。韓俊德等[8]新穎地將基于物聯網作為農產品配送模式的背景，通過物聯網技術對配送所需要的各項數據和信息進行提取，同時實現數據的交換與處理，以此提升農產品配送服務的質量水平。在生鮮農產品配送模型的構建和求解方法的研究方面，葛顯龍等[9]研究了考慮時間窗的模型和算法，目標函數是使得配送成本最小。

第二章 相關概念與研究基礎

2.1生鮮農產品與冷鏈物流網絡

生鮮農產品較普通物流貨物有一定的特殊性，分析生鮮農產品特性以及其配送影響因素等，為后續建立模型提供一定的基礎，生鮮農產品的配送特性具體體現在以下幾點： 

生鮮農產品具有很強的易腐性，在實際配送過程中，往往收到配送中的溫度、碰撞、時間等因素造成不同程度的變質，帶來品質損失的同時使得客戶滿意度有所降低。生鮮產品在配送環節中往往需要更多的關注，需要一定的硬件設施投入，并控制溫度、時間等重要因素，保證產品的完整性。

普通貨物的配送時間約3-7天，綜合保證產品的質量和客戶滿意度，而生鮮農產品由于其本身的特殊性，在越短的時間內運輸意味著越新鮮，產品價值也越大且客戶滿意度也相對更高，同時也避免了生鮮產品的損耗，避免了一些經濟損失。可以縮減部分流通環節，使用技術方法安排配送路徑，保證生鮮農產品配送時效性。

生鮮農產品配送過程中的消耗相比于其他普通貨物，需要投入更多的費用來運營，比如購置冷藏車輛和配送中心倉庫等制冷設施的費用、因制冷所產生的額外油耗費用、因配送過程產品損耗產生的貨損費用等。

目前如條碼技術、RFID技術和GPS定位系統以及等信息化技術廣泛應用到生鮮農產品配送中，新技術與新設備的使用使配送更加高效、靈敏，可對配送環境的變化等更準確及時地進行監控，減小生鮮農產品的腐損并使配送服務的滿意度有效地提升，加強配送中心、客戶需求點以及配送車輛間的協調和交互，保證配送的及時。

2.2配送中心選址問題概述

農產品冷鏈物流中心是農產品冷鏈物流網絡中的核心節點之一，連接農產品物流網絡中諸如農產品供應商、農產品渠道商及冷鏈物流服務提供商等供應方與終端門店、農產品零售商等需求方，具有冷鏈貨物加工、包裝、配送等功能。配送中心網絡選址是企業進行物流網絡規劃中一項非常重要的決策，其目的是優化物流企業的整體，配送中心的地址在整個物流系統的模式、結構和形狀三個方面起到了決定性的作用。配送中心選址決策包括設施的數量、位置和規模以及需求在設施間的分配，企業會根據消費者的分布情況、路段的交通狀況、區域的自然環境等，運用科學的數學思維和方法，在已經選定的備選區域內確定最佳地理位置。爭取所確定的位置能夠最大程度的服務消費者，給企業帶來豐厚的利潤，使物流企業能夠長遠發展。本部分對配送中心選址的方法和模型進行歸納、總結和對比研究，將配送中心選址方法歸納為解析法和數學規劃法[139]。

解析法是指根據現實情況建立數學模型并進行計算以求得最優結果的選址方法，目標函數有成本最低或效益最大兩類類型。在真實的選址研究過程中，基本上都是把各項物流成本最低作為選址的目標。解析法主要解決單一設施的選址問題，解析法選址具體包括了重心法、交叉中值法等。

重心法是一種連續選址模型，只針對單一配送中心，以成本最小化為目標。重心法利用迭代算法就在初始點的基礎上通過一迭代計算出運輸總成本最小的配送中心選址，這種方法的缺陷在于只考慮了運輸距離的最短，而忽略了時間、重量等影響因素，不能有效得將時間、距離、重量幾個因素同時考慮到同一模型中，適用于配送貨物的目的地非常明確，因此，只采用重心法模型這種單一的模型方法，得出的配送中心有可能不是最優解。

第三章 單車型低碳生鮮冷鏈物流網絡優化研究 .......................... 34

3.1 問題描述 ............................... 34

3.2 基于混合聚類的備選配送中心選擇 .................................... 35

第四章 實時路況下單車型低碳生鮮冷鏈物流網絡優化研究 .................................... 71

4.1 問題描述 .............................. 71

4.2 基于時變路網的配送選址和路徑優化 ........................... 71

第五章 實時路況下多車型低碳生鮮冷鏈物流網絡優化研究 .................................. 102

5.1 引言 ................................. 102

5.2 多車型雙層規劃模型構建分析 ............................. 103

第六章 低碳冷鏈物流網絡結果對比分析

6.1不同模型結果對比分析

在第五章中建立了基于實時路況的多車型低碳冷鏈物流網絡優化的雙層模型，上層模型對配送中心進行選址，考慮了物流中心固定成本、運營成本、貨損成本、制冷成本、庫存成本、運輸成本以及總碳排放成本。下層模型對選址進行路徑優化，考慮客戶滿意度最大化和固定成本、運輸成本、冷藏成本、貨損成本、時間窗成本和碳排放成本組成的總成本最小。為驗證雙層規劃模型的有效性、優越性和實用性，在本節對單一模型和雙層規劃模型進行比較，因此，利用第六章的實際企業案例，對比單一模型計算得出的新的選址方案和車輛路徑安排結果，將計算結果與原模型的結果進行對比，分析碳排放降低程度以及總成本變化情況。

在相同參數數據條件下，采用改進遺傳模擬退火算法分別對單一的選址、路徑優化模型以及雙層規劃模型進行求解，得出模型總成本和具體各部分成本如下表所示。

第七章 總結與展望

7.1結論

近年來，消費者對生鮮產品的需求量不斷增加，對其品質要求也越來越高。冷鏈物流業快速發展，而生鮮農產品流通損耗問題，現存的冷鏈物流網絡不能達到全程低成本冷鏈，冷鏈物流的高能耗、高污染問題是很多冷鏈物流企業無法逃避的，為適應當前低碳環境，本文查閱國內外關于冷鏈物流、碳排放、低碳冷鏈物流中的配送中心選址與路徑優化等問題的有關文獻資料，提出本文的研究意義。冷鏈企業需要采取合理的設施節點布局，用科學系統的方法進行配送路徑規劃，降級產品損壞率、減少物流成本；實現靈活性以更好的和各有分工的供應商合作，實現供應鏈中產品價格的下降，產品流通效率的提升，“靜態”與“動態”結合，提升效率與競爭力，最終建設與末端配送網絡無縫對接的冷鏈網絡。

文章對低碳冷鏈物流網絡優化問題進行研究分析，分析問題間的聯系，為冷鏈物流企業進行網絡優化、提高配送中心選址和對應的車輛路徑方案等問題，提供一般性的解決方案與建議。本文基于雙層規劃、配送中心選址與車輛路徑優化理論，在低碳背景下，針對生鮮農產品冷鏈物流網絡優化中的選址與路徑安排問題展開研究，依次增加考慮時間窗與實時路況約束、多車型約束，分別對模型進行逐步擴展，考慮實際中存在的問題，分別設計算法進行求解，最大程度地降低物流網絡優化過程的總成本與碳排放。本文的主要研究內容與成果如下：

（1）針對選址與配送存在的效益背反現象，從低碳角度出發，本文利用雙層規劃模型進行優化建模，建立以冷鏈物流配送中心選址和配送路徑優化問題為上下層模型的雙層規劃模型，基于對配送中心選址和路徑優化研究的理論基礎以及對實際問題的了解，構建三類雙層規劃模型，由基礎模型層層遞進，最后綜合考慮碳排放、時間窗和實時路況以及電動車車型等約束因素對模型的影響，無限趨近于實際情況，保障冷鏈物流系統的低碳性。

參考文獻（略）