基于电子商务的现代物流配送中心选址算法

[摘 要]电子商务的物流配送是21世纪实现商品转移的重要形式.实现物流配送的高效快捷关键之一在于配送中心的正确选址.本文借助地理信息系统（GIS）的强大功能,利用六边形法则建立配送中心的空间布局的优化模型并给出了求解方法.

[关 键 词]电子商务配送中心GIS

随着21世纪信息化、电子化和网络化的迅速普及,电子商务得到了快速的发展.电子商务是基于浏览器/怎么写作器的应用方式,实现客户和企业信息沟通、网上购物、电子支付的一种新型的运作方式.

电子商务的特殊性就在于信息流、商流、资金流在互联网上实现,而电子商务的物流配送是不可能在网上实现的,最多可以通过网络来优化.它是信息流和资金流的基础与载体.因此,在网上实现商流活动之后,对商品的转移提供低成本、适时、适量的转移怎么写作则要靠物流配送系统来完成.要保证物流配送中心系统良好运行,物流配送中心的选址至关重要.本文借助地理信息系统（GIS）的强大功能,利用六边形法则建立配送中心的空间布局的优化模型并求解.

一、配送中心的空间布局优化模型的建立

1.配送中心数目的确定.按照克理斯塔勒（W.Christaller）著名的六边形法则,检测设某规划区域的配送需求密度是均匀的,而且各配送中心均能满足给其分配的配送任务,则可初步确定出在现代城市交通状况下配送车辆的经济配送半径r.若是单一配送中心规划,则配送中心的经济配送范围必然是以r为半径的一个圆；若是在多配送中心规划时,如果每个供应点的市场区都是圆形的、彼此之间相切而又不重叠的话,居住在空角里的消费者将得不到供应,如图1所示；如要不露空白,则圆与圆必须重叠,如图2所示.这时,居住在重叠区内的消费者有两个可供选择的区位.按照就近原则,重叠区可平均分割为两部分,其中位于平分线上的消费者到两个相邻的供应点的距离是相等的,这条线被称作无差别线.由于重叠区被分割,圆形的市场区即被六边形的市场区所替代,见图3所示.在多配送中心规划中其经济配送范围是以为半径的圆的内接正六边形.在具体的规划过程中,只要确定了规划区域的面积S,则可通过如下公式粗略求得配送中心的数目

2.模型的建立.将克理斯塔勒中心理论应用于配送中心布局优化时,理论中配送中心的配送区域范围是由配送中心和由该配送中心负责的配送点决定.配送中心和配送点这两者的关系是以配送企业的总费用（配送中心的建造营运费以及运送费）最小或社会综合效益最大为基础建立的.

本文的优化思路是首先将配送中心合理布点问题看作是一个连续性问题,借助GIS的空间分析功能（包括数据库含有地价属性等特点）初选个配送中心,若优化出的配送中心是居民区、大型商业建筑、办公楼以及学校等不适宜的位置,则重新分配配送任务,并将此作为新增约束条件进而重新确定配送中心的位置.

基于此,本文将配送中心合理选址问题描述为：

已知:(1)n个配送点的位置；(2)各配送点的配送需求量,(3)单位配送量单位距离的配送费率.

求解:(1)配送中心的优化数目；(2)各配送中心的最优区位.

配送中心空间合理布局的目标应该是使配送中心的经营总费用最小、交通便利以及对周围环境的影响最小.其中后两者可以利用GIS的缓存区等功能在初选时加以考虑.配送中心的总费用包括两部分：固定费用（即建造成本）和可变费用（即运送成本）,其中固定费用主要和配送中心的地价等因素有关,同样可以利用GIS地价分析功能确定,所以目标函数中只考虑运送费用即可,大大简化了问题的复杂性.则目标函数可表示为：（2）

其中,为配送中心i到配送点j的距离,决策变量Xij表示第i个配送中心是否向第j个配送点配送货物,如果是,Xij值为1,否则,其值为0.

约束条件：(1)保证对所有配送点配货,即（3）

(2)保证每个配送点只由一个配送中心配货,即（4）

(3)保证配送量的非负性,即（5）

二、模型求解分析

上述模型在GIS软件系统的支持下,求解起来比较方便.因为在GIS环境下,能方便地获取各配送点的坐标、各配送中心的坐标.而且计算结果也可在屏幕上显示出来.尽管在建立规划所需的GIS数据库时,可能费工费时,但是,可以采用GIS公用数据库以节约资源.如果对原有的GIS数据库进行必要的修改,增补（如增补新建配送中心、新增配送点,删除拆除的配送中心等）之后,即可开始新的规划.

由于GIS只是一个数据库管理工具,它并不能直接用于求解规划问题的配送中心空间布局优化模型.上述模型的求解,一般采用交替选址分划法.其求解步骤为:

检测设第i组配送点的数目为ni,这ni个配送点由第i个配送中心提供配货的配送费用(NF)为：（6）

于是配送中心选址模型为：（7）

该模型为只有一个约束条件(pj>0)的最优化问题,根据高等数学函数极值定理一,对NF求极小值,必须满足：(8)

对此难以直接求解,故采用迭代法求解.令（9）,于是,式(8)变形为:(10),得到单场址选择模型的形式解为：