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研究生: 許晉嘉
Hus, Chin-Chia
論文名稱: 宅配業貨物配送路線規劃問題之研究
The Vehicle Routing Problem for Home Delivery
指導教授: 陳春益
Chen, Chuen-Yih
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 交通管理科學系
Department of Transportation and Communication Management Science
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 宅配考量回題車利用之動態收送貨旅行銷售員問題
外文關鍵詞: Home Delivery, Pickup-Delivery Dynamic TSP with Backhauls
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  • 近幾年來,國內宅配市場日趨受到重視,如何在這競爭激烈的新興宅配市場中,有效降低營運成本以維持本身競爭優勢為一重要課題。本研究主要是針對宅配業之車輛路線規劃問題進行探討,期能藉由有效的配送路線規劃,協助國內宅配業進行貨物配送作業。經實地訪查了解,此路線規劃問題之特性包括單一性、順序性、動態性、以及收送性,故本研究將此問題稱為考量回頭車利用之動態收送貨旅行銷售員問題。據此,本研究將依動態需求出現與否,分別構建先期路線規劃模式與即時路線規劃模式,但對較大型之路線規劃問題,較不易利用數學模式進行求解,故本研究將再研提一啟發法,以利於處理實務上中、大型問題。
    本研究所提出之啟發式解法可分為兩部份,就未考量動態需求,依操作可分為路線構建、改善、合併、插入及兩次改善等六個步驟;而動態需求出現時,依運輸成本及服務水準之不同考量因素,提出三種求解策略。此外,本研究依問題特性,據以設計測試題目並進行求解分析,經求解結果顯示,本研究所研提求解方法除確實能有效求解中、大型問題外,面對不確定需求產生,亦能依不同決策合理反應,故進一步進行實例研究,並與現況之規劃結果進行比較分析,經求解實例之結果顯示,本研究之路線規劃結果將較現況路線之總行駛距離節省約五分之一,本研究成果應可作為後續研究與相關業者之參考。

    Recently, more attention is being focused on the business of home delivery service. How to minimizing transportation costs is an important issue in this business. The research makes an attempt to study how the sale drivers find optimal routes to pick up and deliver packets each day. Essentially, this problem for each sale driver is a Traveling Salesman Problem, consisting of four aspects: single-vehicle, ordered cluster, dynamic and pickup-delivery. We define it as a Pickup-Delivery Dynamic Traveling Salesman Problem with Backhauls (PDDTSPB). In order to deal with the dynamic aspect in the PDDTSPB we formulate a pre-event routing model and a real-time routing model for it. Furthermore, heuristic algorithms are developed for these two models, respectively.
    The computation results of test problems show that the heuristic algorithms can efficiently solve the PDDTSPB. Moreover, a real-world case is also tested with these heuristic algorithms. It is showed that a near-optimal route, with 20% savings from the real-world data, can be obtained. It is hoped that the heuristic algorithms can help sale drivers in the home delivery industry to solve their PDDTSPB.

    目 錄 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 問題剖析 4 1.3 研究範圍 6 1.4 研究方法 6 1.5 研究內容與流程 7 第二章 問題定義與文獻回顧 10 2.1 問題定義 11 2.2 旅行銷售員問題相關文獻回顧 15 2.2.1 傳統旅行銷售員問題(TSP) 15 2.2.2 考量需求點分區之旅行銷售員問題(OCTSP) 17 2.2.3 考量同時收、送貨之旅行銷售員問題(PDTSP) 18 2.3 車輛路線問題相關文獻回顧 18 2.3.1 傳統車輛路線問題(VRP) 18 2.3.2 考量回頭車利用之車輛路線問題(VRPB) 20 2.3.3 動態車輛路線問題(DVRP) 21 2.4 小結 28 第三章 數學模式 29 3.1 模式之構建構想 29 3.1.1 先期路線規劃模式 30 3.1.2 即時路線規劃模式 32 3.2 數學模式之構建 35 3.2.1 先期路線規劃模式 35 3.2.2 即時路線規劃模式 37 3.3 範例測試 39 3.3.1 範例說明 39 3.3.2 求解結果說明 41 3.4 小結 45 第四章 啟發式解法 46 4.1 啟發式解法之構想 46 4.2 求解步驟 47 4.3 例題-求解步驟說明 54 4.4 求解分析-未考量新需求點產生 58 4.4.1 範例說明 58 4.4.2 求解結果 59 4.5 求解分析-考量新需求點產生 61 4.5.1 求解策略 61 4.5.2 範例說明 62 4.5.3 求解結果 64 4.6 小結 70 第五章 實例研究 71 5.1 實例說明 71 5.2 求解結果分析 74 5.3 討論 77 第六章 結論與建議 78 6.1 結論 78 6.2 建議 79 參考文獻 80 附錄A 範例需求資料 86 附錄B 求解結果示意 89 附錄C 實例資料與求解結果資料 106 圖目錄 圖1.1 傳統配銷方式 1 圖1.2 新型配銷方式 1 圖1.3 宅配業之輸配送系統 2 圖1.4 宅配業輸配送系統之規劃課題 3 圖1.5 研究方法概念示意 7 圖1.6 研究流程 9 圖2.1 旅行銷售員問題圖示 12 圖2.2 含收送之旅行銷售員問題圖示 12 圖2.3 分群服務之旅行銷售員問題圖示 13 圖2.4 含收送貨及分群服務之旅行銷售員問題圖示 13 圖2.5 動態旅行銷售員問題圖示 13 圖2.6 動態收送貨旅行銷售員問題圖示 14 圖2.7 分群服務之動態旅行銷售員問題圖示 14 圖2.8 分群服務之動態收送貨旅行銷售員問題圖示 15 圖2.9 VRPB之問題類型 21 圖2.10 依時性旅行銷售員問題之旅行時間示意 23 圖2.11 轉向策略圖示 25 圖2.12 三種路線規劃圖示 27 圖2.13 線上型與離線型求解方式之比較 27 圖3.1 宅配業貨物配送路線規劃 29 圖3.2 車輛流量網路(先期路線規劃) 30 圖3.3 收貨流量網路 (先期路線規劃) 31 圖3.4 送貨流量網路 (先期路線規劃) 31 圖3.5 車流與貨流網路之整合示意(先期路線規劃) 31 圖3.6 上、下午時段需求點示意(先期路線規劃) 32 圖3.7 車輛流量網路(即時路線規劃) 33 圖3.8 收貨流量網路(即時路線規劃) 34 圖3.9 送貨流量網路(即時路線規劃) 34 圖3.10 車流與貨流網路之整合示意(即時路線規劃) 34 圖3.11 上、下午時段需求點示意(即時路線規劃) 35 圖3.12 問題1~6之場站與需求點分佈示意 40 圖3.13 問題7~11之場站與需求點分佈示意 41 圖3.14 問題1~3之求解結果 42 圖3.15 問題4~6之求解結果 42 圖3.16 問題7之求解結果 43 圖3.17 問題8之求解結果 43 圖3.18 問題9之求解結果 43 圖3.19 問題10之求解結果 44 圖3.20 問題11之求解結果 44 圖4.1 求解構想示意 47 圖4.2 啟發式解法求解流程 48 圖4.3 節省值之計算 49 圖4.4 節省法求解流程 50 圖4.5 2-opt交換法圖示 51 圖4.6 路線合併圖示 51 圖4.7 路線插入圖示 52 圖4.8 路線改善圖示 52 圖4.9 門檻接受法運作流程 54 圖4.10 例題之場站與需求點分佈示意 55 圖4.11 啟發式解法例題圖示 56 圖4.12 問題12之求解結果 60 圖4.13 路線規劃圖示 62 圖4.14 問題27之求解結果(未考慮新需求點產生) 64 圖4.15 問題27之求解結果(策略一) 65 圖4.16 問題27之求解結果(策略二) 66 圖4.17 問題27之求解結果(策略三) 67 圖5.1 營業站所與顧客分佈示意 72 圖5.2 實際車輛行駛路線示意 74 圖5.3 實例求解結果(未考慮動態顧客) 74 圖5.4 實例求解結果(考量動態顧客) 75 圖A.1 問題12~14之場站與需求點分佈示意 86 圖A.2 問題15~17之場站與需求點分佈示意 86 圖A.3 問題18~20之場站與需求點分佈示意 87 圖A.4 問題21~23之場站與需求點分佈示意 87 圖A.5 問題24~26之場站與需求點分佈示意 88 圖B.1 問題13之求解結果 89 圖B.2 問題14之求解結果 89 圖B.3 問題15之求解結果 90 圖B.4 問題16之求解結果 90 圖B.5 問題17之求解結果 91 圖B.6 問題18之求解結果 91 圖B.7 問題19之求解結果 92 圖B.8 問題20之求解結果 92 圖B.9 問題21之求解結果 93 圖B.10 問題22之求解結果 93 圖B.11 問題23之求解結果 94 圖B.12 問題24之求解結果 94 圖B.13 問題25之求解結果 95 圖B.14 問題26之求解結果 95 圖B.15 問題27~38之求解結果(未考慮新需求點產生) 96 圖B.16 問題28~31之求解結果(策略一) 97 圖B.17 問題32~35之求解結果(策略一) 98 圖B.18 問題36~38之求解結果(策略一) 99 圖B.19 問題28~31之求解結果(策略二) 100 圖B.20 問題32~35之求解結果(策略二) 101 圖B.21 問題36~38之求解結果(策略二) 102 圖B.22 問題28~31之求解結果(策略三) 103 圖B.23 問題32~35之求解結果(策略三) 104 圖B.24 問題36~38之求解結果(策略三) 105 表目錄 表1.1 宅配業與傳統路線貨運業經營方式之比較 2 表2.1 TSP與VRP之比較 10 表2.2 旅行銷售員問題之分類(依需求點特性分) 11 表3.1 問題1~6之需求點座標值與需求量 40 表3.2 問題1~6之子分區特性 40 表3.3 問題7~11之新需求點特性 41 表3.4 線上型與離線型求解結果比較 45 表3.5 問題規模與求解時間比較 45 表4.1 例題之需求點座標值與需求量 55 表4.2 路線變動情形 58 表4.3 問題12~26之假設說明 59 表4.4 問題12~26之求解結果 60 表4.5 問題27~38之需求點特性 63 表4.6 問題27~38之假設說明 63 表4.7 車輛容量改變前後求解結果比較 64 表4.8 問題27~38之求解結果 69 表5.1 責任分區之基本資料 71 表5.2 動態顧客之特性 75 表5.3 求解結果與實際路線之比較 76 表C.1 實例資料說明 106 表C.2 實際配送路線與求解路線 107

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    下載圖示 校內:2004-08-12公開
    校外:2004-08-12公開
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