● 摘要
快递包含邮政快递和非邮快递。本文针对国内快递业，对邮政快递需求进行了预测，重点探讨了非邮快递网络运营中的车辆调度优化问题。将快递网络中的节点自顶向下分为快递枢纽港、处理中心和集送站点三个层级，相应地将快递网络运营中的车辆调度优化问题分为3级：第1层级为枢纽港与处理中心之间的车辆调度优化，第2层级为处理中心与集送站点之间的车辆调度优化，第3层级为集送站点与顾客之间的车辆调度问题。本文依次对这3个层级的车辆调度优化问题进行了研究。另外，本文还对国内快递网络布局，主要是枢纽港的布局问题进行了初步探讨。本文的主要研究成果如下：（1）对2006-2015年国内邮政快递市场需求进行了预测，包括主要城市、八大地理区域和全国范围的邮政快递需求预测。对全国邮政快递需求总量，分别采用因果回归模型、指数时序模型、二次时序模型、BP神经网络模型和按八大区域分别预测然后累加的方式进行预测。在此基础上，将单个模型的预测结果按最优权值进行组合，得到全国邮政快递总量的综合预测结果。结果表明，组合预测提高了预测精度。（2）探讨了轴辐式快递网络枢纽港的选择和布局问题，提出了国内轴辐式快递网络枢纽港的布局方案。针对带中心直达模式的轴辐式快递网络，研究了给定网络布局情况下的第1层级车辆调度优化问题，建立了枢纽港-处理中心车辆调度优化数学模型。该模型的优化目标是使运输工具的固定成本、运输成本以及处理费用之和最小，可以同时求解各类运输工具的最佳数量，最佳的运输路径和货物流路，以及在各运输路径和货物流路上的具体运输工具。（3）考虑快递处理中心经济和平稳运行对快递货物量的需求、车队规模、集送站点容量约束，以及车辆访问集送站点的频率等要求，对快递网络第2层级的车辆调度优化问题进行了研究，建立了处理中心-集送站点车辆调度优化数学模型。根据问题的特点提出了一种基于规则的启发式算法。设计了一个超大规模的仿真算例验证算法的有效性。仿真结果表明所设计的启发式算法是有效的，能够给出满意的车辆调度方案。（4）针对快递网络中的第3层级即集送站-顾客车辆调度优化问题，建立了一种同时取货和送货的车辆路径（VRP_SPD）优化数学模型，提出一种以集成方式处理取货和送货操作的改进遗传算法。采用改进的边重组交叉算子，以及进化控制参数的自适应调整策略，提高了算法的性能。算例对比和仿真分析表明，该算法比已有算法能取得更好的优化结果，且具有很好的稳定性。