本文是一篇物流论文，本文首先对成品油配送优化研究、车辆路径问题、车辆路径问题求解方法有关国内外文献进行了梳理、归纳与总结，对成品油配送的相关概念进行了阐述，然后调查了成品油行业二次配送现状与K市公交企业成品油二次配送实际状况，并对存在的问题进行了分析。
1 绪论
1.1研究背景、问题及意义
1.1.1研究背景
成品油不仅是飞机、轮船、汽车等交通工具的燃料，也作为众多行业加工生产的原料之一，已经成为社会大多数行业持续发展所必要的动力能源。随着我国全面深化改革，实行高水平对外开放，国家经济建设成效显著，成品油市场也伴随着市场经济不断发展，社会对于成品油的需求也在不断扩大，但由于国际油价的波动以及国家越来越严格的环保政策，以及新能源对石油等传统能源地位的挑战等因素，致使成品油行业的竞争也越来越激烈，成品油客户对于配送服务质量也越来越重视，造成了市场对于成品油配送要求越来越高。
K市公交企业为满足各公交车场的成品油供应，保障公交车场需求的变化，成立了后勤服务全资子公司，建立了成品油运输车队，车队现有成品油配送车辆13辆，为25个公交车场的公交车提供柴油配送服务。可以说K市公交企业既是成品油的需求者，也是企业自身主要的承运商，然而为了提高成品油配送效率，降低运营成本，就必然需要提高物流管理水平，合理规划成品油配送路线。相对于管道、轮船与铁路等成品油一次配送方式的可控性低与调配规则的单一相比，在城市公共汽车客运后勤保障成本中，成品油二次配送的可控性、可操作性相对较高，且物流费用是城市公共汽车客运后勤保障成本的主要来源之一，因此成品油二次配送已经成为城市公共汽车客运企业降低成本的一个主要突破口。
1.2国内外研究综述
1.2.1国外研究综述
(1) 成品油二次配送优化研究
成品油配送优化研究可以分为油库选址优化、库存管理优化、车辆路径优化等，成品油二次配送作为成品油配送环节中的最后一环，主要任务是将成品油从油库配送到社会加油站及终端客户手中。成品油二次配送可分为主动配送模式和被动配送模式，其中主动配送模式是由指挥调度中心根据客户需求信息，加油站库存与销售情况，油库预存油品量等信息，预测第二天加油站及终端客户的需求量，最后根据所预测的油品需求量去考虑运输车辆路径规划问题，而被动配送模式是在各个加油站和终端客户每日上报具体油品需求量的前提下，由指挥调度中心根据已知的油品需求量去考虑配送网络与运输车辆的路径规划问题。由主动配送与被动配送两种配送模式可知，配送网络与运输车辆的路径规划问题是成品油二次配送的核心问题，成品油二次配送过程中的配送成本主要受运输车辆路径规划的影响。
国外关于成品油二次配送研究，Seal（1993）最早通过建立线性规划网络模型优化成品油配送[2]。Avella（2004）等人通过假设运输车辆不是空载就是满载的简化问题来进行运输车辆装罐与路径规划问题的成品油二次配送研究[3]。成品油配送过程可以分为车辆调配和路径规划两个阶段，重点考虑时间窗因素，对多油库的配送问题进行研究[4-8]（Cornillier等,2008a;2008b;2009;2012a;2012b），先求解如何在有限数量的运输车辆条件下进行最大化配送油品量的问题，再假设运输车辆在每条路径上最多访问二至四个终端客户的约束条件下，考虑成品油二次配送过程的单个与多个时间段，求解带时间窗的多油库路径问题。Popovic（2012）等人在假设运输车辆在每条路径上最多访问三个终端客户的条件下，通过采用变邻域搜索算法求解成品油二次配送中多个时间段库存路径优化问题[9]。Vidovic（2014）等人在假设运输车辆在每条路径上最多访问四个终端客户的条件下，通过建立混合整数规划模型，采用变邻域搜索算法解决成品油二次配送中多个时间段库存、多种油品运输路径优化问题[10]。Benantar（2016）等人的研究并不限制一条路径上运输车辆访问的终端客户数量，考虑多个时间段库存、多车舱条件下成品油配送路径优化问题[11]。KunpengLi（2014） 等设立配送时间最短作为路径优化的目标，以加油站库存量、油罐车数量以及运载量为约束条件，通过建立禁忌搜索算法的数学模型进行求解配送时间最短的路径优化问题[12]。Li（2016） 等人通过建立路径优化模型去求解以工作量均衡为限制条件的成品油配送路径优化问题[13]。
2 K市主城区公交车用成品油配送现状分析
2.1成品油配送
2.1.1基本概念
在我国《物流术语》中，明确定义配送是指在一定区域内的企业或者组织，在规定时间期限内按照客户的要求，通过对货物进行的挑选、加工、分类、包装等相关操作，最后将这些货物按时的送达到客户指定地点的过程[55]。
成品油配送是把成品油作为配送对象，根据加油站或者终端客户的需求，在规定时间期限内执行运输配送的过程，根据其配送起点的差异可分为成品油一次配送与成品油二次配送，其中成品油一次配送是指将成品油通过管道、铁路、船舶等方式从炼油厂转移到油库或者专项用户的过程。成品油二次配送主要通过油罐车公路运输将成品油从油库配送至加油站或终端客户。如图2.1显示了成品油一次配送和二次配送的区分关系。
成品油一次配送的过程中，其炼油厂、油库等配送节点与管道、铁路线路等配送方式都是固定的，而且一次配送以满载运输为主，这些客观条件，造成了难以实现对一次配送路径网络进行优化。而对于成品油二次配送过程中，配送车辆与配送路径都是可调整的，这使得二次配送比一次配送灵活性更高，对二次配送的路径网络优化也更具有可操作性。
2.2成品油二次配送现状
2.2.1成品油行业二次配送情况
近年来，我国对成品油的需求不断上升，但是由于我国油田分布不均，而且不同地区城市因地理位置、经济发展水平的不同，造成了成品油的消费市场存在一定差别，其中长江经济带、珠三角等沿海一带经济发达的地区对于成品油的需求非常旺盛，而其他经济欠发达的地区也需要通过成品油推进经济的发展，产地的限制与广泛的市场，增加了成品油从产地到消费市场的物流配送成本。目前，我国成品油市场竞争局面主要以中国石油化工集团有限公司（简称中石化）、中国石油天然气股份有限公司（简称中石油）以及中国海洋石油集团有限公司为主，其中以中石化、中石油占据了大部分成品油消费市场，市场份额居多。近年来我国经济从高速发展向高质量发展转变，越来越重视清洁能源与环保标准，虽然在一定程度上影响成品油的需求，但成品油对经济发展依然发挥着重要作用，新能源对传统能源的挑战，也推动着成品油运输企业提升服务质量，提高成品油二次配送的经济性与响应性，得益于我国交通基础设施的日趋完善，大型石油石化企业不断优化成品油物流领域与成品油二次配送方面的布局，炼油厂、油库的布局越来越合理，成品油从油库到市场的二次配送距离不断缩小。随着物流行业迅速发展，特别是第三方物流产业不断发展成熟，涌现了许多的成品油运输企业，大型石油石化企业通过建立信息化系统不断完善资源调配与销售业务，选择专业化的成品油运输企业开展成品油二次配送业务，第三方成品油运输物流企业承担成品油二次配送，已经成为了成品油二次配送领域的一种趋势。虽然近年来成品油二次配送业务发展迅速并且不断完善，但是在成品油二次配送整体管理水平、配送效率以及信息化建设方面，与国际先进的成品油物流配送企业相比，还存在一定的差距。
3 K市主城区公交车用成品油配送路径优化模型 ............................ 25
3.1车辆路径问题 .................................. 25
3.1.1车辆路径问题相关概念 .................................. 25
3.1.2车辆路径问题分类 ....................................... 27
4 K市主城区公交车用成品油二次配送优化结果比较及分析 .......................... 43
4.1 K市主城区公交车用成品油配送实例描述 ............................... 43
4.2模型求解数据分析 .......................................... 47
4.3优化结果对比分析 ..................................... 50
5结论与展望 .............................................. 54
5.1研究结论 ...................................... 54
5.2研究不足与展望 ............................ 55
4 K市主城区公交车用成品油二次配送优化结果比较及分析
4.1 K市主城区公交车用成品油配送实例描述
本章利用K市主城区公交车用成品油二次配送的真实数据对运输车辆路径进行仿真模拟，将模型仿真模拟所产生的成品油配送路径与实际配送路径进行对比，分析是否减少了运输车辆数量以及是否降低了配送总里程数，以此验证所构建模型的有效性。通过收集2021年某日已完成的K市主城区公交车用成品油二次配送计划信息并对配送计划进行描述，其中车辆实际调度数据如表4.1所示，各公交车场的成品油需求信息如表4.2所示，各油库与各车场服务时间窗信息如表4.3所示，各油库与各公交车场之间行驶距离如表4.4所示。
5结论与展望
5.1研究结论
本文首先对成品油配送优化研究、车辆路径问题、车辆路径问题求解方法有关国内外文献进行了梳理、归纳与总结，对成品油配送的相关概念进行了阐述，然后调查了成品油行业二次配送现状与K市公交企业成品油二次配送实际状况，并对存在的问题进行了分析，接着建立双层规划模型并采用相应的求解方法进行求解，以求达到减少配送车辆数量，降低配送总里程，促进企业降本增效的目标，最后通过对双层规划模型优化前后的对比分析，验证了双层规划模型的有效性。本文主要研究结论如下：
（1）本文根据K市公交企业成品油二次配送中管理不科学、信息系统不完善、物流管理人才缺乏、车辆装载率低、车辆配送路径不合理等实际情况，结合国内外相关研究文献，以K市主城区公交车场为研究对象，基于车辆路径问题探讨优化K市公交车用成品油二次配送路径的方法，通过构建以使用车辆数最少与配送总里程最短为目标函数的多油库、单车型成品油二次配送路径优化双层规划模型，上层规划模型采用遗传算法聚类，下层规划模型采用模拟退火算法规划路径的方法求解双层规划模型。
（2）针对K市公交能源公司在制定配送路线时常以城市局部区域内的公交车场作为考量的情况，在设计成品油二次配送路径优化模型时，通过将城市周边所有油库、主城区所有公交车场纳入模型，进一步提升整体配送路径的合理性，优化企业整体的成品油二次配送网络，以此提高公交车场成品油配送响应性，降低成品油配送成本，最终达到企业降本增效的目的。
参考文献（略）