本文是一篇物流论文，本文首先分析了图论中建立道路网络模型的两种方法即原始抽象法和对偶抽象法各自的原理和特点。
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
近年来，中国经济的发展到达了新的高度，民众的生活水平也日益改善，对生鲜、医药等冷链商品的需求量也随之增加，同时对这类产品的质量要求也有了更高的标准。这些都极大地推动了中国冷链物流行业的蓬勃发展。2016-2019年，中国新兴的生鲜电商行业呈现急速增长，2020年新冠疫情的爆发再次推动了生鲜电商行业的发展，线上购买生鲜商品的用户覆盖量更加广泛，众多资本巨头开始进入这一领域。以生鲜蔬菜作为主营业务的传统企业开始从事线上生鲜商品销售，另外，物美超市、华润万家、家乐福等线下大型超市也同时加入，开始提供生鲜配送业务。目前我国生鲜电商行业高速发展时期，据中物冷链委数据显示，2014-2019年，我国冷链物流市场规模逐渐扩大，市场规模如图1-1所示。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 冷链物流车辆路径问题研究
1954年Dantzig等人提出了旅行商问题（Traveling Salesman Problem，TSP）[1]，随后慢慢演化出了车辆路径优化（Vehicle Routing Problem，VRP）问题。
车辆路径问题一直是配送领域的研究热点，经典车辆路径问题通常被定义为：一定数量的配送车辆从配送中心出发，经过若干装货点和卸货点，提供取货和送货服务，需要制定合理的车辆行进方案，使在满足相关约束条件（如容量约束、时间限制、距离限制）的情况下，实现特定目标（如总路程最短、耗时最短、成本最小等）。冷链物流车辆路径问题是一种特殊的车辆路径问题，研究冷链物流车辆路径问题需要对其独特性进行分析，建立相应的配送路径优化模型。
随着20世纪初冷链配送中心在初步应用，国内外学者开始重视冷链产品的配送路径优化问题。Tarantilis等[2]针对鲜奶和肉类产品各自的特点，为实现总配送成本最小的目标，分别建立了多车型车辆路径规划模型，并利用相应设计的门槛接受算法（threshold-accepting algorithm）进行求解。Osvald等[3]以新鲜蔬菜为研究对象，构建了带有时间窗的车辆路径问题（Vehicle Routing Problems with Time Windows，VRPTW）模型，设计相应的启发式算法对数学模型进行求解，并进行了敏感性分析，研究货损对配送总成本的影响。Amorim等[4]通过构建多目标车辆路径优化模型，研究在配送环境、时间窗要求、产品变质系数等变量发生变化的情况下，配送成本与冷链产品新鲜度之间的关系。近年来，由于汽车持有量的不断增加，城市交通条件逐渐恶化,冷链物流末端配送问题不断出现各种问题，Song等[5]针对易腐食品城市末端配送问题，以最优服务效率为目标，假设已知配送需求点、需求量、配送车辆数量、车辆型号、节点间最短配送时间，研究普通货车和冷藏车相结合的合理车辆调度方案。
第2章 相关理论
2.1 冷链配送
2.1.1 冷链配送概念
冷链是指将某些特殊食品或者产品从生产到消费的整个环节中都保存在低温环境中以保证其品质的一种特殊供应链系统。冷链物流主要包括加工、仓储、运输及配送、销售这四个环节。由于冷链产品易腐难保存的特点，因此需要在冷链物流的所有环节中使用一定冷冻或者冷藏设备来保证冷链产品处于规定的保险温度下。冷链运输及配送是指采用合适的交通工具和适当的冷链设备将冷链产品高质量地送至下游目标。交通工具的选择主要根据运输距离来判断。其中，冷链配送为末端运输过程，负责将冷链产品从冷链配送中心配送至终端客户，因此一般采用电动车进行配送服务。
按照温度要求对冷链物流产品进行分类则可分为五类[59]：
（1）恒温配送：此类产品对温度要求较低，一般与普通产品一起配送例如巧克力、化妆品等，温控范围为10℃-25℃。 （2）冷藏配送：冷藏产品需要保证温度不能过高也不能过低，主要包括蔬菜、水果、奶制品等，要求温度保持在2℃-10℃。 （3）冰温配送：冰温配送要求温度保持在0℃左右，配送对象包括水产品、生鲜肉等。 （4）冷冻配送：冷冻配送要求温度保持在-20℃至-18℃左右，服务对象包括速冻水饺、冻肉、冰激凌等。 （5）超低温配送：超低温配送的产品具有较高的经济价值如金枪鱼等海产品，要求温度控制在-50℃以下。
2.2 城市交通网络相关理论
2.2.1 城市道路交通网络拓扑结构
城市交通系统结构复杂，为了研究其结构特征，需要将实际路网进行抽象化使其转变为复杂网络拓扑结构，从而便可以通过复杂网络的一些统计特点来体现实际交通系统的复杂性。
（1）原始抽象法
原始抽象法的基本原理与传统网络拓扑建模方法相同，该方法能够充分根据实际路网的地理信息将路网映射到复杂网络拓扑结构中。采用原始抽象法建立路网拓扑结构，实际上就是将道路网络中的每条道路抽象为复杂网络中的边，道路交叉口抽象为复杂网络中的节点。最终得到的网络模型结构与原始路网结构基本相同，该方法实现起来较为简单，并且能更加直观的表达出路网的空间结构特征。
（2）对偶抽象法
利用对偶法构建交通网络拓扑结构的具体操作与原始抽象法相反，即对偶法是将实际路网中的道路交叉口抽象为复杂网络的边，而将实际路网中的道路抽象为复杂网络中的节点。因此，对偶法也被称为是原始抽象法的对偶。基于对偶抽象法的城市道路交通网络模型主要是根据道路路段和道路交叉口间的映射关系进行建模。对偶抽象法建模较为复杂，可以突出路段在交通网络中的地位，便于分析各路段间的相互关系，但会忽略实际道路交通路网的部分地理信息如路段长度、位置等。
第3章 实际路网模型的建立 .................................. 23
3.1 关于路网模型建立的问题描述 ............................ 23
3.2 建立实际路网抽象模型 ..................................... 23
第4章 基于实际路网模型的配送优化模型 ...................................... 37
4.1 关于电动车的城市冷链末端配送问题描述 ........................... 37
4.2 模型假设与符号说明 ....................................... 37
第5章 实例研究 ................................... 47
5.1 案例背景 ....................................... 47
5.2 实例求解 ...................................... 48
第5章 实例研究
5.1 案例背景
M公司是国内领先的快递物流综合服务商，经过多年发展，已经拥有为客户提供一体化综合物流解决方案的能力，不仅能够在配送端提供高质量的物流服务，还能从产品的整个供应流程中的产、供、销、配等环节，从消费者的需求角度出发，以数据为牵引，利用自身具有的大数据分析和云计算技术优势，为客户提供大数据自助分析、销售预测、智能仓储管理等服务。针对市场中日益增加的客户个性化需求，公司提出了多种类型的物流服务，产品主要包含：同城配送、经济快递、时效快递、仓储服务、国际快递等多种快递服务，以及以零担为核心的快运服务，还有针对生鲜、食品和医药领域的冷链运输服务。
M公司是国内众多物流公司中较早初步建立全国性冷链网络的公司，在服务覆盖范围上具有绝对优势。其依托于强大的运输网络、领先的仓储服务、智能的分仓解决方案、专业的温控技术和先进的系统管理，为客户提供专业、安全、定制、高效的全程可控冷链服务。其业务领域包括食品行业生产、电商、经销、零售等多个领域。截止到目前，该公司在全国范围内已开通运营了26个食品仓，仓库总面积约15万m2，并拥有先进的自动化制冷降温设备，进口计算机温度监控系统，标准专业的操作管理，14万余辆外包储备冷藏车，皆配备完善的物流信息系统及全程可视化监控平台。
第6章 总结与展望
6.1 论文主要工作
近年来随着人们生活水平的提高，冷链需求逐渐扩大，冷链物流行业进入快速发展。针对冷链产品易腐蚀、难保存、配送时效性要求高的特点，本文基于实际配送路网进行抽象化，并利用爬虫技术通过地图软件获取了路段在不同时刻下的通行时间来作为边的权重。如此，建立了静态空间结构与动态通行时间相结合的时变路网模型，并构建冷链物流末端配送路径优化模型，构建自适应遗传算法进行求解，分析比较不同情况所得结果验证本文提出模型的有效性。
本文完成的主要研究工作如下：
（1）利用图论的方法，对本文拟描述的道路交通网络图进行表达，在比较和分析了原始抽象法和对偶抽象法两种建模方法的原理和特点后，由于本文研究需要保留节点和边的地理位置信息，因此选择了原始抽象法建立道路交通网络抽象模型并且分析了道路交通网络中存在的要素，提出了建立网络抽象模型的转化规则。由于地图软件工具的普及和便利性，利用爬虫软件通过地图软件工具进行数据采集，获得路段在不同时刻下的通行时间来作为实际路网模型中边的权重。接着利用matlab软件对路段的通行时间数据进行了多峰高斯分布拟合，为后续路段的通行时间计算提供了数据依据。
（2）对末端冷链配送过程作出相关假设，以固定成本、运输成本、时间惩罚成本、货损成本之和最小化为目标函数，以节点访问规则、车辆载重量、车辆剩余电量变化等条件作为约束，提出了末端冷链配送路径规划模型。介绍了遗传算法的基本原理和求解过程，以及针对本文提出的配送优化模型所设计的自适应遗传算法的具体实现步骤。
参考文献（略）