【《考虑碳排放的沃尔玛购物广场农产品冷链配送路径与应用案例分析》10000字】

考虑碳排放的沃尔玛购物广场农产品冷链配送路径与应用案例分析1考虑碳排放的沃尔玛购物广场农产品冷链配送路径优化模构建本文计划从如下两方面对沃尔玛购物广场生鲜农产品冷链物流配送路径实施优化：（1）在对沃尔玛农产品进行路径优化时，把购物广场所要求的时间窗作为约束条件，并转化为惩罚成本加入到目标函数中，使沃尔玛在农产品的配送过程中其固定成本、运输成本、能耗成本、货损成本及惩罚成本之和达到最优。（2）目标函数考虑固定成本、运输成本、货损成本及能耗成本，是冷链配送路径优化的常规思路，而本文将沃尔玛冷链运输过程中的碳排放成本加入到目标函数中。这样处理，一方面可以降低企业的实际运营成本；另一方面，有利于企业在配送过程中减小对生态环境的破坏，树立良好的社会形象。沃尔本文在构建模型时：0表示沃尔玛农产品配送中心；共有个门店需提供配送服务，；共有辆配送车辆,，每辆车的额定载重量为；为第家门店的需求量，；门店规定的送货时间，门店接受的送货时间；表示各节点之间的距离；表示车辆行驶时间；表示车辆在门店的服务时间（与门店的需求量成正比）。所有冷藏车均需在门店可接受的时间窗内完成服务，并使综合成本最小。307721.1建模的基本思路与目标已知：配送中心位置，各门店位置，各门店需求量，门店规定的时间窗，门店可接受的时间窗，配送车辆载重量。冷藏车从已知的的单一农产品冷链配送中心出发，在规定的时间窗内将门店需要的农产品送达，若超出规定时间窗，则产生惩罚成本。根据一定的约束，考虑车辆的固定、运输、能耗、货损、惩罚及碳排放成本，建立以综合成本最小为目标的考虑碳排放成本的农产品配送路径优化模型，并得到最优的配送路线。1.2模型的假设及约束条件1.2.1假设条件1.单一配送中心，配送车辆从配送中心出发，完成任务后须返回配送中心；2.配送产品为生鲜农产品，配送车辆配送的生鲜农产品不能超过其最大载重量；1.所有配送车辆均是同型号冷藏车，冷藏车的数量足以给所有门店提供服务；2.配送中心位置、各门店位置、各门店需求量、门店规定的配送时间窗，门店可接受的配送时间窗、配送车辆载重量已知；3.配送车辆在整个运输途中都匀速行驶，生鲜农产品在运输途中均恒温冷藏，且生鲜农产品的品质仅与配送时间有关；6.各门店有且仅由1辆冷藏车为其提供配送服务，所有门店需求都得到满足；7.所有配送车辆须在门店可接受的时间窗内完成任务。1.2.2约束条件1.各门店有且仅有1辆冷藏车为其配送；2.车辆从配送中心出发，完成配送任务后返回配送中心；1.车辆的总数不超过配送中心的总车辆数；2.车辆配送的门店总数不超过规定的门店数；3.每辆车配送的生鲜农产品产品均不超过配送车辆的额定载重量；6.车辆须在规定的时间窗内进行作业；7.所有的车辆在配送时间须具有连续性。1.2.3参数说明对每2个门店之间的弧及车辆，作如下定义：1.3冷链物流配送成本分析1.1.1固定成本包括司机的工资、车辆购置费、折旧费及保养费等，通常为常数，和配送车辆的数目成正比，与配送时间、运输里程还有客户数量都无关；(3-1)其中：1.1.2运输成本配送车辆在配送农产品途中产生的费用，有：配送车辆的油耗、配送车辆维护保养费等，与配送车辆行驶里程成正比；(3-2)其中：1.1.3货损成本生鲜农产品在运输途中需冷藏处理，但会因为运输时间长造成产品变质，从而产生货损成本。本文假设农产品的腐败只与运输时间有关，在配送过程中，生鲜产品的货损成本主要有以下两部分构成：1.运输途中产生：随着时间的累积，农产品逐渐腐败产生货损—；本文使用冷链产品连续型生命周期函数描述农产品腐败过程，该函数认为冷链产品的腐败率会随着温度的升高而增大，其中：—冷链产品时的质量；—开始配送时冷链产品的质量；—冷链产品运输途中某一时刻；—产品腐败率REF_Ref28299\r\h[24]。本文假设运输过程中，农产品在恒温环境下，故的值可认为是一常量；(3-3)其中：2.门店卸货时产生：在配送点卸货打开车厢门时，外部热空气涌入车厢，导致车厢内部温度上升，加速了产品的腐败速度，造成产品质量的下降，从而产生货损成本—；(3-4)其中：故，货损成本：(3-5)1.1.4能耗成本即制冷成本，所有配送车辆均为冷藏车辆，能耗成本有以下2方面：1.配送车辆运输过程中产生的能耗成本—：运输途中车厢不可能完全密封，由于空气流动及太阳辐射，车厢内温度会变化，从而产生制冷费用。故能耗成本可转换为计算制冷剂的费用REF_Ref361\r\h[26]：(3-6)其中：故，运输过程中的能耗成本：(3-7)2.门店卸货时产生的能耗成本—：配送车辆抵达门店，厢门开启，车厢与外界空气对流，故厢内气温升高。热负荷大小和开门次数正相关。热负荷在车厢开门卸货时可表示为：(3-8)其中：，参考自文献REF_Ref6023\r\h[25],具体如下表：等级开门频率系数值A不开门0.25B1小时开门1-2次0.5C1小时开门3-4次1D1小时开门5-6次1.5E1小时开门7-8次2表3-1系数取值表故，门店卸货时的能耗成本：(3-9)综上，整个配送过程中的能耗成本为：(3-10)1.1.5碳排放成本1.运输过程中配送车辆消耗燃油产生二氧化碳：运输距离及装载量直接影响耗油量，参考文献REF_Ref27688\r\h[26]本文选择——负载估计法模型，通过公式可以得出，门店到门店配送车辆单位距离油耗量为：(3-11)其中：所以，门店到门店配送车辆的油耗量为：×；本文配送途中燃油产生的碳排放量选用碳排放系数法进行量化，配送车辆从门店到门店运输过程中的碳排放量为：(3-12)其中：2.冷藏车制冷设备制冷产生二氧化碳：(3-13)其中：：配送中，冷藏车配送的单位重量农产品驾驶单位距离（kg*km）由制冷设备制冷产生的碳排放综上，碳排放成本：(3-14)其中：；，即碳排放成本为零，此时不考虑配送车辆碳排放造成的成本。1.1.6惩罚成本随着时间的累计产品质量会逐渐下降，所以超市通常都会限定配送时间，冷藏车要按时将产品送达。在实际配送中，由于道路交通情况等不确定因素，车辆可能无法按时完成任务，因此本文使用软时间窗：在合理时间范围内，允许提前或是延后配送，但有相应的惩罚成本。图3-1惩罚成本函数图上图为惩罚成本示意图，做出如下解释：配送车辆在前或后到达，但仍在在门店可接受的时间范围内，产生惩罚成本：提前到达—等待成本，延迟到达—惩罚成本；配送车辆送达时间不在可接受的范围内，那么门店拒收产品，产生惩罚成本正无穷大；配送车辆在时间窗内到达，无惩罚成本；综上，惩罚成本为：(3-15)1.4模型目标函数的建立通过以上6项配送成本的分析，本文将综合成本最小确定为优化目标，创建有时间窗约束的，并以综合成本最小为目标的农产品车辆配送路径优化模型为：(3-16)(3-17)(3-18)(3-19)(3-20)(3-21)(3-22)(3-23)（3-16）：目标函数——综合成本最低；（3-17）：各门店有且仅由1辆车配送，配送车辆总数不超过的总车辆数；（3-18）：车辆完成配送任务后须返回配送中心；（3-19）：所有配送车辆服务的门店总数n；（3-20）：车辆的载重量不超过额定载重量；（3-21）：总行驶里程不超过车辆的最大行驶里程；（3-22）：门店所规定时间窗限制；（3-23）：车辆在配送过程中时间上的连贯。2考虑碳排放的沃尔玛购物广场农产品冷链配送路径优化求解2.1车辆路径问题概述2.1.1车辆路径问题的定义车辆路径问题（VRP）由Dantzing和Ramser于1959年提出，指1家配送中心向一定数量的客户提供规定数目的货物，且配送任务由同一车队负责。车队科学合理的规划车辆配送路线，在一定约束下，满足客户需求，实现目标函数（如配送成本最低、配送车辆行驶里程数最低等）REF_Ref16470\r\h[27]。车辆路径问题与水运航线调度、铁路运输调度都有着相似之处。配送任务的目标是让总成本最小，既要缩短司机的驾驶时间，又要使配送车辆的数目尽可能少。图4-1单一配送中心配送示意图2.1.2车辆路径问题的构成要素1.目标函数目标函数可分为单目标函数及多目标函数，本文路径优化问题是对单目标函数而言的，故这里只对单目标函数进行分析，选取如下常见三种REF_Ref14163\r\h[28]：（1）配送时间最短：冷链产品对运输时间的长短和温度变化较为敏感，所以降低冷链产品的配送时间，不但可以保证冷链产品的质量及客户满意度，而且还可以降低冷链企业的实际运营成本；（2）配送距离最短：里程数对总运输成本的影响很大，这是因为车辆的运输、能耗、制冷成本等与行驶的距离成正比。所以，对配送车辆行驶路线进行优化，可以很大程度上降低总运输成本；（3）配送总成本最低：通常冷链配送总成本有固定、运输、货损、制冷、惩罚成本。建立模型的根本目的就是得出最低总成本，这也是物流企业的重要目标。2.约束条件约束条件的设置可满足车辆路径问题在实际生活里的可操作性，例如：（1）时间窗约束：时间窗是门店能接受服务的时间范围，提前到达产生等待成本，延迟到达则产生相应的惩罚成本；（2）车辆装载量约束：配送车辆的货物装载量不超过车辆最大限载量；（3）车辆起始点约束：配送中心既是配送车辆的起点也是终点。车辆装载量约束：配送车辆的货物装载量不超过车辆最大限载量。1.配送中心配送中心是整个物流链的起点，负责货物的集货、包装、分拣、配送等活动，是实现货物流通和存储的重要保障。2.配送车辆配送车辆把产品从配送中心送至各客户点，它是物流配送活动中不可或缺的工具。建立VRP模型时，车辆的容积、限载量、最大行驶距离等均要考虑。3.配送货物配送服务的本质是货物的运输，通常根据货物的属性来选择相应的车辆。6.客户点客户点是车辆提供服务的对象。客户点有如下特点：（1）需收取货物，有规定的被服务的时间范围（即时间窗要求）；（2）配送的货物既可以是同一种货物，也可以是不同的货物；（3）客户点的需求既可以是模糊的也可以是确定的；（4）客户点的被服务顺序具有优先级之分。7.运输网络指配送车辆的行车路径，由客户点及赋有非负权值的弧组成，点表示配送中心或客户点，向线表示配送车辆的行驶路径，向线的方向既可是单向也可是双向。2.2车辆路径问题的算法介绍与算法选择2.2.1车辆路径问题的算法图4-2VRP求解算法分类1.精确算法虽然此类算法通过计算可得到配送路径问题的标准数值解，但实际求解过程中，若是遇到大规模问题就会出现“组合爆炸”的现象，计算的复杂程度将大大增加，导致难以求得结果。所以常用来求解客户数量少或优化目标简单的问题REF_Ref23813\r\h[29]。2.启发式算法经典启发式算法经典启发式算法原理节约法在路径中按顺序把2个回路合并为1个回路，使得合并后的总路程减小的程度最大，直至能达到配送车辆的装载限制最邻近法首先从离配送点最近的门店开始搜索，接着以还没有被搜索到的门店为中心，按照上述顺序继续搜索扫描法以配送点坐标为原点坐标、配送车辆最大车容量为限制条件，接着用交换法都门店逐一排序，并构成排队路线插入法把门店一次插入到配送路径中，由此构建配送路线表4-1经典启发式算法及其原理现代启发式算法现代启发式算法原理遗传算法根据自然界生物体进化的规律，模拟自然进化的过程，搜寻最优解蚁群算法模拟蚂蚁觅食的过程：短路线上释放信息素更多，信息素浓度累计增高，选择该路径的蚂蚁个数增多模拟退火法一种基于概率的算法，先将固体升温到充分高，再让其冷却；升温时，粒子处于无序状，而冷却时粒子渐趋有序，最后在常温达到基态禁忌搜索法由初始可行解开始，选择特定的搜寻方式，以此来让目标函数值朝着变化最大的方向移动表4-2现代启发式算法及其原理2.2.2算法的比较与选择算法优点缺点精确算法结果精确，能够得到最优解计算过程复杂、效率低、用时长经典启发式算法高效快速，在短时间内即可得到最优解不适用于复杂问题，易陷入局部最优现代启发式遗传算法自适应性强、全局搜索强、求解时间短效率高易早熟、不能保证每次搜索结果相同蚁群算法良好正反馈机制、计算能力强、可与其他算法结合需不断调整变量、搜索时间长模拟退火算法计算简单、初始条件限制少参数选取影响大，不能保证结果最优禁忌搜索算法应用广泛、搜索有效、不易陷入局部最优计算复杂、求解时间长表4-3VRP问题算法优缺点精确算法的应用受到了很大限制，而启发式算法，特别是改进的现代启发式算法应用前景广泛。它集成了人工智能的思想，选取全局搜索技术搜寻最优解，不但使计算量减少，计算时间缩短，而且得出的结果更为准确。通过比较上述算法的优缺点，相较于其它算法，遗传算法全局搜索能力强、鲁棒性好、搜索效率高，结合其优势并参考众多学者对物流配送路径问题优化的研究成果，最终选择使用遗传算法来求解沃尔玛购物广场农产品配送路径优化问题。2.3遗传算法的设计2.1.1遗传算法的执行流程遗传算法在求解过程中主要有6个步骤：染色体编码→初始种群形成→适应度函数值计算→选择→交叉→变异。图4-3为遗传算法求解步骤流程图：图4-3遗传算法求解步骤流程图2.1.1遗传算法的设计1.染色体编码本文对染色体编码选用——自然数编码，具体的编码思路如下：（1）假设:有辆车，个配送点，其中，配送中心编号为0；（2）将模型中的解向量编码，长度为：,表示一条可行线路；（3）举例如下：094620571038100车辆1的配送路径：0→9→4→6→2→0车辆2的配送路径：0→5→7→1→0车辆3的配送路径：0→3→8→10→02.种群初始化种群规模会对输出的结果产生影响：数量过大，会增加计算时间、空间的复杂性，求解效率下降，但能减小陷入局部最优的风险；数量过小，则优化结果不够好。一般初始种群大小取值为20-100REF_Ref27977\r\h[30]。1.适应度函数的设计评估种群个体对环境适应能力的函数，直接决定个体能否被选中。对于某一个体来说，其适应度值与它遗传到下一代的概率正相关REF_Ref27931\r\h[31]。由于本文的目标函数是企业配送的综合（总）成本最小，故取适应度函数为目标函数倒数。为了使适应度值更加直观明了，本文将其扩大10000倍；其中：2.选择算子优良的个体位串在旧种群里被选出复制给下一代生成新种群。本文选择常用的轮盘赌法（把生物进化选择当作在轮盘上随意转动筛选）进行算子的选择REF_Ref25791\r\h[35]。其中：具体计算步骤如下：（1）分别计算各染色体i的适应度；（2）求和：种群中N个染色体适应度的和；（3）计算染色体被选中进入下一代的概率；（4）求和：（5）模拟赌盘，产生随机数则选择第1条染色体；若，选中的则为第条染色体，进行循环直至选满。3.交叉算子交叉分两步：（1）确定染色体交叉区域；（2）对选取位置的基因信息对换。本文选用部分匹配交叉方法（PMX）算法，此算法不但应用广泛，而且可以随机搜索并遍历所有门店REF_Ref25791\r\h[35]。具体步骤如下：①随机产生2个交叉匹配区域；②将步骤①产生的基因串放在自己染色体最前面；③步骤②产生的染色体去除与最前端基因串一样的片段。为更清楚的介绍该算法（PMX），举例如下：图4-4；图4-4交叉操作示意图6.变异算子变异在遗传中起辅助进化的作用，本文采取倒位变异算子，具体操作如下：①随机选取染色体序列，产生两个变异点；A：71|4652|839②将①中变异区域的基因倒序，产生新的序列；A’:71|2564|839其中：4、2为变异点。7.终止条件（1）算法预期最优目标达成；（2）算法达到预期迭代次数；（3）最优值不随迭代次数的增大而改变。3考虑碳排放的沃尔玛购物广场冷链配送实证分析—以江苏省为例本章在第3、4章基础上，对沃尔玛购物广场这一大型超市的农产品冷链配送路径问题进行优化。沃尔玛在中国共有400多家大型购物广场超市，3个大型生鲜品配送中心。本文选取江苏省的26家购物广场超市作为代表，运用遗传算法，结合MATLAB软件编程对江苏沃尔玛购物广场超市做出冷链配送路径。沃尔玛购物广场虽然是一家大型连锁超市，但它在配送路线的选择上还是依靠司机的经验，没有固定的配送路线。所以本文不再讨论其原有的配送路线，而是直接运用遗传算法规划其农产品冷链配送路径。3.1数据处理3.1.1门店相关数据本文通过百度地图的拾取坐标系统对这26家购物广场超市进行定位并编号，并用Gis绘制如下门店分布图（图5-1），其中：０表示配送中心，１～26表示门店。图5-1江苏沃尔玛购物广场门店分布图编号所在市配送中心及门店地址0嘉兴嘉兴配送中心浙江省嘉兴市秀洲区王店镇1南京悦荟广场店南京市秦淮区洪武路88号悦荟广场2-3层2南京赛虹桥店南京市雨花台区应天大街619号虹悦城B13南京桥北路店南京市浦口区大桥北路58号印象汇F34广鼎店南京市栖霞区和燕路348号1-2层5常州通江中路店常州市新北区通江中路88号常州新北万达广场B16南大街店常州市钟楼区西瀛里F17淮安淮海北路店淮安市淮海北路43号(金马广场)1-2层8扬州四望亭路店扬州市邗江区扬子江北路101号凯德广场2层9太仓太仓府南街店苏州市太仓市人民南路96号南洋广场B110太仓东门店苏州市太仓市人府南街21号2层11常熟海虞南路店苏州市常熟市海虞南路88号3-4层12昆山昆山玉山店苏州市昆山市玉山镇衡山路人民南路昆城广场2-3层13苏州正翔商业广场店苏州市吴江区江兴西路正翔商业广场2-3层14现代大道店苏州市苏州工业园区现代大道1699号印象城B115南门店苏州市东吴北路288号2层16无锡金城店无锡市梁溪区金城路五星家园123号2-3层17无锡太湖店无锡市梁溪区春申路69号2-3层18青石路店无锡市北塘区青石路金太湖国际城B119镇江谷阳路店镇江市京口区丁卯桥路200号3层20盐城迎宾南路店盐城市迎宾南路国飞尚城e区2-3层21张家港沙洲西路店苏州市张家港市国泰中路与沙洲西路恒光国际2-3层22徐州解放路店徐州市云龙区和平路与解放路正翔商业广场2-3层23南通中山西路店南通市如皋市中山西路1号正翔商业广场2-3层24泰州济州东路店泰州市济川东路228号万达广场中心2-3层25吴江江兴西路店吴江市松陵镇鲈乡北路吴江深国投商业中心F226江阴澄红路店无锡市江阴市澄江中路87-89号新一城购物广场F1表5-1各门店位置信息沃尔玛实行统一管理、配送的模式，采用日配方式，每天提供一次配送服务。对收集、调研的资料及数据进行整理，得到江苏沃尔玛农产品冷链配送过程中，门店的位置坐标、农产品需求量及时间窗要求，如表5-2所示：编号X坐标Y坐标需求量（t）门店规定时间窗门店可接受时间窗服务时间（min）0120.72081130.634141—4:30-18:304:00—20:00—1118.79271032.0440272.07:00-9:306:00-10:30302118.77219032.0152241.07:30-10:006:30-11:00153118.72882732.1462401.28:00-10:307:00-11:00184118.81879232.1130151.86:00-9:005:00-10:00275119.97438731.8231751.06:30-8:306:00-9:00156119.95967931.7806280.86:00-9:005:30-10:00127119.03138931.6050571.59:00-12:008:00-13:00238119.42181932.4045491.28:00-10:007:00-11:00189121.11581031.4511821.05:00-8:005:00-9:001510121.18969231.4913871.25:30-8:305:00-9:301811120.76603631.6551392.05:30-8:005:30-9:303012120.96057331.3706051.86:00-8:305:30-9:002713120.64703231.1742241.57:30-10:006:30-11:002314120.66351731.3232711.28:00-10:307:00-11:301815120.63422431.2851601.27:00-10:006:00-11:001816120.32576431.5469181.86:30-9:006:00-10:002717120.80208531.0941092.07:00-9:306:00-10:303018120.29517031.5997731.25:30-8:305:00-9:301819119.50054732.1864531.27:30-9:307:00-10:301820120.15191131.3722401.89:00-11:308:00-12:302721120.52405231.8742862.06:00-9:305:30-10:303022117.20009632.2581332.010:00-13:009:30-14:303023120.55846332.3916461.87:00-10:006:00-11:002724119.92617632.4774931.87:00-9:306:30-10:302725120.34297931.4754501.25:00-7:305:00-9:001826120.303691031.9296581.56:00-9:005:30-10:3023表5-2门店需求信息3.1.2配送中心及配送车辆相关数据江苏所有门店均由浙江嘉兴的华东配送中心提供配送服务，各个门店配送服务每天有且只有一次，冷藏车于早上4点30分出发，完成任务后返回配送中心，做出如下假设：（1）假定路况良好，不考虑交通堵塞的情况；（2）假定运输车辆以恒定速度匀速行驶，其中；（3）假设内外部温度恒定，其中：内部温度4℃，外部温度15℃。参数参数值参数参数值整车尺寸9000*2600*3980箱体尺寸6800*2450*2600mm整车型号DFH5180XLCEX3发动机型号东方康明斯ISD230功率169kW最高时速90km/h整备重量8.0T制冷0-20℃表5-3车辆信息3.1.3运输距离本文选用百度地图确定各门店间距离。在百度地图输入两点后，则会出现多条行走路线（用时最短、红绿灯最少、距离最短），考虑到生鲜农产品的特性，故本文选取两点间用时最短的路径，测定的各门店及配送中心两两间距离（km）如下所示：0123456789101112131415161718192021222324252600296295310284180185415283120124129105748785138142143248338168605238246721711296051511127130192100255260216243230216221179170168832621813332081522301552295501715132143193103260270221255235220234190175181882711863352281602411683310151701414214517687270274231258246228236193185184972431963182111432491784284111514012813218595256261218244232217221178171169802621923262091512401555180127132142128062661111331409512110997102595048732065843812197112406185130143145132602691131371479812412010410354424678210624411341001204274151921931761852662690173359362316360348332338296289293200131276195252190353250828310010387951111131730231233187228216200205163155154411671471471287021812191202552602702561331373592310345227056699393942052659056714218973114101242602702742611401473622333046217153669495982102649057014219084115111292162212312189598316187454605565495149535416623844529111147666812105243255258244121124360228222155047324181838619327499554152190501151374230235246232109120348216707165470191868697018627599541170183310214872162202282179710433220056534932190852555916625579527146163208815852212342362211021033382056966514118805860641722618453615516815941613817919019317859542961639394498168525808101302196849112912768521714217017518517150422891559395538369556080412121154488119117744418143168181184169484629315494985486705964104011821458482122121704619248838897807378200412052101661931861661721301211180186129372132751879220338262271243262206210131167265264238274275255261219211214186019931814212427617321168181186196192586227614790904499997984685458129199048684107100272260533333531832643844119514756757052955454152753649148848237231848604433785424382323820822821120912113425212814214211115217014615512911912213214284443083165812424615216014315197100190701891901471901831631681271171217512410737883018482257223024124924011212035321873846650320156874701872761005421651840103261711551681781554042250121114115681151028894524446921732743881821030表5-4距离矩阵3.2参数设置3.2.1模型参数设定参数参数值参数参数值单位生鲜农产品价格4000元/t冷藏车最大载重量8t单位制冷剂价格1元/kCal车辆平均行驶速度80km/h冷藏车运输过程中农产品腐败率0.001车箱内温度4℃冷藏车在配送点农产品腐败率0.003车箱外温度15℃冷藏车箱体老化程度0.005冷藏车固定成本200元/辆冷藏车箱热传率0.4kCal/(h㎡*℃)冷藏车单位里程成本2元/km开门频率系数1提前送货惩罚系数0.001冷藏车空载单位距离耗油量0.377L/km延迟送货惩罚系数0.002冷藏车满载单位距离耗油量0.165L/km碳排放系数2.6kg/L单位重量驾驶单位距离制冷碳排放0.0075g/kg.km碳排放成本（碳税价格）10元/kg车厢内表面积44m2车厢外表面积48m2表5-5模型参数其中：碳税参考《中华人民共和国环境保护税法》（下图）以及文献REF_Ref361\r\h[32]；税目计税单位税额备注大气污染物每污染当量1.2元至12元—表5-6环境保护税税额表3.2.2遗传算法运行参数设定参数取值种群规模100变异概率Pm0.2交叉概率Pc0.8最大迭代次数Tmax500染色体长度LS27表5-7遗传算法运行参数通过Matlab软件运行，本文分别得出考虑碳排放成本（图5-2）和不考虑碳排放成本（图5-3）这两种情况的最优路径方案成本迭代图，由图我们可知：在考虑碳排放成本情况下，遗传算法在迭代次数接近320时，曲线就呈直线状，进入稳定状态，函数值达到最优；然而在不考虑碳排放成本情况下，迭代次数达到500次时，才进入稳定状态。通过对比，考虑碳排放成本情况下，遗传算法收敛更快，更加稳定，更快达到最优。据此，本文设置最大迭代次数500次。图5-2考虑碳排放成本的遗传算法迭代图图5-3不考虑碳排放成本的遗传算法迭代图3.3Matlab求解结果对比及分析3.1.1考虑碳排放成本的沃尔玛配送路径优化模型求解考虑碳排放成本时，构建的目标（综合成本）函数由固定、运输、货损、能耗、碳排放及惩罚成本6部分构成。配送车辆最优配送路径图（5-4）如下：图5-4考虑碳排放成本的沃尔玛配送路线图在考虑碳排放成本时，共需6辆车完成26家门店的配送服务。其中：固定成本：1200元；运输成本：4417.2元；货损成本：1450.925元；能耗成本：7023.649元；碳排放成本：22727.081元；惩罚成本：385元。求得最优配送路径如表5-8所示：车辆路径总成本/元总里程/km载重量装载率10→25→18→16→17→14→03929.0733027.4092.50%20→11→21→23→04889.2854953.8072.50%30→5→6→19→8→22→09172.88410576.2077.50%40→4→1→2→3→06366.4836276.0073.00%50→9→10→12→15→13→03641.5062776.7081.75%60→26→24→20→7→09202.6269236.6082.50%总计—37203.857368138.7—表5-8考虑碳排放成本的车辆路径优化结果3.1.2不考虑碳排放成本的沃尔玛配送路径优化模型求解不考虑碳排放成本时，构建的目标（综合成本）函数由固定、运输、货损、能耗及惩罚成本5部分构成。在求解计算时，设目标函数中碳税，约束条件均不变，配送车辆最优配送路径图（5-5）如下：图5-5考虑碳排放成本的沃尔玛配送路线图在不考虑碳排放成本时，共需7辆车完成26家门店的配送服务。其中：固定成本：1400元；运输成本：5136元；货损成本：1401.133元；能耗成本7879.391元；惩罚成本：460元。求得最优配送路径如表5-9所示：车辆路径总成本/元总里程/km载重量装载率10→16→15→13→14→01923.9893203.7071.25%20→21→26→24→20→02771.9247397.1088.75%30→25→18→6→5→19→8→02481.1995916.6082.50%40→7→22→03486