一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法，所述方法包括获取区域快递网点和中转站相关信息并进行预处理；顾及工作人口和居住人口分布特征，以网点服务能力为约束，以快递网点和中转站成本最小为目标，构建快递网点和中转站选址模型；采用模拟退火算法嵌套遗传算法对模型进行求解；输出快递网点和中转站选址结果。本方法在快递网点和中转站选址时考虑到工作人口和居住人口分布特征，能够有效提升用户近距离快递服务体验，并能够明显减小配送成本。显减小配送成本。显减小配送成本。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法


[0001]本专利技术涉及地理空间数据应用
，具体为一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法。

技术介绍

[0002]伴随着互联网及电子商务行业的快速发展，我国快递业迅猛发展，在国民经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。国家邮政局统计数据显示，近十年，我国快递行业总收入与业务量年均增长率超过30％，呈现明显上升趋势。这为快递企业带来巨大的发展机遇，也带来了激烈的市场竞争。合理的快递网点和中转站选址不仅能够提高快递服务质量，获得更多的客户，还能够降低配送成本，因而是快递企业在市场中的核心竞争力。因此，开展快递网点和中转站选址研究十分必要。
[0003]常用的选址方法包括层次分析法、重心法、混合整数规划法、模拟退火算法、遗传算法、免疫算法等，但已有研究成果既没有考虑到人口分布空间差异对快递网点和中转站选址的影响，也没有考虑统一考虑快递网点与中转站的布局关系，存在一定的局限性。实际上，对于快递企业来说，网点选址应兼顾配送成本和用户近距离快递服务体验；中转站选址在保障高质量配送服务的同时，尽量减小配送成本。
[0004]一般地，网点除了要求尽可能沿街外，对于规模、交通条件等没有特殊要求。因此，网点位置选择性较大，可以从区域内随机选取进行求解。同时，由于人们在工作中和生活中涉及的快递类型及数量存在明显差别，工作中的快递一般为图纸、文件、资料等，数量较少，且一般直接交付给收件人，生活中的快递往往属于网络购物，数量较多，且由于派送时间往往收件人不在家，快递一般交由驿站保管，因此，为有效提升用户整体近距离快递服务体验并降低配送成本，在网点选址时应考虑工作人口和居住人口分布差异。
[0005]与网点不同，中转站对于规模、地理环境、交通条件、公用设施等要求较高，区域内符合要求的位置不多，可以从候选位置中选取进行求解。同时，由于中转站一方面连接交通枢纽，将快递转运进来，另一方面连接网点，将快递转送出去，因此，为有效减小配送成本，中转站选址应考虑与交通枢纽、网点距离及中转量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法，以解决上述
技术介绍
中遇到的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1：获取区域内快递网点和中转站相关信息并进行预处理，所述相关信息包括：网格工作人口、网格居住人口、土地利用、现状建筑、候选中转站信息、交通枢纽、快递驿站等。
[0009]步骤S2：构建快递网点和中转站选址模型。
[0010]S21：顾及工作人口和居住人口分布特征，在网点服务能力约束下，快递网点选址(s1)成本公式为：
[0011][0012][0013][0014]Q
j
<3Q0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0015]其中，m表示地块数量，n表示快递网点数量，a1、a2分别为地块工作人口和地块居住人口权重，R
i
、W
i
分别为地块工作人口和地块居住人口数量，Z
ij
∈{0,1}，当Z
ij
＝1表示第i个地块工作人口和居住人口快递服务由第j个网点提供，否则为0；d
ij
表示第i个地块到第j个网点的距离；d
ij
′
表示距第i个地块最近快递驿站到第j个网点的距离；b表示人均快递业务量；l表示网点运营成本系数；Q
j
表示第j个网点服务能力，Q0表示网点平均服务能力；c
ij
表示网点至用户或驿站运输费率；y表示单件快递驿站保管费用。
[0016]式(1)目标函数，表示快递网点运营成本和运输成本(运输成本包括工作人口快递运输成本、居住人口快递运输成本和保管费用)。
[0017]式(2)约束条件，表示所有地块工作人口与地块居住人口的快递服务仅由一个网点提供。
[0018]式(3)、(4)约束条件，表示网点服务能力约束。
[0019]S22：中转站选址(s2)成本公式为：
[0020][0021][0022][0023][0024][0025]其中，o表示中转站数量，r
k
∈{0,1}，当r
k
＝1表示第k个候选中转站被选中，否则为0，x
kj
∈{0,1}，当x
kj
＝1表示中转站k由网点j配送，否则为0，q
k
表示中转站k业务量，a3、a4、a5分别为公路、铁路、航空业务量权重，p
hk
、p
rk
、p
ak
分别表示最近公路枢纽、铁路枢纽和航空枢
纽到中转站k运输距离，c
k
表示枢纽到中转站k运输费率，F
k
表示中转站k运营成本，v
k
表示中转站k单件处理成本系数，q
kj
表示中转站k到网点j业务量，p
kj
表示中转站k到网点j运输距离，c
kj
表示中转站k到网点j运输费率。
[0026]式(5)目标函数，表示中转站运输成本、运营成本和处理成本。
[0027]式(6)约束条件，表示中转站业务量为对应各个网点业务量之和。
[0028]式(7)约束条件，表示每个网点有且只有一个中转站为其配送。
[0029]式(8)约束条件，表示只有当候选中转站被选中时，才能为网点配送。
[0030]式(9)约束条件，表示候选中转站被选中后，必须为网点配送。
[0031]S23：合并式(1)和式(5)，以快递网点和中转站成本最小为目标，构建快递网点和中转站选址模型f(s1,s2)。
[0032]步骤S3：利用模拟退火算法嵌套遗传算法对快递网点和中转站选址模型进行求解。
[0033]S31，采用外层模拟退火算法优化网点选址，并确定网点业务量。
[0034]S32，基于网点选址和业务量结果，采用内层遗传算法优化中转站选址。
[0035]步骤S4：输出快递网点和中转站选址结果。
[0036]进一步地，所述步骤S1中网格工作人口和网格居住人口为三个月口径(连续超过三个月)50米
×
50米网格人口；所述预处理为将网格工作人口和网格居住人口聚合至地块，生成地块工作人口和地块居住人口。
[0037]进一步地，所述步骤S2中地块工作人口和地块居住人口权重根据网络购物快递量占总快递量比例确定；公路、铁路、航空业务量权重根据快递企业运输方式比例确定。
[0038]进一步地，所述步骤S2中第i个地块到第j个快递网点的距离和距第i个地块最近快递驿站到第j个网点的距离由百度地图或高德地图骑行路线规划计算得到；中转站k到网点j运输距离是由百度地图或高德地图驾车路线规划计算得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑职住分布的快递网点和中转站选址方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取区域内快递网点和中转站相关信息并进行预处理，所述相关信息包括：网格工作人口、网格居住人口、土地利用、现状建筑、候选中转站信息、交通枢纽、快递驿站等。步骤S2：构建快递网点和中转站选址模型。S21：顾及工作人口和居住人口分布特征，在网点服务能力约束下，快递网点选址(s1)成本公式为：本公式为：本公式为：Q
j
<3Q0(4)其中，m表示地块数量，n表示快递网点数量，a1、a2分别为地块工作人口和地块居住人口权重，R
i
、W
i
分别为地块工作人口和地块居住人口数量，Z
ij
∈{0,1}，当Z
ij
＝1表示第i个地块工作人口和居住人口快递服务由第j个网点提供，否则为0；d
ij
表示第i个地块到第j个网点的距离；d
ij
′
表示距第i个地块最近快递驿站到第j个网点的距离；b表示人均快递业务量；l表示网点运营成本系数；Q
j
表示第j个网点服务能力，Q0表示网点平均服务能力；c
ij
表示网点至用户或驿站运输费率；y表示单件快递驿站保管费用。式(1)目标函数，表示快递网点运营成本和运输成本。式(2)约束条件，表示所有地块工作人口与地块居住人口的快递服务仅由一个网点提供。式(3)、(4)约束条件，表示网点服务能力约束。S22：中转站选址(s2)成本公式为：)成本公式为：)成本公式为：)成本公式为：)成本公式为：
其中，o表示中转站数量，r
k
∈{0,1}，当r
k
＝1表示第k个候选中转站被选中，否则为0，x
kj
∈{0,1}，当x
kj
＝1表示中转站k由网点j配送，否则为0，q
k
表示中转站k业务量，a3、a4、a5分别为公路、铁路、航空业务量权重，p
hk
、p
rk
、p
ak
分别表示最近公路枢纽、铁路枢纽和航空枢纽到中转站k运输距离，c
k
表示枢纽到中转站k运输费率，F
k
表示中转站k运营成本，v
k
表示中转站k单件处理成本系数，q
kj
表示中转站k到网点j业务量，p
kj
表示中转站k到网点j运输距离，c
kj
表示中转站k到网点j运输费率。式(5)目标函数，表示中转站运输成本、运营成本和处理成本。式(6)约束条件，表示中转站业务量为对应各个网点业务量之和。式(7)约束条件，表示每个网点有且只有一个中转站为其配送。式(8)约束条件，表示只有当候选中转站被选中时，才能为网点配送。式(9)约束条件，表示候选中转站被选中后，必须为网点配送。S23：合并式(1)和式(5)，以快递网点和中转站成本最小为目标，构建快递网点和中转站选址模型f(s1,s2)。步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜臣昌，王凤民，陶丽霞，郑英，李月东，孙黎明，谭婧婧，董凯，
申请(专利权)人：日照市规划设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：