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中文题名:

 社区农产品团购点优化及配送路径规划 系统研究与实现    

姓名:

 谢剑鹏    

学号:

 20212108028    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 085400    

学科名称:

 工学 - 电子信息    

学生类型:

 硕士    

学位:

 电子信息硕士    

学位类型:

 专业学位    

学位年度:

 2024    

学校:

 石河子大学    

院系:

 信息科学与技术学院(网络空间安全学院)    

专业:

 电子信息    

研究方向:

 计算机技术    

第一导师姓名:

 肖婧    

第一导师单位:

 石河子大学    

第二导师姓名:

 周杰    

完成日期:

 2024-05-01    

答辩日期:

 2024-05-08    

外文题名:

 Research and Implementation of Agricultural Product Delivery Route Planning System Based on Community Group Purchase Point Selection    

中文关键词:

 社区团购 ; 农产品配送 ; 社区团购节点优化 ; 配送路径优化 ; 群智能算法     

外文关键词:

 Community Group Buying ; Agricultural Product Distribution ; Community Group Buying Node Optimization ; Distribution Route Optimization ; Swarm Intelligence Algorithms     

中文摘要:

随着移动互联网的普及和拼多多“拼团优惠”业务的兴起,社区团购已成为人们网上购物的热门选择。社区团购通过线上预订和线下送货方式,实现了商品的批量采购,降低了商品价格,为消费者提供了实惠价格。本文提出的社区团购点选择可以有效地降低配送距离,降低成本,为企业带来竞争优势。同时,优化的农产品物流配送路径能有效降低配送成本,缩短配送时间,大幅提高物流配送利润。因此,研究和实现社区农产品团购点优化及配送路径规划系统在理论和应用上具有重要价值。基于S市当地社区团购需求和综合国内外相关研究,本文针对社区团购点选择和配送路径优化问题展开研究。在团购点选择方面,选择一个较优的社区团购点选择方案,有助于降低总体配送距离和服务成本。同时,农产品配送路径的优化关系着成本、时间和利润。最后,本文设计了一款图形化操作界面良好的团购点和路径优化仿真系统,以满足实际需求。综上所述,本文工作主要分为三部分。

(1)为了解决社区团购节点选择的问题,本文提出了一种新的混沌玻尔兹曼选择麻雀搜索算法(CBSSA),可以有效地降低社区团购点选择方案的配送距离和服务成本。同时,本文还设计了一个新的社区团购点选择模型,充分考虑了现实中的位置条件和社区团购节点的服务成本等因素。接着,本文利用MATLAB软件搭建了社区团购点选择优化的测试环境,并将所提出的算法与经典的遗传算法方法进行了比较。实验结果表明,在多个实验场景下,CBSSA相比传统遗传算法在配送距离和服务成本上,分别至少降低了5.9%和11.65%。这表明,本文所提出的CBSSA社区团购点选择方法可以有效地降低配送距离和服务成本。

(2)为了解决农产品配送的路径规划问题,本文提出了一种新的量子蚁群算法(QACO),可以有效地减少配送成本和时间、提高经济利润。本文还设计了一个新的农产品配送路径规划模型,并提出了一个新的评价函数。最后,本文设置了多种实验场景,相比最新的改进的蚁群优化(MACO)、可变邻域搜索的蚁群优化算法(VNS-ACO)和经典的蚁群算法(ACO),QACO降低了时间和成本、提升了经济利润。其中以社区团购点为30个的实验场景为例,本文所提出的QACO 相比当前最新的MACO、VNS-ACO和经典的ACO算法在经济利润上,至少要高5.68%以上,对于配送时间来说,QACO要均至少要低17.09%以上,对于配送成本,QACO则均至少要低12.31%以上。这表明,本文所提出的农产品路径规划方法可以有效地降低配送成本和配送时间、提高经济利润。

(3)基于上述两个重要模型与优化算法,本文利用MATLAB App Designer 平台实现了一个图形化界面的社区农产品团购点优化及配送路径规划仿真系统,包括登录界面、社区团购节点选择界面与物流路径配送规划界面。最后,为了验证系统的可靠性,本文对其进行了全面的系统功能测试,该系统所设计的各项功能均被有效地展示。

外文摘要:

With the popularity of mobile internet and the rise of Pinduoduo's "group purchase discount" business, community group buying has become a popular choice for online shopping among people. Community group buying achieves bulk purchases of goods through online reservations and offline delivery, reducing product prices and providing consumers with affordable prices. The community group buying point selection proposed in this thesis can effectively reduce delivery distances, lower costs, and provide competitive advantages for enterprises. At the same time, optimizing the logistics distribution path of agricultural products can effectively reduce distribution costs, shorten delivery times, and significantly increase logistics distribution profits. Therefore, research and implementation of community agricultural product group buying point optimization and distribution path planning systems have important theoretical and practical value. Based on the local community group buying needs in S City and comprehensive research from both domestic and international sources, this thesis focuses on the research of community group buying point selection and distribution path optimization. In terms of group buying point selection, choosing a more optimal solution helps to reduce overall delivery distances and service costs. Additionally, the optimization of agricultural product distribution paths is closely related to costs, time, and profits. Finally, this thesis designs a graphical user interface for a well-performing group buying point and path optimization simulation system to meet practical needs. In summary, the work of this thesis is mainly divided into three parts.

(1) To address the issue of community group buying node selection, this thesis proposes a novel chaotic Boltzmann sparrow search algorithm (CBSSA), which effectively reduces the delivery distance and service costs of community group buying node selection solutions. Additionally, this thesis designs a new community group buying node selection model, taking into account real-world location conditions and the service costs of community group buying nodes. Subsequently, this thesis builds a testing environment for optimizing community group buying node selection using MATLAB software, and compares the proposed algorithm with classical genetic algorithm methods. Experimental results demonstrate that, across multiple experimental scenarios, CBSSA reduces the delivery distance and service costs by at least 5.9% and 11.65%, respectively, compared to traditional genetic algorithms. This indicates that the CBSSA community group buying node selection method proposed in this thesis effectively reduces delivery distance and service costs.

(2) To address the problem of agricultural product distribution path planning, this thesis proposes a novel Quantum Ant Colony Optimization (QACO) algorithm, which effectively reduces delivery costs and time while increasing economic profits. Additionally, a new agricultural product distribution path planning model is designed in this thesis, along with a novel evaluation function. Furthermore, various experimental scenarios are set up to compare QACO with the latest improved Ant Colony Optimization (MACO), Variable Neighborhood Search Ant Colony Optimization (VNS-ACO), and classical Ant Colony Optimization (ACO) algorithms. Results show that, in a scenario with 30 community group buying points, QACO outperforms MACO, VNS-ACO, and classical ACO algorithms by at least 5.68% in economic profits and reduces delivery time by at least 17.09% while lowering delivery costs by at least 12.31%. These findings indicate that the proposed agricultural product path planning method effectively reduces delivery costs and time while increasing economic profits.

(3) Based on the above two important models and optimization algorithms, this thesis utilized the MATLAB App Designer platform to construct a graphical user interface for simulating the optimization of community agricultural product group buying points and the planning of distribution paths. The system includes login interface, community group buying node selection interface, and logistics path distribution planning interface. Finally, to verify the reliability of the system, comprehensive system functionality testing was conducted, and all designed functions of the system were effectively demonstrated.

参考文献:

[1]林殿盛. 生鲜农产品低碳冷链物流网络优化研究[D]. 华南理工大学, 2021.

[2]尹超. 城乡商贸物流服务网络资源优化研究[D]. 北京交通大学, 2019.

[3]甘含露, 谭文勇. 新零售视角下社区商业服务设施转型思考[C]//人民城市,规划赋能——2023中国城市规划年会论文集(19住房与社区规划). 中国城市规划学会, 2023: 7[2024-03-11].

[4]赵萌. “平台—模块”主导的村镇物流生态系统演化研究[D]. 北京交通大学, 2020.

[5]王雪雪, 呙飒英, 张淑芳, 等. 社区团购现状及运营模式探讨——以橙心优选为例[C]//劳动保障研究会议论文集(十一). 四川劳动保障杂志出版有限公司, 2021:

[6]盛虎宜. 生鲜电商物流配送的车辆路径问题研究[D]. 电子科技大学, 2019.

[7]彭建华, 高贵兵. 社区团购易耗农产品库存决策及协调策略[J]. 湖南科技大学学报(自然科学版), 2023, 38: 51-58. DOI:10.13582/j.cnki.1672-9102.2023.04.007.

[8]刘秀. 低碳视角下城市农产品冷链配送路径优化研究[D]. 大连海事大学, 2018.

[9]朱春阳, 毛天婵. 平台逻辑如何嵌入基层?——社区团购与基层治理的再组织化[J]. 山东大学学报(哲学社会科学版), 2023(6): 71-81. DOI:10.19836/j.cnki.37-1100/c.2023.06.007.

[10]税文兵, 周东民, 郭绍梅. 考虑产品质量和双边服务水平的线上线下竞合供应链协调[J]. 山东大学学报(理学版): 1-10.

[11]兰宇琳. 面向城市物流配送的多目标路径优化问题研究[D]. 华南理工大学, 2021.

[12]陈传昊. J公司社区团购冷链物流配送路径优化研究[D]. 济南大学, 2022.

[13]朱雪霏. 社区团购模式下生鲜农产品配送研究[D]. 江南大学, 2021.

[14]尹瑶玲. 消费者社区团购使用意愿的影响因素研究[D]. 吉林大学, 2020.

[15]范闯. 消费者参与农产品社区团购的意愿及行为研究[D]. 吉林大学, 2022.

[16]于鹏. 社区团购特征对消费者团购意愿影响研究[D]. 山东大学, 2022.

[17]李世杰, 何元. 电商平台跨界社区团购提升竞争力了吗?[J]. 南开管理评论: 1-28.

[18]魏宗财, 陈旭华, 刘雨飞, 等. 城市社区团购自提点空间分布格局及其影响因素——以广州市为例[J]. 经济地理, 2023, 43: 109-118. DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2023.07.011.

[19]戚淳浩, 朱琳. 考虑满意度的团购两级混合冷链低碳路径优化[J]. 计算机工程与应用, 2024, 60: 337-347.

[20]柳西波, 张静. 分享经济背景下泸州合江荔枝商业模式建构路径[J]. 食品研究与开发, 2023, 44: 227-228.

[21]李瑾, 刘云鹏, 邱虹. 基于外卖数据的社区团购选品系统研究与应用[J]. 计算机应用与软件, 2022, 39: 43-48+118.

[22]林庆洪, 周筱祺. 居家综合服务背景下社区商业的业态组合分析[J]. 商业经济研究, 2022: 36-38.

[23]张秦. 社区团购视野下廊坊市胜芳蟹流通体系建设[J]. 食品研究与开发, 2023, 44: 225-226.

[24]周冲冲, 俞滨. 社区团购外部变量对消费者参与团购意愿影响的实证分析[J]. 商业经济研究, 2023: 96-99.

[25]陆森. 社区新零售模式下供应链重构机制分析[J]. 商业经济研究, 2023: 11-14.

[26]杜红旭. 考虑多车型选择的社区团购末端配送路径规划研究[D]. 燕山大学, 2023.

[27]吕林琴. 考虑用户行为选择的社区团购网格仓选址和路径优化研究[D]. 大连海事大学, 2022.

[28]DEJA A, DZHUGURYAN T, DZHUGURYAN L, et al. Smart Sustainable City Manufacturing and Logistics: A Framework for City Logistics Node 4.0 Operations[J]. ENERGIES, 2021, 14(24). DOI:10.3390/en14248380.

[29]SHAHMANZARI M, AKSEN D, SALHI S. Formulation and a two-phase matheuristic for the roaming salesman problem: Application to election logistics[J]. EUROPEAN JOURNAL OF OPERATIONAL RESEARCH, 2020, 280(2): 656-670. DOI:10.1016/j.ejor.2019.07.035.

[30]CAKMAK E, ONDEN I, ACAR A Z, et al. Analyzing the location of city logistics centers in Istanbul by integrating Geographic Information Systems with Binary Particle Swarm Optimization algorithm[J]. CASE STUDIES ON TRANSPORT POLICY, 2021, 9(1): 59-67. DOI:10.1016/j.cstp.2020.07.004.

[31]OZMEN M, AYDOGAN E K. Robust multi-criteria decision making methodology for real life logistics center location problem[J]. ARTIFICIAL IN℡LIGENCE REVIEW, 2020, 53(1): 725-751. DOI:10.1007/s10462-019-09763-y.

[32]UYANIK C, TUZKAYA G, KALENDER Z T, et al. AN INTEGRATED DEMA℡-IF-TOPSIS METHODOLOGY FOR LOGISTICS CENTERS’ LOCATION SELECTION PROBLEM: AN APPLICATION FOR ISTANBUL METROPOLITAN AREA[J]. TRANSPORT, 2020, 35(6): 548-556. DOI:10.3846/transport.2020.12210.

[33]刘光才, 马寅松. 城市物流无人机配送中心选址及任务分配研究[J]. 飞行力学, 2023, 41: 88-94. DOI:10.13645/j.cnki.f.d.20230403.009.

[34]杨小琴, 朱玉全. 改进麻雀搜索算法求解物流配送中心选址问题[J]. 计算机工程与设计, 2023, 44: 1441-1450. DOI:10.16208/j.issn1000-7024.2023.05.022.

[35]武蓉, 贺国先. 建筑供应链物资物流配送中心动态选址仿真研究[J]. 建筑经济, 2023, 44: 583-587. DOI:10.14181/j.cnki.1002-851x.2023S2583.

[36]李静, 陶娟. 求解农业物流配送中心选址的自学习蝗虫算法[J]. 计算机工程与设计, 2023, 44: 1749-1757. DOI:10.16208/j.issn1000-7024.2023.06.022.

[37]吕星皓, 张子昂, 尹传忠, 等. 区域应急物流二级配送中心选址研究[J]. 铁道运输与经济, 2023, 45: 55-61. DOI:10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2023.08.09.

[38]董娜, 赵良, 沈严航. 基于轴辐式结构的农村物流多层级配送节点选址研究[J]. 公路交通科技, 2023, 40: 218-224.

[39]聂闻聪, 楚龙娟, 向楠, 等. 城市轨道物流配送模式研究及节点选址优化[J]. 地下空间与工程学报, 2023, 19: 17-25.

[40]韦修喜, 魏超, 黄华娟. 求解物流配送中心选址问题的改进鸽群算法[J]. 燕山大学学报, 2023, 47: 175-188.

[41]薛海波. 人工蜂群算法在物流配送路径选择问题中的应用研究[D]. 重庆大学, 2016.

[42]SABO C, POP P C, HORVAT-MARC A. On the Selective Vehicle Routing Problem[J]. MATHEMATICS, 2020, 8(5). DOI:10.3390/math8050771.

[43]AGARDI A, KOVACS L, BANYAI T. Ontology Support for Vehicle Routing Problem[J]. APPLIED SCIENCES-BASEL, 2022, 12(23). DOI:10.3390/app122312299.

[44]NOSRATI M, KHAMSEH A A. Bi objective hybrid vehicle routing problem with alternative paths and reliability[J]. DECISION SCIENCE LETTERS, 2020, 9(2): 145-162. DOI:10.5267/j.dsl.2020.1.002.

[45]BRUNNER C, GIESEN R, KLAPP M A, et al. Vehicle routing problem with steep roads[J]. TRANSPORTATION RESEARCH PART A-POLICY AND PRACTICE, 2021, 151: 1-17. DOI:10.1016/j.tra.2021.06.002.

[46]周佳其. 应急救援物资两级配送路径选择研究[D]. 西安工业大学, 2019.

[47]李雪萌. 武汉生鲜农产品社区团购背景下团长特征对居民团购参与行为影响因素研究[D]. 华中农业大学, 2023.

[48]曹艳丽. 社区团购背景下考虑产地直供的生鲜物流网络优化研究[D]. 北京交通大学, 2021.

[49]王艳. 社区团购生鲜配送问题研究[D]. 华南理工大学, 2021.

[50]王小康, 冀杰, 刘洋, 等. 基于改进Q学习算法的无人物流配送车路径规划[J]. 系统仿真学报: 1-12. DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0051.

[51]钟海威. “社区团购”模式下生鲜物流配送选址—路径优化研究[D]. 暨南大学, 2022.

[52]唐传茵, 章明理, 李静红, 等. 基于改进蚁群算法的外卖配送路径规划研究[J]. 南京信息工程大学学报(自然科学版): 1-14. DOI:10.13878/j.cnki.jnuist.20230311001.

[53]付芳, 刘静华. 基于免疫计算的多车物流配送自适应规划仿真[J]. 计算机仿真, 2023, 40: 141-145.

[54]任新惠, 王佳雪, 王梦琦. 考虑动态能耗的无人机配送选址路径规划研究[J]. 计算机工程与应用, 2023, 59: 273-280.

[55]赵子威. 社区生鲜超市门店选址与配送路径优化研究[D]. 大连海事大学, 2021.

[56]张国勖. 社区团购配送中心选址-车辆路径问题研究[D]. 重庆交通大学, 2022.

[57]李珂珂. 社区团购模式下S公司生鲜农产品配送中心选址及配送路径优化研究[D]. 中北大学, 2023.

[58]吴腊梅. 长沙市洪灾应急物流配送路径研究[D]. 长沙理工大学, 2018.

[59]刘长石, 陈慧璇, 吴张. 城市物流配送的混合车辆路径规划模型与优化算法[J]. 控制与决策, 2023, 38: 759-768. DOI:10.13195/j.kzyjc.2021.1450.

[60]李春发, 米新新, 崔鑫. 基于双曲正切函数改进蚁群算法的冷链物流配送路径优化[J]. 公路交通科技, 2023, 40: 236-244+258.

[61]何宇翔. 基于蚁群算法的物流配送路径优化方法研究[J]. 电子设计工程, 2023, 31: 49-53. DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2023.20.011.

[62]张荣, 庞梦荻, 刘斌. 生鲜农产品车辆和无人机组合配送路径优化及效果测试[J]. 河南农业大学学报, 2024, 58: 96-105. DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.20231127.001.

[63]张凯月, 温海骏, 陈跃鹏, 等. 新冠疫情期间应急物资车辆路径优化方法[J]. 科学技术与工程, 2023, 23: 2518-2525.

[64]苏丽. 生鲜农产品社区团购模式下的配送优化研究[D]. 西北农林科技大学, 2023.

[65]林玲. H公司灵管家社区团购营销策略优化研究[D]. 华东师范大学, 2023.

[66]李华萍. 考虑消费者感知价值的生鲜社区团购模式决策研究[D]. 湖南大学, 2022.

[67]冉晓茜. 考虑规模不经济的N社区团购公司网格仓布局优化[D]. 北京交通大学, 2022.

[68]冯之洋. 社区生鲜团购的感知价值对消费者购买意愿的影响机制研究[D]. 华中农业大学, 2022.

[69]刘忠旭. CX社区团购平台营销策略改进研究[D]. 吉林大学, 2022.

[70]张静瑜. 基于社区团购的消费者获得感研究[D]. 兰州大学, 2022.

[71]陶媛. H公司社区团购平台4R营销策略的研究[D]. 桂林电子科技大学, 2021.

[72]解孟珂. M公司社区生鲜团购运营模式优化研究[D]. 郑州大学, 2022.

[73]于飞. 美团社区团购消费者购买决策的影响因素研究[D]. 西安科技大学, 2022.

[74]刘梦媛. 社区团购模式订单分批拣选与配送优化研究[D]. 长安大学, 2023.

[75]陈治亚, 周于轶. 基于POI的物流业空间集聚特征分析——以浙江省为例[J]. 铁道科学与工程学报, 2022, 19(10): 2862-2872. DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20211215.

[76]王苏林, 邱菲尔, 陈凡, 等. 基于贪心遗传的地下物流节点选择规划研究[J]. 工业工程, 2020, 23(5): 88-95.

[77]王紫萌, 周建勤. 线状需求下两阶段设施选址问题[J]. 上海海事大学学报, 2020, 41(3): 60-65. DOI:10.13340/j.jsmu.2020.03.011.

[78]李晶, 贺思雨, 林进. 基于两阶段博弈理论的物流节点城市合作机制[J]. 大连海事大学学报, 2020, 46(1): 66-74.

DOI:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2020.01.008.

[79]周建军, 李林, 陈飞. 改进猫群算法在车辆配送路径优化中的应用研究[J]. 机械设计与制造: 1-8. DOI:10.19356/j.cnki.1001-3997.20230724.016.

[80]浦徐进, 郭瑞, 付亚平. 考虑失效风险的农产品配送中心选址和路径优化研究[J]. 系统科学与数学, 2023, 43(7): 1862-1877.

[81]罗亮, 陈慧璇, 吴张, 等. 交通与天气状况双重作用下生鲜农产品冷链配送的VRPTW[J]. 系统工程, 2022, 40(6): 67-75.

[82]杨正华, 石俊萍. 电子商务生鲜农产品冷链配送耗时控制算法[J]. 计算机仿真, 2021, 38(4): 447-451.

[83]蔡军, 钟志远. 改进蚁群算法的送餐机器人路径规划[J]. 智能系统学报: 1-12.

[84]陈雅含. 大型工程项目未按期完工概率的估计算法研究[D]. 湖南大学, 2022.

[85]肖文生, 李江昊, 于文太, 等. 基于Markov过程的超深水打桩锤系统可靠性研究[J]. 机电工程, 2023, 40: 844-851.

[86]郝井焱. 基于MATLAB与锁相放大器的测试系统[D]. 中国矿业大学, 2022.

[87]刘可心. 基于BIM与子集模拟的施工项目多资源均衡优化系统研究[D]. 湖南大学, 2021.

[88]张庚. 基于模态变异的桥梁损伤识别软件的开发及应用[D]. 大连理工大学, 2020.

[89]JUVVALA R, SARMAH S P. Evaluation of policy options supporting electric vehicles in city logistics: a case study[J]. SUSTAINABLE CITIES AND SOCIETY, 2021, 74: 103209. DOI:10.1016/j.scs.2021.103209.

[90]ISLAM M A, GAJPAL Y. Optimization of Conventional and Green Vehicles Composition under Carbon Emission Cap[J]. SUSTAINABILITY, 2021, 13(12): 6940. DOI:10.3390/su13126940.

中图分类号:

 TP3    

开放日期:

 2024-05-17    

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