城市物流中心选址的双层规划模型

1 绪论1.1课题背景随着我国城市经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，城市交通与经济发展、物流网络建设与现有城市布局的矛盾日益突出，已经成为制约我国城市经济质量提升的重要因素。

城市物流针对特定城市为主要服务对象，着力解决的是一个城市内的物流的优化。

建立一个发达的城市物流系统已经成为加速城市发展必须解决的问题，发展现代化城市物流是建设国际化城市的必然选择。

一个合理的城市物流中心的选址可以提高物流配送效率、降低物流配送成本，显著提高城市经济发展的速度。

在此引诱下，各大城市的城市物流中心的建设速度大大加快，但值得注意的是城市物流中心用地大、建设费用高、投资资金回收慢，并且城市物流中心的建设会对城市交通系统产生巨大的冲击。

基于以上背景，本文选择城市物流中心选址方法为主要研究对象。

1.2研究的目的和意义在城市物流网络中，城市物流中心连接着供方和需方，是两者之间的桥梁，在物流系统中有着举足轻重的地位，它是由集货、配货和送货三部分有机结合而成的流通型结点，是利用订货、储存、包装、加工、配送、运输、结算和信息处理等来满足用户需求，是从供应到消费过程中实现调节跟踪服务的主体机构，由此可见物流中心的优劣直接影响着整个物流系统的效率和质量。

因此在大力发展物流业的同时，人们面临着一个共同的问题：物流中心如何合理选址。

城市物流中心的选址要从整个物流系统出发，不仅要考虑到对物流网络的影响，还要考虑到自身的合理性与经济性，同时需承担很大的不确定性。

随着经济的发展和时间的推移，物流中心所具有的区位优势、经济优势、政策优势可能不复存在，或者发生很大的变化。

为了控制物流成本和投资的风险，需要对物流中心的选址进行合理规划，这就离不开合理的物流中心选址方法。

对物流中心选址方法进行研究，从现实意义上讲，不仅有利上我国物流中心的建设和发展，而且对于促进区域经济发展、保护自然环境、缓解城市交通的压力等方面都具有积极的意义;从理论意义上说，有利于物流中心选址理论的进一步发展和完善，为后续物流中心选址的深入研究具有一定的借鉴意义。

1.3国内外研究现状在国际上，城市物流设施选址研究比较成熟，已经出现很多的模型和算法，甚至已经开发出软件，但是对物流中心的选址研究还仅仅局限在某个或某种物流中心上，并没有系统、完整的论述，可以说，尚处于百花齐放、百家争鸣的阶段。

Aikens教授在文章《Facility location models for distribution planning》[1]给出了线性规划、0-1整数规划、动态规划等9种基本形式的选址模型，目标函数一般是使总的选址费用(包括固定投资费用和运输费用)最小，不同的规划形式主要取决于费用函数的形式。

日本著名教授Taniguchi在文章《Optimal size and location Planning of Public logistics terminals》[2]中采用双层规划求解高速公路交叉口附近运输网络中公共物流转运站点的选址，上层规划目标是根据运输车辆数量使总选址费用最小；下层规划考虑路网状况，遵循用户平衡条件对车辆进行平衡配流。

随着电子商务的蓬勃发展，物流逐渐成为关注的焦点，越来越多的人开始研究物流中心的选址问题，不仅建立起更加符合实际情况的模型，而且使用的求解方法也越来越多，例如线性规划[3]、贪婪法[4]、遗传算法[5]。

在国内，城市物流研究起步较晚，在物流中心选址研究方面，主要是借鉴国外的研究成果，在实际操作中选址决策也主要依靠专家的”头脑风暴”或是运用模糊数学理论，使用层次分析法，通过计算贴近度进行决策。

也就是说，国内对该问题的定量分析还有所欠缺，需要进行进一步比较深入的研究。

配送中心选址方案的确定受技术、经济、社会等多方面影响，而各影响因素不能都以定量的形式体现。

2002年陆华、杨家其在武汉理工大学学报发表文章《模糊排序及启发式算法在物流中心选址中的应用》[6]，其基本思路是:首先用一种启发式算法对各物流中心选址方案的费用进行比选，淘汰一批在费用上不可接受的方案.其次，在此基础上综合考虑其它相关影响因素，通过建立对整个物流中心选址的评价体系并对其划分层次，应用模糊理论得到各方案对应于某项评价指标的隶属度向量。

然后，利用层次分析法计算指标体系中各项指标权重，即对评价指标体系中最底层评价指标的相对高层次、乃至最高层次的各评价指标之间的相对重要性或相对优劣次序进行排序.应用模糊贴近度对各个方案进行排序，得到最优方案。

杨波等人[7]认为，城市需求量应为随机的，并建立城市商品需求量服从指数分布或者帕累托分布时的数学模型。

除此之外，付鹏程，刘金华等在交通科技上发表文章《物流配送中心的选址决策应用》[8]阐述了3种物流中心的选址方法，即分别使用重心法、整数规划法及权重评分法对储运企业、百货商店或超市、货代公司选址决策进行了研究。

2 城市物流中心选址2.1 城市物流系统概述经过20多年的改革开放，我国综合国力显著增强，在向“经济大国”迈进的过程中，我国正在成为“物流大国”。

城市尤其是大城市，在国民经济发展中占据特殊重要地位，是我国经济的中心和骨干，随着大城市的中心功能不断完善、辐射能力逐渐加强，对带动周边中小城市和地区的发展将会起到越来越重要的作用。

但是，在城市化的进程中，物流压力越来越大，城市交通与经济发展、物流网络建设与现有城市布局的矛盾日益突出，城市物流己成为很多城市经济发展的瓶颈。

魏修建、严建援教授[9]认为城市物流是在一定的城市规划约束下，为实现城市商品流通最优化的目的，与其运营与监管等有关的物流活动体系。

日本京都大学Taniguchi[10]把城市物流定义为:市场经济机制中，在充分考虑交通环境、交通拥挤和能源消耗的条件下在城市范围内对私人企业的物流和运输活动进行的整体优化过程，流和交通行为的过程。

从以上的定义知道城市物流是一种比较特殊的物流。

按照物流的范围、范畴不同，物流可以分为:宏观物流和微观物流，社会物流和企业物流。

宏观物流是指社会再生产总体的物流活动，从社会再生产总体角度认识和研究的物流活动，其特点是综观性和全局性。

微观物流是物流的一个局部，一个环节的具体物流活动。

社会物流是指超越一家一户的以一个社会为范畴面向社会为目的的物流，其带有综观和广泛性。

企业物流是从企业角度上研究与之有关物流活动。

而城市物流介于宏观物流和微观物流、社会物流和企业物流之间，可以被看作是众多企业的微观物流向城市之间的宏观物流的一种过渡。

与我们平常提到的物流相比，城市物流多了一个边界，需要在物流涉及到诸多方面加上地域的限制和城市的属性。

事实上，城市物流己成为城市规划和管理的重要内容，是城市功能得以发挥的有力支柱，是城市资源合理配置和有效利用的基础。

城市物流要研究的问题很多，它涉及到城市的交通运输、仓储、包装、装卸、信息传递以及制造业、加工业、流通业、居民生活水平、产业结构等物流的核心和外围的方方面面。

一个城市的发展规划，不但要直接规划物流设施及物流项目，而且需要以物流为约束条件来规划整个市区，城市的经济活动、政治活动等也是以物流为依托的。

城市的规模越大，物流运作就越复杂，其消耗的总成本也就越高。

随着我国城市国际化进程的加快，建立一个高效的城市物流体系己成为加速城市发展必须解决的问题，这将直接关系到城市基础设施效率的发挥，也影响着制造业、流通业的发展以及整个城市居民生活的水平。

[11]2.2 物流中心概述2.2.1 物流中心基本概念物流中心的概念有广义和狭义的区别。

广义物流中心包括港湾、货运站、运输仓库、公共流通商品集散中心、企业自己拥有的物流设施等等，其所覆盖的内容和范围十分广泛。

而狭义物流中心则排除了铁路货运站、港湾设施、机场设施和道路等物流基础设施部分，专指为有效地保证商品流通而建立物流综合管理、控制、调配的机构。

显然，狭义物流中心的概念侧重的是物流的管理效能和行为。

2.2.2 物流中心的功能从理论上说，物流中心应具备如下一些基本功能：（1）运输功能。

物流中心需要拥有或租赁一定规模的运输工具，具有竞争优势的物流中心不只是一个点，而是一个覆盖全国的网络，因此，物流中心首先应该负责为客户选择满足客户需要的运输方式，然后具体组织网络内部的运输作业，在规定的时间内将客户的商品运抵目的地，除了在交货点交货需要客户配合外，整个运输过程，包括最后的市内配送都应由物流中心负责组织，以尽可能方便客户。

（2）储存功能。

物流中心需要有仓储设施，但客户需要的不是在物流中心储存商品，而是要通过仓储保证市场销售活动的开展，同时尽可能降低库存占压的资金，减少储存成本，因此，公共型物流中心需要配备高效率的分拣、传送、储存、拣选设备。

（3）装卸搬运功能。

这是为了加快商品在物流中心的流通速度必须具备的功能，公共型的物流中心应该配备专业化的装卸、卸载、提升、运送、码垛等装卸搬运设备，以提高装卸搬运作业效率，减少作业对商品造成的破损。

（4）包装功能。

物流中心的包装作业目的不是要改变商品的销售包装，而在于通过对销售包装进行组合、拼配、加固，形成适于物流和配送的组合包装单元。

（5）流通加工功能。

主要目的是方便生产或销售，公共物流中心常常与固定的制造商或分销商进行长期合作，为制造商或分销商完成一定的加工作业。

物流中心必须具备的加工功能有贴标签、制作并粘贴条形码等。

（6）物流信息处理功能。

由于现代物流中心现在都已实现了计算机管理，因此可将各个物流环节各种物流作业的信息进行实时采集、分析、传递、并向货主提供各种作业明细信息及咨询信息。

2.2.3 物流中心的类型物流中心根据不同的标准可划分为不同的类型，具体有以下几种划分方式：1，根据功能划分作为物流中心，其主要机能有周转、分拣、保管、在库管理和流通加工等，根据其侧重点不同，可以分为不同的物流中心，主要有以下四种：（1）周转中心：即不具有商品保管、在库管理功能，而是单纯从事商品周转、分拣作用的物流中心。

（2）配送中心：拥有商品保管、在库管理等管理功能，同时又进行商品周转、分拣业务的中心。

（3）仓储中心：单一从事商品保管功能的物流中心。

（4）流通加工中心：从事流通加工功能的物流中心。

2．根据流通不同阶段划分商品的流动是从生产地经流通渠道到消费地的过程，即整个商品流通渠道的流动过程。

[12]根据物流中心在这种流通渠道中所处的地位和作用可划分为：（1）位于生产地附近属于制造商的物资调达或产品存放的物流中心。

（2）位于生产地与消费地之间属于厂商或批发商的物流中心。

（3）位于消费地附近，隶属于批发商或零售商旨在为零售店铺服务的物流中心。

（4）面向不特定多数消费者，从事商品配送功能的配送中心。

2.3 物流中心选址物流中心选址是指在一个具有若干供应点及若干需求点的经济区域内，选一个地址设置物流中心的规划过程。