1 引言

目前关于生鲜农产品冷链物流网点布局优化的研究很少,且大多数仅在理论层面进行分析,刘云(2014)根据水产品的易腐性特征,构建起水产品冷链物流网络优化双层规划模型,上层模型用来确定最佳的冷链物流中心选址,而下层规划确定配送的运输路径,两个问题同时进行优化来实现总成本最小;Omar Ahumada等(2012)提出了一个生鲜农产品的生产和销售的随机战术规划模型,该模型可根据天气和需求的不确定性确定生鲜农产品的分配方案;杨华龙等(2010)提出优化生鲜农产品物流网络布局模型,即把货物从产地运出,通过预冷站和配送中心到达最终客户的总物流费用最小作为目标函数,考虑新鲜农产品时间敏感的特征,通过收集经验数据计算了衰减指数,提出生鲜农产品物流网络节点的非线性规划数学模型,并设计了相应的遗传算法;张春颖等(2010)分析了我国西部特色农产品冷链物流的发展现状,并提出了存在的问题,结合西部地区的特点,提出了发展对策;张智勇等(2010)以农产品冷链物流为研究对象,在冷链物流系统中采用MAS技术,将大而复杂的冷链物流系统分解成若干个小但联系紧密的Agent个体,形成了高度协调运作的一体化冷链多智能物流体系。从已有文献可以看出,针对区域性生鲜农产品冷链物流网点布局优化问题进行考虑的较少,因此对这个问题进行研究是非常必要的。

2 研究方法

本文提出一种定性和定量分析相结合的方法,该方法适用于多个冷链物流网点的选址,尤其适用于区域性物流网点的选址,它是一种用于寻求区域内运费最小化的网点选址方法。

2.1 假设条件

(1)假设可以将实际的地理位置转化成二维坐标位置,不考虑海拔高度。

(2)假设农产品供应点的位置(即坐标点)和供应量已知,且供应量为平均供应量,忽略农产品供应淡季和旺季。

(3)每个供应点到网点所选位置距离是直线距离,不考虑实际地理位置情况。

2.2 计算步骤

第一步:确定网点个数。采用分区法确定物流冷链网点的个数(即一个圆代表一个区域内的冷库网点,但一个圆内可以有多个实际的冷库,规划时应确保冷库的总容量与该圆范围内供应总量相符)。

(1)将某一地区所有农产品供应点的供应量进行排序,得到农产品供应量排序表。

(2)选取供应量最大的农产品供应点为圆心,同时根据经验值或理论算法求出农产品供应点到二级冷链网点的最大距离,并以该距离为半径划圆,确定该冷链网点的覆盖范围(理论算法求得的距离=(冷库网点的收购价格-农产品供应点价格)/该地区的运输单价)。

(3)在农产品供应量排序表中选取农产品供应量次高的供应点,如果已经在第一个圆内,则找下一个农产品供应量次高且不在第一个圆内的供应点,并以该点为圆心,同样按照上述方法画圆。如果所画的圆与第一个圆相交,且与第一个圆距离小于半径R时,移动圆的位置使它们相切;如果所面的圆与第一个圆相距大于R,应向第一个圆的方向外移圆心的位置,尽量留出一个圆的空间。

(4)根据供应量排序表,重复(3)的方法,依次划出该地区内所有的圆。

(5)修正。修正圆的位置时,应考虑圆的范围尽量覆盖多的运量点,如果有些点因为距离超过了半径且运量小而没有覆盖到,这时可以根据实际情况把它归属到最近的圆的范围内;依次对该区域的各网点进行修正,使各网点覆盖的运量尽可能大,同时使各网点间尽量相切;但如果两圆确有一定的距离,尤其是两圆之间没有运量点的情况下,可以不相切。

第二步:确定网点的位置

(1)运输条件的考虑。设施网址的选择尽量在高速公路或一、二级公路旁,以方便运输,如果是三、四级公路应该考虑给出权重值(见表1),这样可以有效保证所选择的网点靠近运输条件好的地方。

表1 运输条件权重值  下载原图

（2）求出各圆内冷链网点的具体位置。农产品的单位运输价格为Ck(K种农产品),结合不同的农产品运输条件求出区域内各物流网点的具体位置(即坐标值),具体求解公式如下:

其中,βk:运输权重值;Cj:第j种农产品的价格;:第j种农产品从供应点i到冷库p的运量;:k种运输线路条件下,从供应点i到冷库p的距离。

(3)修正。根据所求出的位置,结合当地交通实际情况,尽量选择靠近三级公路以上的周边作为最终的位置。

3 实例分析

以某地区为例,首先给出80个不同农产品供应点的坐标位置(将实际地址转换为坐标位置),各种果蔬的供应情况见表2。同时给出当地已有冷库(二级网点)的坐标位置信息和冷库的上一级大型冷库(一级冷库)的位置信息,见表3。为了简单起见,假设这个地区的冷库容量能够满足地区的要求。

表2 供应点坐标和产量一览表  下载原图

表3 一、二级网点原始坐标位置  下载原图

计算过程如下:

(1)分区确定二级物流冷链网点的个数。第一步:对该地区所有农产品供应点的供应量进行排序,得到农产品供应量排序表见表4。

表4 产量排序表  下载原图

第二步:将研究区域内的农产品供应点分区,以确定二级网点的个数。将实际区域内的供应点按1:1 000的比例绘制在210×110的区域内,如图1所示。

首先选取供应量排序表中供应量最大的农产品供应点22为圆心,同时根据经验值或理论算法求出的最大距离(假设为29km),并以该距离为半径划圆,得到2号区,接着以49号供应点为圆心,以17cm为半径画圆,因为49号供应点和22号供应之间的距离大于5/2R,且两圆间供应点总供应量小于1/100,因此可以不对圆的位置进行调整,对圆标号为3区域,依照同样的方法,以供应点7为圆心,以17cm半径画圆,两圆有一些交集,但相交处没有供应点,且相交的区域比较小,可以不做调整,给圆标号为1号区,同理画出4、5、6号区,至此,该区域共分为6大区(如图2所示),即可以设置6个网点。

图1 供应点布局图   

图2 供应点分区图   

修正。由于5号区和6号区存在明显交叉,虽然交叉部分没有供应点,但通过调整后68号供应点可以纳入到5号区内,因此进行调整。关于1号区和2号区,既可以调整也可以不做调整,这里做调整处理。由于该区域内还存在零散的点,因此可以进一步修正,对零散供应点按就近原则囊括后,最终修正后可以确定各网点的大概位置和该区域内的网点个数如图3所示。

图3 网点修正图   

(2)确定二级冷链物流网点的位置。通过计算机编程可以实现位置的确定,为了简化内容,利用Excel,不考虑各种果蔬的价格和各条运输路线的实际路况,仅利用重心法求出坐标值,计算过程如图4所示,最终计算结果见表5。

图4 网点位置计算表 

表5 二级网点坐标位置

由于利用重心法确定的网点位置跟实际的位置存在差距,应考虑到实际的交通路线及该网点附近原有冷链网点的情况,如果位置很近,可以不进行优化,如果没有网点可以考虑在该地布置网点,布置网点的冷库容量应该与实际供应量相符,避免造成社会资源浪费和行业内的恶性竞争。

4 结论与讨论

本文提出的网点选址方法以总体运输成本最小为目标,路程距离选择直接距离,网络位置的确定以运量一直接距离为依据,适合小范围内或区域范围内冷库的布局,可以使很多复杂问题简单化,结果表明该方法简单且使用方便,很好地解决了选址定量研究中存在的模型难度大、数据收集多、求解困难等问题。但影响农产品冷链物流网点布局的因素非常多,仅以运输成本来考虑还是有很多局限性,而且该方法在使用上有很多限制条件,如仅以区域范围内社会总体运输成本最低作为目标,因此本方法有很多局限性,未必能在大范围内实现总体运输费用最小化。