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近年来，我国电子商务和快递业蓬勃发展，使人们生活更加便利。与此同时，人们对快递配送的服务要求更加专业，快递配送行业的市场竞争也越来越激烈，提高配送效率、降低配送成本已成为各快递企业提升市场竞争力的重要手段。科学合理的配送路径优化是落实这些手段的重要途径，随着计算机、大数据、人工智能等现代技术的不断成熟和推广，快递行业如何利用这些技术动态、实时地优化配送路径，实现降本增效，日益成为业界关注的问题。本文针对快递配送现状，提出了快递双层配送模式下的一体化配送路径优化方案，将末端配送站配送分区划分和“快递分拨中心至末端配送站”、“末端配送站至客户”两层级配送任务路径优化问题相结合，建立了以配送系统总成本最低为目标的数学模型，从而对传统配送路径优化方案提出改进意见。对于配送分区划分，设计了基于客户点转移概率的配送分区划分启发式算法。针对配送路径优化，设计了基于遗传算法的配送路径优化算法。
本文主要研究内容与成果如下：
(1)阐述了城市快递双层配送模式的网络结构和发展状况。在此基础上，提出一体化配送路径优化方案，该方案包括末端配送站配送分区划分和两层级配送任务配送路径优化。研究认为：一体化配送路径优化方案的目标是使总系统中两层级配送任务的配送成本总和达到最小，配送分区方案需根据快递配送量的变动进行实时动态更新。与传统配送路径优化方案中两层级配送任务“分层独立运营”的模式相比，本方案综合考虑配送分区划分与配送路径优化，两层级配送任务联动布局，能够降低配送系统总成本。
(2)基于“快递分拨中心至末端配送站、末端配送站至客户”两层级配送任务的配送需求和约束，建立了一体化配送路径优化的数学模型，该模型的目标函数是两层级配送任务配送成本总和最小。
(3)设计了一体化配送路径优化数学模型的求解算法，主要分为两个方面：一是末端配送站配送分区划分，二是“快递分拨中心至末端配送站、末端配送站至客户”两层级配送任务的车辆配送路径优化。针对配送分区划分，设计了基于客户点转移概率的配送分区划分启发式算法，其中末端配送站配送分区划分受配送距离、配送量大小、客户点间时间衔接性、配送路径优化结果4个因素综合影响。针对路径优化，设计了基于遗传算法的配送路径优化算法。两算法嵌套求解，综合得出一体化配送路径优化方案。
(4)实验分析及比对。选择A城市包括1个快递分拨中心、25个末端配送站点、475个客户点的配送网络，基于3天的快递配送数据，采用一体化配送路径优化方案进行末端配送站配送分区划分和两层级配送任务的配送路径优化。结果表明，与传统方案相比，一体化方案实现了配送系统总成本的节约，3天分别节约成本2.28%、4.18%、3.96%，证明了该方案的合理性与实用性。
本文主要研究内容与成果如下：
(1)阐述了城市快递双层配送模式的网络结构和发展状况。在此基础上，提出一体化配送路径优化方案，该方案包括末端配送站配送分区划分和两层级配送任务配送路径优化。研究认为：一体化配送路径优化方案的目标是使总系统中两层级配送任务的配送成本总和达到最小，配送分区方案需根据快递配送量的变动进行实时动态更新。与传统配送路径优化方案中两层级配送任务“分层独立运营”的模式相比，本方案综合考虑配送分区划分与配送路径优化，两层级配送任务联动布局，能够降低配送系统总成本。
(2)基于“快递分拨中心至末端配送站、末端配送站至客户”两层级配送任务的配送需求和约束，建立了一体化配送路径优化的数学模型，该模型的目标函数是两层级配送任务配送成本总和最小。
(3)设计了一体化配送路径优化数学模型的求解算法，主要分为两个方面：一是末端配送站配送分区划分，二是“快递分拨中心至末端配送站、末端配送站至客户”两层级配送任务的车辆配送路径优化。针对配送分区划分，设计了基于客户点转移概率的配送分区划分启发式算法，其中末端配送站配送分区划分受配送距离、配送量大小、客户点间时间衔接性、配送路径优化结果4个因素综合影响。针对路径优化，设计了基于遗传算法的配送路径优化算法。两算法嵌套求解，综合得出一体化配送路径优化方案。
(4)实验分析及比对。选择A城市包括1个快递分拨中心、25个末端配送站点、475个客户点的配送网络，基于3天的快递配送数据，采用一体化配送路径优化方案进行末端配送站配送分区划分和两层级配送任务的配送路径优化。结果表明，与传统方案相比，一体化方案实现了配送系统总成本的节约，3天分别节约成本2.28%、4.18%、3.96%，证明了该方案的合理性与实用性。