本文是一篇物流论文，本文针对路径规划中的不确定变量，即带模糊需求和模糊时间窗的冷链物流车辆路径优化问题，设计了数学模型和启发式算法进行研究和求解，能够在保证客户满意度的前提下，缩短运输距离，降低企业运营成本，同时考虑能源消耗，节能减排，实现企业配送规划的降本增效。
第一章绪论
1.1研究背景和研究意义
1.1.1研究背景
在2025年中央一号文件的强力推动下，冷链物流成为社会新热点。随着国民对食品安全和营养健康的要求不断提高，冷链物流作为国家现代化农业发展进程的重要环节，从2018年至今蓬勃发展，进入冷链物流3.0时代，迎来蝶变升维的新格局，引起了各产业资本和政府的重视与支持。近些年，国家层面也不断出台相关政策和举措以促进国内冷链物流的发展，涉及国务院、国家发改委、农业农村部和交通运输部等多个部门，国家支持力度不断加大。如表1.1所示，2021年12月国务院颁布《“十四五”冷链物流发展规划》，提出到2025年初步形成衔接产地销地、覆盖城市乡村、联通国内国际的冷链物流网络，基本建成符合我国国情和产业结构特点、适应经济社会发展需要的冷链物流体系。2022年4月，国务院发布的《关于进一步释放消费潜力促进消费持续恢复的意见》中指出加快发展冷链物流，完善国家骨干冷链物流基地设施，培育一批专业化的冷链物流龙头企业，大力推广标准化，加强区块链技术在冷链物流系统建设中的应用，提高食品药品流通效率和安全水平。
中国冷链物流的趋势主要可以预测四个方面，即市场需求持续增长、技术创新驱动、供应链整合优化、绿色持续发展。首先中国居民收入水平提高，生活水平和消费习惯发生变化，对冷链物流服务的需求将持续增加。如图1.1为2015至2025年中国冷链物流市场规模及预测，随着我国骨干冷链物流基地的建设和产销地冷链设施的不断完善，可以看到从2015年到2022年冷链物流的市场规模不断扩大，并且预计之后三年仍然有良好的前景。据中国物流与采购联合会的统计数据显示，2023年1~5月我国冷链物流的市场规模达到2395亿元，同比增长3.6%。再者，冷链物流企业加强技术创新，推动全链条信息化、智能化，例如运用物联网、大数据分析等技术手段提高运输效率和安全性。其次冷链物流企业将加强与生产、采购、销售等环节的合作，实现供应链整合优化，减少损耗和成本。
1.2国内外研究现状
1.2.1冷链物流车辆路径问题研究现状
车辆路径问题（Vehicle Routing Problem，VRP）最早在1959年由Dantzig等人[1]提出，是运筹学和组合优化领域的热点问题，属于典型的NP-hard问题。而冷链物流车辆路径问题是VRP的具体应用，随着对冷链VRP研究的不断深入，国内外学者或者在传统冷链VRP上增加时间窗、客户满意度、低碳环保、多式联运等条件，或者基于传统算法设计改进新型算法求解模型，或者针对不同类目的冷链产品针对研究，取得了丰富的研究成果。
（1）国外研究现状
国外有关冷链VRP的研究较为成熟，主要是从理论研究和模型算法两个方面进行的。理论研究方面，冷链物流（Cold Chain）的概念最先由Albert Barrier和J.A.Ruddich在1894年提出，随后美国学者Arsdel等人提出了著名的“3T原则”，揭示了冷链时间、温度和食品的容许变质度（Time、Temperature、Tolerance）三者之间相互影响，对冷藏食品的质量有重要影响。Behdani B等[2]（2020）通过系统的文献回顾和社会技术系统分析来帮助发展企业决策者平衡和理解影响冷链物流因素间的权衡关系和复杂性，为冷链物流的参与者提供管理见解和解决方案。Raut R D[3]（2019）构建新评价标准应对果蔬供应链中高货损的问题。Al-Refaie A[4]（2020）旨在利用解释结构模型（ISM）技术识别影响能源供应链（CSC）能力的关键敏捷、精益、弹性和绿色实践，通过头脑风暴会议建立实践测量之间的关联关系。模型和算法方面，Govindan K等[5]（2014）提出两级的、多目标的可持续性优化模型，并将其与现有的MOGA,NSGA,NSGA-II进行对比分析。Amorim（2014）[6]、Yin-Yann Chen等[7]（2023）分别对当地食品分销公司进行实地调研，就多车型的路径优化问题设计启发式算法，有效降低了企业的运输成本，并验证了算法的鲁棒性和有效性。
第二章相关概念和理论介绍
2.1冷链物流
2.1.1冷链物流的定义
冷链物流是指在整个物流过程中，为了保证对温度和湿度敏感的产品（如食品、药物、化学品等）的质量以及减少产品损耗，从生产、储存、运输到销售整个过程进行低温控制的供应链系统。冷链物流主要依赖于冷藏和冷冻设备，以及相关的运输策略来延长产品寿命，在保障公共健康、食品安全和医疗医药有效性方面发挥着至关重要的作用。冷链物流在成本控制、节能减排、控温设备研发等方面还有很大的发展空间，随着技术的升级和管理策略的改进，冷链物流正在变得愈发完备和高效，能够更好地满足全球化市场对高品质和安全性的要求。
冷链物流设施的完善和冷链技术的提高，使得冷链物流的适应范围更加广泛，在农产品、水产品和药品等领域具有明显优势。根据国家标准《冷链物流分类与基本要求》，冷链物流按货物品类分类如下图2.1所示，主要为食品类、医药医疗类、花卉植物类、其他冷链物流四类。
2.2车辆路径问题
2.2.1车辆路径问题的定义
车辆路径问题可以理解为：在客户位置、车辆数量等已知信息下，满足一定的约束限制，为了达到成本最小、客户满意度最高、路程最短等目的，合理地规划车队路线，为不同需求的客户进行货物配送的问题。一般情况下，车辆路径问题的要素主要包括配送中心、客户点、运输车辆、运输网络、目标函数和约束条件构成。
（1）配送中心
配送中心即物流配送的起点，主要承担货物装卸、分配和收集等任务，在一般车辆路径问题中，车辆从配送中心出发，根据规划的路线进行送货或取货，最终返回到起点。现阶段VRP研究存在单配送中心和多配送中心两类问题。配送中心具有的属性有坐标位置、车辆类型、车辆数目、货物数量等。
（2）客户点
客户点即接受物流服务的对象，在最初的研究中，往往只考虑客户的需求和地理位置，但随着服务意识的增强以及客户要求的提高，如今研究还会考虑客户满意度，保证物流服务质量。客户点具有的属性有客户位置、需求量、时间等。
（3）运输车辆
运输车辆即货物运输的载体，实现货物在配送中心和客户点之间的运输。在冷链物流运输中，车辆通常具有相应的冷藏设施，以满足运输过程中产品对温度的要求，使货物完好交于客户手中。车辆的基本属性包括车辆类型、最大行驶距离、车载量等。
第三章 双目标模糊机会约束规划的冷链物流车辆路径优化模型 .... 23
3.1 车辆路径优化模型构建思路 .................. 23
3.2 问题分析与描述 .................. 24
第四章 模型求解算法设计 ................... 34
4.1 模型求解思路 ......................... 34
4.2 传统遗传算法的基本求解步骤 ........................ 34
第五章 实证分析 ........................... 46
5.1 A公司简介 .............................. 46
5.2 A公司存在的问题 ....................... 46
第五章实证分析
5.1 A公司简介
A公司是以冷链物流配送为核心竞争力的现代食品供应链企业，成立于2020年，总部位于山东省青岛市。公司构建了覆盖青岛、潍坊、烟台等城市的专业化冷链物流网络，为30多家线下加盟店及供应链客户提供雪糕、酸奶、速冻食品、高端水果等温度敏感型商品的仓储与配送服务。A公司拥有完善的产品供应链、仓储设施和配送团队。企业的物流配送中心选址于城阳区，该区域拥有发达的交通枢纽位置和辐射能力，凭借优越的地理条件，企业建立起完善的供应系统，确保产品从采购、仓储到配送的各环节高效运作，致使企业服务范围能够满足整个区域的需求。
在冷链物流配送方面，A公司高度重视全程温控管理，确保产品从存储到销售终端的全链路新鲜与质量。公司配备了多辆冷藏车，冷藏车配备基础温控设备，根据产品对温度的要求不同和货物重量的差异，灵活选择不同种类、不同承载量的冷藏车，以提高配送效率并合理控制物流成本。同时，通过合理调配车队资源和优化配送方案，公司在实现温控要求的同时，降低了空载率，提升了整体运营效率。公司订单主要通过线上模式处理，这为其构建较为完善的数据库系统提供了基础，有利于企业对用户订单、偏好、需求等信息的收集和分析，有助于企业优化配送路径和提高响应速度。
第六章结论与展望
6.1研究结论
随着国民生活水平的逐步提升，食品安全问题日益受到重视，跨区域生鲜及冷冻食品的流通速度和效率也在不断提高。在这一过程中，冷链物流起到了至关重要的作用，展现了其不可或缺的价值。与此同时，如何优化冷链物流车辆路径以降低配送成本、提高运输效率并满足冷链运输的严格要求，也成为冷链运输行业的重要课题。本文针对路径规划中的不确定变量，即带模糊需求和模糊时间窗的冷链物流车辆路径优化问题，设计了数学模型和启发式算法进行研究和求解，能够在保证客户满意度的前提下，缩短运输距离，降低企业运营成本，同时考虑能源消耗，节能减排，实现企业配送规划的降本增效。这不仅有助于企业的长期发展，也对社会经济的可持续发展具有积极意义。本文对研究不确定需求下带模糊时间窗的车辆路径优化问题做了以下工作：
（1）本文结合实际背景分析了冷链物流发展现状及前景，通过对大量国内外相关文献研读和整理，概括了三类车辆路径问题的国内外研究现状，并进行研究评述，引出本文的研究背景和研究方向。
（2）基于冷链物流和车辆路径问题的特性分析，融合时间窗理论与可信性测度理论，构建了包含固定成本、运输成本、制冷成本和碳排放成本的双目标模糊机会约束规划模型，为FDFTWVRP问题提供了新的建模思路。
（3）本文设计改进的遗传算法，对模糊机会约束规划模型进行求解，在初始种群生成和传统遗传操作上进行改进，结合随机模拟算法模拟实际配送中的需求调整路线。
（4）选取青岛市A企业为案例，系统开展了冷链物流车辆路径优化的实证研究。通过实地考察和调研，对数据进行收集、整理和分析，运用本文构建的模型和改进算法进行求解分析。实证结果表明，该模型能有效优化车辆路径，在降低运输成本的同时提升客户满意度，验证了模型与算法的实用性和可行性。
参考文献（略）