0 引言

随着经济的发展，二氧化碳排放量导致温室效应愈发明显，低碳化发展已经成为世界各地共同追求的目标，我国也采取了各种措施减少温室气体的排放，发展绿色经济[1]。我国经济发展推动了物流业的发展，但在物流业发展的同时也出现了污染增加、交通拥堵等问题，因此，如何减少物流行业中的碳排放量，值得有关人员关注。配送是物流中的重要环节，合理规划物流配送体系，优化配送路径对于实现物流低碳发展具有重要意义。本文以ZZ有限公司物流配送线路为研究对象，利用节约里程法进行计算，对配送路径进行优化，从而使碳排放量处于最低位。

1 问题描述

配送路径问题属于车辆路径问题（vehicle routing problem,VRP）。在计算VRP时可以使用多种方法，但针对小规模配送，节约里程法具有非常强的实用性，操作容易，并且可选择不同型号的车辆。

2 节约里程法

2.1 概述

节约里程法的核心思想是依次将运输问题中的两个回路合并为一个回路，每次使合并后的总运输距离减小幅度最大，直到达到一辆车的装载限制时，再进行下一辆车的优化。

2.2 使用节约里程法的约束条件

①所有客户的需求均可以被满足。②车辆在其载重范围内。③车辆运输时间和行车距离均在规定范围内。④运输时间没有超过客户规定的时间[2]。

2.3 建立VRP模型

VRP模型需要达成的目标为在多位客户需要服务，一辆车无法运输所有客户的货物，需要多辆车进行运输时，在满足一定约束条件的前提下，安排相应数量的车辆，行走规定的线路，实现货物运输成本最低化，从而实现物流配送路径最优化。

2.4 节约里程法的基本原理

节约里程法原理如图1所示。假如一家配送中心（DC）向两个客户a、b运货，配送中心到这两个客户的最短距离分别为La和Lb,a和b间的最短距离为Lab,a、b的货物需求量分别为Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于运输装载量Q。如果配送中心分别送货，那么需要两个车次，总路程为L1=2(La+Lb)[3]。如果改用一辆车对这两个客户进行巡回送货，则只需一个车次，行走总路程为L2=La+Lb+Lab。由三角形的性质可知，Lab

如果配送中心还存在着多个客户，在运载车辆载重和体积都允许的情况下，可将其按照节约路程的大小依次连入巡回线路，直至满载为止，其他客户可用同样方法确定巡回路线，另外派车。

2.5 节约里程法设计配送路线的步骤

首先，通过调研分析，取得配送中心到各分店的距离及载重量等基本信息，建立从配送中心向各分店分别派车配送货物的初始方案。其次，绘制最短距离矩阵表，从配送网络图中列出配送中心至客户之间的最短距离矩阵。再次，在最短距离矩阵中计算各分店之间的节约里程，绘制节约里程表，并将节约里程按大小排列分类。最后，按节约里程大小组成配送路线。

3 实例分析

本文以ZZ有限公司为实例进行研究，对其配送路线进行优化。ZZ有限公司需要对一定距离范围内的10家客户配送商品，当前采用一一对应的送货方式。ZZ有限公司拥有2 t和4 t车辆可供使用，基于客户对配送时间和服务的要求，车辆配送累计最长距离不得超过30 km。ZZ有限公司与各客户的位置、运输量如图2所示。其中，ZZ有限公司用P表示，各客户用a～j表示。

配送距离越长，燃油消耗量越大，燃油的消耗也是碳排放的重要来源之一。因此，配送总距离最小化成为配送路径优化的目标。

3.1 初始方案

初始方案为从P点向各点分别派车送货。配送网络如图3所示。

3.2 初始方案运行结果

从ZZ有限公司出发，需要设计10条配送线路，使用10辆2 t的配送车辆分别向10家客户配送商品，总配送距离为148 km。

3.3 准备相关资料

第一步，绘制最短距离矩阵（表1），从配送网络图中列出P点至各客户间的最短距离矩阵。

第二步，从最短矩阵中计算客户之间的节约里程，节约里程按公式ΔL=(La+Lb)-Lab计算。例如，节约里程（表2）的ab距离由表1最短距离矩阵中的pa+pb-ab计算得出，其他数值同理可得。

第三步，将节约里程按大小排列分类，如表3所示。

3.4 按节约里程排序表进行线路优化

根据节约里程排序表进行线路优化，将里程优化数量最多的优先进行回路合并，同时，考虑车辆的最长运输距离及载重量，确定每条具体的线路。

(1）第一条配送线路。里程数节约最多的为a—b，对ab进行回路合并，线路为P—a—b—P，本线路的运输距离为23 km，运输量为2.2 t，超过小车2 t的限制，但没有超过大车4 t的限制，运输距离也未超过最远运输距离，因此，还可以继续增加新客户。新增c和j后，该线路的运输距离为27 km，运输量为3.6 t，配送距离载重量在允许范围内，第一条配送线路为P—c—b—a—j—P[4]。第一条配送线路如图4所示。

(2）第二条配送线路。同理，可以得出第二条配送线路，即P—d—e—f—g—P。第二条配送线路如图5所示。

(3）第三条配送线路。同理，可以得出第三条配送线路，即P—h—i—P。第三条配送线路如图6所示。

3.5 线路优化结果

线路优化结果如表4所示。

线路优化前，ZZ有限公司针对每个客户采用一一对应配送模式，总里程达到148 km，优化成3条线路后，总配送里程为80 km，共节约68 km[5]。

3.6 碳排放分析

物流配送过程中产生的二氧化碳主要由燃油燃烧所致。因此，本文对物流配送过程中的二氧化碳排放量进行计算。从节点m到节点n碳排放的计算公式为：

式中：e———二氧化碳排放系数，值为2.66 kg/L;dmn———配送点m到配送点n之间的距离，km;C0———车辆单位距离的燃油消耗量，值为0.23 L/km。

本次运输的里程总数为80 km，由式（1）可得出本次运输的碳排放量约为48.95 kg，按照碳税价格2元/kg两元计算，可以降低碳排放成本约97.89元。

4 结语

在国家大力倡导环保的背景下，为了达到节能减排的效果，本文以ZZ有限公司物流配送线路为研究对象，利用节约里程法，对多辆运输车将商品由配送中心单一发运至不同客户的原始配送路线数据分析，结合相关因素的约束优化配送线路，使配送成本最低化，碳排放量最小化，以此解决低碳物流配送路径问题。本文通过改善原有配送线路，降低配送成本，同时，对未来物流配送行业的低碳发展提供思路和参考。