基于启发式搜索的快递员配送路径规划Android端设计与实现
徐易杰，夏小云，袁建中，庄鹤林，刘会娟，刘一卓
（嘉兴学院数理与信息工程学院，嘉兴 314001）
摘要： 随着电子商务及物流业的快速发展，快递的需求不断旺盛，快递行业也获得空前发展，对快递配送也提出更高的要求。快递不仅要快，更要让成本降到最低。研究并设计基于Android在移动终端设备上运行的快递配送路径规划应用程序，有助于实现快递信息管理与配送优化，如快递数据入库、配送信息显示、快递员实时配送任务调度与路线优化等，从而在提高服务质量的同时降低快递配送的成本。
关键词： 快递配送；路线规划；Android；启发式搜索
0 引言
随着互联网的快速发展和信息技术的不断演变，电子商务已经进入密集创新和快速扩张的阶段，成为我国新兴产业的重要组成部分，极大地影响和改变着人们的生活生产方式。在电子商务飞速发展的背景下，对快递业的发展也产生了深远的影响。2018年，全国快递包裹量突破500亿件，快递从业人员超过300万。根据国家邮政局统计数据，“十二五”期间国内快递业务量连续5年保持50%左右的高速增长，邮政业发展“十三五”规划预计，2018年至2020年快递业务量复合增长率为19.5%。
3.1.1强化农业资源环境管控 坚持最严格的耕地保护制度，全面落实永久基本农田特殊保护政策措施，控制各类建设用地占用耕地，特别要保护好平原和城市周边的永久基本农田。依法加强对商品鱼生产基地和城市郊区重要养殖水域的保护。
然而，当前快递产业的发展仍然落后于电子商务爆炸式增长的需求，不断增长的业务量给物流运输行业终端带来极大的配送压力。快递企业也逐渐认识到，要想获得绝对的竞争优势，必须要在最短的时间内，花费最低的成本，给顾客提供最好的产品和服务[1]。
研究组患者的术后休克纠正时间、体温恢复时间、乳酸清除时间、PT恢复时间和住院时间均少于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。
近年来，研究人员从理论的角度研究了物流配送车辆路径问题，如考虑交通拥堵情况[2]、考虑驾驶员满意度[3]等。这类问题考虑了配送过程中的一些特殊情况，但是还不能用于实际应用中。此外，有学者研究了路径规划的搜索算法，分析比较了混合搜索算法[4]、遗传算法[5]等在路径规划中的应用。物流配送问题已成为当前物流行业研究的热点领域，非常有必要开发一款针对快递员的自动配送路径规划软件，快递员可以通过Android手机端App自动获取配送任务，根据自动规划好的路线进行快递配送。
1 问题描述及数学模型
需要指出的是，客户或运输点之间的为欧氏距离，可以根据配送点的经纬度进行计算。假定当前派出五名快递员，则需要动态规划五个配送区域。蚁群算法是一种非常有效的启发式搜索算法，在TSP问题、调度问题等NP难问题中获得广泛应用[7]。系统中在服务器端采用蚁群算法自动生成配送路径，然后推送到Android端给快递员分配相应任务。
图1 快递配送路线规划示意图
一般的，我们可以将快递配送路径规划问题表示为一个具有n +1个节点的带全完全图G =(V ,E )[6]。其中V =(0,1,2,...,N )为顶点集合，代表客户或者运输点i (i =1,2,...,N )和配送中心 0，E ={(i ,j )：i ≠j }为边的集合。每一条边(i ,j )上具有一个非负的权重dij ，表示客户i 与j 之间的距离。客户i 的需求为qi ，快递员k 的最大运输容量为Qk 。则物流配送路径规划问题的数学模型描述如下。
其中，N 表示客户数，K 为车辆数目
为由车辆k 从客户i 运输到客户j 的代价。约束
以及
确保每个客户不被重复服务
确保任何一条路径的总需求不能超过快递员的最大运输容量。
智慧物流配送路径规划问题是物流系统中最受关注的问题之一。该问题自提出之后就受到物流科学、运筹学、计算机科学等相关学科的学者和研究人员的广泛关注，成为运筹学与组合优化领域的前沿与热点研究问题，也是一直困扰学术界和工业界的难题。快递配送路径规划问题可以建模为一个带约束的优化问题，是一类NP-难问题，传统的优化算法设计复杂、收敛速度慢、且不易找到较优解。路径规划问题可以描述为给定一定数量的配送车辆或快递员，以及已知的客户数量及位置，在满足需要的约束条件之下，要求从配送中心由快递员将商品送到不同的客户手中。目标是确定一个配送方案，使得快递员的总路程或者总代价最小。基本的物流配送路径规划问题如图1所示。
2 系统分析及设计
（3）定时任务：每天在规定时间启动任务，对当天订单进行运算。主要是通过经纬度信息和快递员数量并结合算法进行运算，得到配送顺序，将配送顺序以数组的方式存入数据库中。
（2）总订单表（all_orders）：快递中心对当天所有客户下单所产生的快递订单入库登记表，包括订单id、订单编号、配送地址、收件人、寄件地址、联系方式、下单时间；
（1）快递数据入库：快递员通过快递扫件入库端对快递扫码入库，并存入订单数据库中。
（2）快递地址逆编码：把数据库里面的快递的地址进行逆编码，将地址转换成经纬度信息，再重新更新数据库，数据库增加经度和纬度字段。
整个软件主要分为以下五个模块，每个模块对应的功能如下：
Android客户端采用MVP架构，多模块化设计，代码复用，降低耦合度，提高内聚性。项目的逻辑流程如图2所示。
经过现场勘察，-8米层未发现有接地电阻测量预留点，与图纸不符，可以从-4米平面图发现4路来自-4米的接地线进入-8米层
（1）用户表（user）：对注册的快递员用户进行统一管理，包括快递员id、用户名、密码、配送公司、实名及所在配送驿站地址；
（4）配送信息获取：快递员打开配送端App，App将通过对应快递员的id查询对应配送路线数据。
图2 项目逻辑流程图
3 数据库设计
数据库采用开源MySQL数据库，在数据库中建立四个表，分别为用户表、总订单表、当天订单表、路线规划表。这些数据表是软件的数据基础。
（5）路线导航：规划配送路线，将已规划好的路线推送到App上，快递员进行配送时，App将根据已有路线自动导航。
另外，对搜查过程的录音录像还有助于对实物证据进行鉴真。有学者指出，鉴真有两个层面的含义：“一是证明法庭上出示、宣读的某一实物证据，与举证方‘所声称的那份实物证据’是一致的；二是证明法庭上所出示、播放的实物证据的内容，如实记录了实物证据的本来面目，反映了实物证据的真实情况。”[8]《最高人民法院关于执行〈中华人民共和国刑事诉讼法〉的司法解释》第73条第1款初步确立了对实物证据的鉴真制度，该条规定如果物证、书证没有附笔录或者清单，其来源无法得到证明时，不得作为证据使用。如果实物证据是搜查取得，则录音录像可以对该证据的来源及其取得时的形态或者说在保管中是否发生变化提供证明。
高成山和高枝抄起扫帚、扁担，噼哩啪啦乱打，杨露露一把抢过高枝的扁担，狠性命地敲下去，鲜血从高木额头挂下来；他大吼一声，夺下母亲手中的扁担，发疯地横扫，将他们赶出房间。高木拉起梨花，自己在前，梨花在后，夺门而出；到了村道上，高木叫梨花快跑，自己挡住了父母和弟弟的去路，挥舞着家伙，扬言道：“谁敢上前一步，我就打断他的双腿！”杨露露见儿子这副吞头势，顿时跌坐在地上，拍手拍脚地干号道：“你个小死人呀，你被黄家害得还不够惨呀？你看看你现在，人不像人鬼不像鬼的……”
1．2．1 标本的采集与递送 新生儿出生72h后，并充分哺乳，采集足跟血2滴自然渗透在规定的干滤纸片上，按要求保存，定期送到北京市新生儿疾病筛查中心，进行苯丙酮尿症（phenylketonuria，PKU）和先天性甲状腺功能减低症（congenital hypothyroidism，CH）的筛查。
（3）当天订单（daily_orders）：快递员对当天的订单进行扫码入库，来源为总订单库。包括订单id、订单编号、配送地址、收件人、寄件地址、联系方式、下单时间；
（4）路线规划表（router_plan）：后端根据当天快递订单及分派快递员进行路线规划，生成配送路线。包括路径方案id、快递员id、规划路线数组。
4 系统功能实现
本节主要介绍系统的具体功能。系统Android端主要是数据采集及数据展示。请求服务器数据接口，获取对应数据，供快递员查看。然后通过数据信息在地图上进行标识，快递员只需查看对应配送点的信息，包括配送路线、收货人姓名、收货人联系方式等。图3为App软件的首页界面，显示当前天气情况，派送所在地点。快递员能够查看派单的历史记录，当前的派送任务等。快递员还能查看所在的快递站点，如图4所示。服务器端根据派送的订单情况，订单所在位置等信息自动计算派送路线，然后推送给Android端供快递员接收派递任务，如图5所示。快递员能够在Android端收到派送任务之后，根据规划好的路线进行快递配送。
5 结语
物流行业是当下热门行业，其存在的物流配送效率低等问题也较为突出。通过研究快递配送路线的合理规划，确实帮助快递小哥寻找最优的配送路线，解决当前快递不快的现象，减少客户因为包裹的迟到而发生的抱怨、负面情绪甚至投诉等现象的发生，真正帮助快递企业树立良好的企业形象，降低快递成本，创造更多价值。实现了快递员配送路线自动规划需求，极大地将快递员从繁琐的任务中解脱出来。软件基于智能手机Android端实现，使用非常方便。不仅能够有效提高物流配送效率，增强客户服务的满意度，减少因客户投诉以及客户退货退款的经济损失，缓解城市交通压力，而且能够减少物流配送过程给环境带来的影响。
图3 App软件首页界面
图4 快递站点列表
图5 快递员配送路线规划示意图
参考文献：
[1]李军，郭耀煌.物流配送车辆优化调度理论与方法[M].北京：中国物资出版社，2001.
[2]刘恒宇，汝宜红.考虑交通拥堵及工作量平衡性的一致性车辆路径问题[J].西南交通大学学报，2016，5.
[3]胡丽丽，王战备，赵峰.考虑驾驶员满意度的高斯和声搜索物流配送路径优化算法[J].计算机应用研究，2015，32（12）：3622-3625，3676.
[4]潘国强，胡俊逸，洪敏.考虑GIS的物流配送区域划分与路径规划算法[J].大连海事大学学报，2015，41（1）：83-90.
[5]曾振川，董航.遗传算法及WebGIS在餐饮物流配送路径优化中的应用[J].物流工程与管理，2016，38（04）：90-91.
[6]余成，曹倩，王世民.关于物流系统车辆配送路径规划仿真[J].计算机仿真，2016，33（8）：359-364.
[7]夏小云，周育人.蚁群优化算法的理论研究进展[J].智能系统学报.2016，11（1）：27-36.
Design and Implementation of Android Express Delivery Route Planning Based on Heuristic Search
XU Yi-jie,XIA Xiao-yun,YUAN Jian-zhong,ZHUANG He-lin,LIU Hui-juan,LIU Yi-zhuo
（College of Mathematics Physics and Information Engineering,Jiaxing University,Jiaxing 314001）
Abstract: With the rapid development of e-commerce and logistics industry,the demand of express delivery is constantly booming.Thus the express delivery industry has achieved unprecedented development,which puts forward higher requirements for express delivery.The requirement of express delivery is not only to handle quickly,but also to minimize the cost as much as possible.The study and design of application programs,which run on Android mobile terminal for express delivery route planning,do help for information management and optimizing the route of delivery,for example,express data warehousing,displaying distribution information,real-time delivery task schedule and route planning.In such a way,one can improve the quality of serves and minimize the cost of express delivery.
Keywords: Express Delivery；Route Planning；Android；Heuristic Search
基金项目： 浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划（No.2018R417033）；浙江省公益技术应用研究计划项目（No.LGG19F030010）
文章编号： 1007-1423（2019）16-0087-04
DOI： 10.3969/j.issn.1007-1423.2019.16.020
作者简介： 徐易杰（1997-），男，湖南攸县人，本科
通信作者： 夏小云（1982-），男，江西南昌人，博士，副教授，研究方向为计算智能、机器学习，E-mail：xiaxiaoyun@zjxu.edu.cn
收稿日期： 2019-04-25 修稿日期：2019-04-27
标签：快递配送论文; 路线规划论文; android论文; 启发式搜索论文; 嘉兴学院数理与信息工程学院论文;