快遞企業物流網絡結構可以呈現出物流系統之中各個要素之間的相互關系，所以在建立物流網絡結構模型之前，首先需要獲取并分析快遞企業物流網絡結構特征。一般情況下，電子商務下的快遞企業物流網絡為復合型結構，也就是由多個物流網絡空間所構成，那么結合物流網絡結構的層次關系可知，各個節點的連接可以代表物流發展關系。本文將節點看作物流網絡結構的特征，并對其分布情況進行詳細分析。在物流網絡結構中，假設與物流節點w可以形成穩定的物流關系的其他物流節點數量稱之為節點度，用Dw來表示，那么在網絡結構中相鄰的兩個物流節點度之間存在一定聯系，本文通過最鄰平均度來描述二者之間的關系，其表達式如下所示：

 

式中，D'w表示物流網絡結構中物流節點w的最鄰平均度；De表示物流節點e的度；Hw(w）表示與物流節點w相鄰的節點集合。如果式（1）所求的D'w與Dw之間呈現遞增關系，那么說明該快遞企業的物流網絡為同類混合結構；反之，如果二者呈遞減關系，那么該快遞企業的物流網絡為異類混合結構。由此可知，電子商務下快遞企業物流網絡結構的基本特征量節點度呈關聯分布，且具有冪律特性。為了便于描述物流網絡結構中節點之間的關聯程度，本文引入聚類系數來表示物流節點w與其相鄰節點之間的合作程度，其計算公式如下：

 

式中，Lw表示電子商務下快遞企業物流網絡結構中物流節點w的聚類系數；Bw表示網絡結構中Dw個物流節點之間存在的連線數量。通過式（2）可以看出，電子商務下快遞企業物流網絡結構的基本特征量節點度與聚類系數之間存在一定關系，所以后續在進行物流網絡結構優化時，需要重視物流節點之間的聯系，通過物流節點讓物流網絡的層次結構更加穩固，進而保障快遞企業物流的服務效率。

 

2. 構建物流網絡結構模型

電子商務下快遞企業物流網絡是一個由不同要素所組成的系統性結構，所以本文在制定物流網絡結構優化策略時，理清結構中各個要素的功能與關系，建立一個物流網絡結構模型，以系統學角度來研究物流網絡結構的優化。正常情況下，快遞企業物流網絡結構的構成要素主要包括物流節點與物流線路，其中物流節點負責周轉各類物流資源，起到物流中心的重要作用，通過管理、調配物流資源，從而推動整個物流網絡結構正常運轉。物流線路就是連接各個物流節點的物流通道，是實現各類物流活動的重要載體，主要負責物流資源的溝通功能。綜上所述，本文將電子商務下快遞企業物流網絡當成由物流節點與物流路徑所構成的網絡結構，那么根據物流節點與物流線路之間的關系，可以通過下式來描述物流網絡結構模型：T=(J,Z)(3)

 

式中，T表示快遞企業物流網絡結構模型；J表示物流網絡結構模型中的物流節點集合；Z表示物流網絡結構模型中的節點連接矩陣。由于電子商務下快遞企業物流網絡結構模型是一個較為復雜的系統，式（3）僅通過物流節點與物流線路來描述結構模型是不夠的，所以本文在此基礎上，加入對物流節點權重信息的考慮，其表達式如下：Q={q(a,b）|q(a,b)=Sa,b(a,b）∈J}（4)

 

式中，Q物流節點之間的連接權重；q(a,b）表示物流節點a與b之間的權重信息；Sa,b表示物流節點b相對于a的隸屬程度。由上，本文所構建的電子商務下快遞企業物流網絡結構模型T'如下式所示：T'=(J,Z,Q)(5)

 

物流網絡結構模型可以反映出與現實情況基本一致的物流網絡情況，下文將根據該模型來研究快遞企業物流網絡結構的優化策略。

 

3. 快遞企業物流網絡結構的優化策略

3.1 物流節點布局

本章主要從物流節點布局的優化策略出發，實現快遞企業物流網絡的安全高效配送，進而形成一個合理且穩定的物流網絡結構。為了尋求到物流網絡結構模型的最優解，本文引入遺傳算法來進行物流節點布局的優化。遺傳算法可以在搜索過程中求得最優解，且可以實現求解質量與效率之間的平衡，是一種高效的全局搜索算法，所以本文利用遺傳算法來求解最優的物流節點布局策略。那么通過遺傳算法來優化物流節點布局的主要步驟如下：首先將快遞企業物流網絡結構模型進行初始化，通過二進制編碼方式進行染色體的設計，并從染色體的編碼中抽取出多個個體，從而形成初始種群；然后進行初始種群個體的優劣評價，也就是通過適應度函數來判斷染色體編碼形成的初始解是否符合優化標準，本著這一思想，本文在求解最優物流節點布局時，構建如下所示的目標函數：

 

式中，f表示物流節點布局的目標函數；t表示物流周期；Ui表示物流網絡結構模型中的節點；Bi表示節點的單位處理成本；pi表示節點的單位供貨量；Vij表示物流中心j將配送任務下發給物流節點i;Oi表示物流運輸車在配送期間的時間跨度；bij物流節點i與物流中心之間的距離。基于該目標函數，通過MATLAB的遺傳算法工具箱即可獲得適應度函數，進一步求解出種群個體的適應度值，如果滿足優化標準，可以將物流節點布局的最優解進行解碼輸出，如果不滿足優化標準，需要按順序執行選擇算子、交叉算子、變異算子實現種群進化，最終輸出滿意解，至此本文實現了快遞企業物流網絡結構中物流節點的布局優化。

 

3.2 物流配送路徑

物流配送就是根據客戶需求，在物流網絡結構中經過物流節點進行貨物交付的物流活動，在物流配送過程中，配送路徑不僅是基礎，更是物流效率的體現，所以本章將從物流配送路徑角度出發，設計快遞企業物流網絡結構的優化策略。針對物流配送路徑優化問題，本文引入布谷鳥算法，該算法具有較強的全局搜索能力，可以求解典型旅行商問題，所以在求解物流配送路徑優化問題時具有較好的性能。在布谷鳥算法中，布谷鳥、鳥巢以及鳥蛋均可以表示配送路徑中的解，通過搜索目標使用新解來取代劣解，即可實現配送路徑的優化，布谷鳥飛行搜索目標的表達式如下所示：

 

式中，Git、Git+1分別表示布谷鳥在t時刻、t+1時刻所處位置；λ表示步長因子，根據配送路徑優化問題規模來設定；Y(ε）表示布谷鳥飛行隨機游走公式，表達式如下：Y(ε）～μ=t-ε(1<ε<3)(8)

 

式中，ε表示單位時間內布谷鳥飛行到下一個位置時的期望值；μ表示泊松比。在利用布谷鳥算法求解物流配送路徑優化問題時，通過式（7）來更新鳥巢位置，并生成隨機數，和布谷鳥識別鳥巢中鳥蛋的概率相對比，如果生成的隨機數更大，那么將原來的物流配送路徑解丟棄，建立一個新解；反之如果生成的隨機數更小，則保留原始解。通過這個步驟，就可以將劣質的物流配送路徑丟棄，保留最佳配送路徑。

 

4. 實例分析

為了驗證本文所提快遞企業物流網絡結構優化策略的有效性，本章采用某物流公司所提供的電商公司數據進行實例分析。首先采集該物流公司所服務的12位客戶的配送信息，各客戶的地址坐標及貨物需求數據如下表所示：

  

 

表1 各客戶點的詳細數據表  下載原圖

 

 

在此基礎上，選用基于數字孿生的物流網絡結構優化策略、基于引力模型的物流網絡結構優化策略作為實驗對照組，分別對該實例進行求解，獲得相應的最優物流配送路徑如下圖所示：

 

圖1 配送路徑規劃結果圖   下載原圖

 

由圖1給出本次配送任務的線路及成本，如下表所示：

 

  

 

表2 配送線路及成本表  下載原圖

 

 

由表可知，實驗對照組的兩種策略下，分別使用3輛運輸車進行配送，其中基于數字孿生的優化策略所規劃的配送路線的配送總路程為1495.95km，配送總成本為3624.52元；基于引力模型的優化策略所規劃的配送路線的配送總路程為1510.74km，配送總成本為3888.21元；而本文設計優化策略下，僅需要2輛運輸車即可完成全部客戶的配送任務，其規劃的配送路線的配送總路程為1181.61km，較對照組降低314.34km、329.13km，配送總成本為3302.5元，較對照組減少322.02元、585.71元。由此可以說明，本文所設計的物流網絡結構優化策略是可行的，且得到了良好的優化效果，更有利于電子商務下快遞企業的可持續發展。

 

5. 結束語

研究物流網絡結構布局及優化策略，對企業物流發展具有重要意義，是促進電子商務行業發展的基礎研究之一。文中首先構建了一個高效穩定的快遞企業物流網絡結構模型，進一步從物流節點布局與物流配送路徑兩個方面進行深入研究了物流網絡結構優化的策略。并通過實例分析論證了本文所設計的優化策略具有可行性，可以規劃出最優物流配送路線。電子商務下快遞企業是最具活力的服務型行業，所以本文針對物流網絡結構的優化研究，在我國社會經濟發展中發揮著支撐性作用。