基于FlexSim的物流园区交通系统仿真.docx

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基于FlexSim的物流园区交通系统仿真

基于FlexSim的物流园区交通系统仿真及优化

——以林安物流园区为例

【摘要】随着我国的经济跨越式发展，我国对物流园区的规划建设也越来越重视，对物流园区的研究也越来越广泛。

本文在参考各学者对物流园区的研究后，实地观察林安物流园的交通系统以及车流量，利用强大的仿真模拟软件FlexSim对观测到的数据进行仿真，建立仿真模型，得出林安物流园区目前交通系统中存在一定的不合理性，针对部分不合理规则，本文提出通过“限流”车辆和按“OnebyOne”次序原则入库的改进，林安物流园区内的交通拥挤可以得到一定程度的缓解，因而此优化方案是可行的。

【关键词】交通系统；物流园；仿真优化

SimulationandoptimizationoftrafficsysteminlogisticsparkbasedonFlexSim

——acasestudyofLin'anlogisticspark

[Abstract]WiththerapiddevelopmentoftheeconomyinChina,moreandmoreattentionispaidtotheplanningandconstructionoflogisticsparks,andtheresearchonlogisticsparksismoreandmoreextensive.Afterreferringtoscholars'researchonthelogisticspark,thispaperproposesadiscussiononthesimulationandoptimizationofthetrafficsysteminLin'anlogisticspark.UsingthepowerfulsimulationsoftwareFlexSim,theobserveddataaresimulatedandproposespossibleoptimizationsschemes,whichcanbealleviatedtosomeextentthrough"limiting"vehiclesandchangingthe"parkingandstorageprinciple".

[Keywords]Trafficsystem;Logisticspark;SimulationBasedOptimization

1前言

1.1研究背景

近年来供给侧结构性改革扎实推进，成效显著，中国经济发展已经从早期的道路疏通基础性建设上升至当下功能完善的平台型基础设施建设。

在近些年的经济发展浪潮中，我国现代物流业抓住发展机遇，抓住国家政府给予的政策支持，物流业不断发展壮大，中国物流学会常务副会长戴定一曾说过“物流园区建设仍有重要的战略地位”，显然地，政府和企业高度重视物流园区的发展。

物流园区在降低物流成本、减少环境污染、加强产业集聚和促进社会经济发展等方面起到了重要作用，因此科学设置物流园区是推动城市经济发展的一大助力。

1.2研究意义

近年来，我国物流业发展规模不断壮大，物流行业在中国得到了快速发展，各界人士逐渐意识到物流业对经济的贡献程度越来越大，物流园区的发展也受到高度重视。

但由于我国物流产业发展起步晚，目前还处于摸索阶段，物流园区在很多方面上还存在很多不完善的地方。

而现有的大部分研究都是针对物流园区的选址、规划建设来进行的，少有基于物流园区内部物流系统进行的研究，所以本研究以此为重点，研究广州市林安物流园区的内部交通系统，以提高其物流运作效率，合理配置资源，希望能对物流园区的交通系统研究有一定的帮助。

1.3国内外现状和发展趋势

物流园区是一种特殊的物流产业集聚的集群现象，它遵循着产业集群的一般规律[1]，作为物流业发展到一定阶段的必然产物，各国高校和研究学者们纷纷加大对物流园区的研究和探索力度，现对国内外物流园区和建模相关的研究成果进行梳理，加以综述。

1.3.1国外物流园区的研究

关于物流园区的研究可溯源于日本，日本自60年代已经开始建设物流园区，当时建设物流园区主要是为了解决东京与其他城市间各种产品大量进出城市而引起的商流物流混乱情况，日本政府统一规划一片区域，将城市的流通功能与市中心的商流分离开来，在东京近郊设立4个现代化的物流园区，并逐步完善各项基础设施与服务，由此实现了经济效益，提升了城市的实力[2]。

由此之后，日本政府开始推广并因地制宜灵活开展物流园区的经营，收效颇丰。

从上可以看出国外物流园区发展相对较早，相关方面的理论和实践经验也比较丰富，通过梳理现有文献可知，国外学者在研究物流园区相关领域时，通常研究的主题是物流园区的运营发展战略、政府政策、城市功能设计等相关的方面[3],而且其中定量研究较为常见，多集中于物流园区选址与规模的确定、车辆路径优化等课题，定性研究比较少，主要集中于物流园区的功能定位、运营策略等。

根据我国学者刘俊华[4]的文献综述可知，1999-2009年国外学者对物流园区（或集群、物流中心）的研究已经比较深入和全面了。

具体有德国数学家Dubois和Prade在1999年就用模糊综合评价法对物流园区功能进行定位，而且现在模糊评价法已经成为一种使用比较普遍的评价方法[5]。

同年DonaldWaters和RonaldH.Ballou等学者分析了物流园区的节点选址问题，并且利用排队论求出了基于现实交通情况条件下的最佳物流园区区位，虽然多年已过，这种方法还是值得借鉴的[6]。

到2009年，学者YgalBendavid设计了一个关键绩效指标专门用于评价物流园区的信息系统建设[7]。

在2010年，德国物流专家Flornhornf提出了用于分析物流园区的规划建设和未来发展方向的MSFLB模型，该模型在国内外至今仍得到广泛应用[8]。

三年后，美国Charles以美国的Westmoreland物流园区作为案例进行物流园区建设的分析，他认为，物流园区的建设必须要集结社会多方力量，包括政府、企业、社会组织和个人的力量才能提高物流园区的科学利用效率[9]。

AyşenurDoğan和İremBilici两位学者就土耳其一个实际物流园区为案例，对园区中的车辆路径问题进行了优化探讨，他们利用数学模型混合整数线性规划（MILP），并使用IBMOPLCPLEX对其进行了求解，开发了决策支持系统来解决带有时间窗和拆分交付的车辆路径问题，并将其应用于实际案例中，结果表明，他们的模型可以大大减少总分配时间和总分配距离，提高车辆的分配效率，降低物流成本效率[10]。

1.3.2国内物流园区的研究

在中国知网上以“主题”为检索项，以“物流园区”为检索内容，有11289篇相关结果，若加上正文检索“建模仿真”，时间跨度“不限”，检索结果显示有501篇文献，时间跨度缩小为“2016-2019”，选择“精确”检索，检索结果显示有133篇文献。

从2001年的一篇文献开始出现关于现代物流业的文献，较国外而言起步晚，但国内学者们也开始认识到研究物流园区的重要性；2008年后，关于物流园区建模仿真的研究一直保持30~60的篇幅上下波动，可见当前我国物流园区研究也是比较稳定的，并且研究的内容也比较广泛，从运营模式到布局规划，从选址建模到货流预测，我国在近二十年的研究中也对物流园区有了更深入的了解。

翁启伟在2013年利用价值链管理对物流园区的模式进行研究，提出了基于价值链管理的运营模式发展趋势[11]。

同年，殷莹运用价值链分析对物流园区的用地规模及布局进行了深入研究，她通过重点分析物流量预测，提出最优定权组合预测模型，然后由价值链分析进行功能区定位，并用SLP方法对物流园区进行布局规划[12]。

而刘薇则就苏州工业园区的物流金融（logisticsfinance）进行研究，她认为第三方的物流金融是一种越来越重要的资助中小型企业的融资方法，并且国内的物流金融仍然处于一个引进阶段，将有巨大的发展空间[13]。

陈亚男等人认为在现今物流园区越来越常规化的情况下，以物流大数据为依据，综合考虑客户、企业、供应链等多维度、多方面因素的影响，产业集群寻求“互动式”横向跨链协作是一个必然趋势[14]。

陈平则将物流园区定义为5种类型，分别是货运枢纽型、生产服务型、商贸服务型、边境网关服务型、综合服务型，他在2017年发布的文章中对这5种物流园区分别进行了背景分析、现状分析、目前存在的问题分析以及未来发展方向分析[15]。

郭飞宇在2019年以济南新的待建的物流园区为例，通过改进的系统布局方法，并运用FlexSim仿真软件对布局方案进行优化研究，该研究对新建的物流园区建设具有一定的参考意义[16]。

张欣认为，目前对于物流园区的研究方向主要有5个方面，分别是对物流园区选址规模及功能定位研究；在物流园区功能布局上的研究；对物流园区物流需求、货运量预测的研究；对物流园区基本特征的研究以及对物流园区运营管理的研究[17]。

纵观目前物流园区方面的探究成果，学者们研讨的核心均为物流园区的选址、规划和建设方面，鲜有对物流园区微观的研究，而每个物流园区的运营问题得根据具体问题进行具体分析，需要持续性进行调整和完善才能更好的发挥物流园区应有的作用。

1.3.3国外仿真建模的研究

在SpringerLink中搜索国外的仿真研究，结果显示有1,269,940篇相关文档，可见仿真研究在国外的发展已经非常成熟了，这对我国的仿真建模研究具有一定的借鉴意义。

BarceloJaime早在2007年就报告了在INTERREGIIIB项目的欧洲项目MEROPE中开发和测试的建模框架，以及在西班牙DGCYT赞助的国家项目SADERYL中开发和测试的建模框架，设计出关于城市物流的车辆路径和调度模型[18]，不过此后相对较少文献研究物流相关的仿真与建模，大多集中于工业生产之中。

2014年，Pawel和Rafał等学者研究了学生在利用各种仿真工具去操作一个实际项目的基础上学习产品开发、流程分析与优化、物流流程、服务工程等四大系列课程，将该项目转化为商业项目的学习过程[19]。

次年，PaulinaGolinska-Dawson和PawelPawlewski两位波兰学者针对再制造领域的环境问题进行仿真评估，考虑到再制造反向物料流动的情况，比如拆卸和再加工，他们利用仿真软件模拟了一些“绿色”环境指标，讨论了具有产品回收功能的供应链的特征，设计了一个可以测量环境因素的仿真模型[20]。

在再制造方面，这两位学者在两年后又设计出了再制造过程仿真建模与可持续性评估模型[21]，可谓将仿真进行到底。

Salleh等学者在2017年对卫生保健和医疗模拟仿真相关主题的文献进行了综述[22]；波兰的两位学者Artur和Tomasz以波兰弗罗茨瓦夫机场为例，研究了飞机地面处理仿真的模型[23]。

次年，VitaliiNaumov研究了一个物流中心面向对象的工艺过程建模，并提供了相应的仿真模型创建基本类库工具[24]。

AdrianJakobczyk等学者利用仿真方法对短期保质期的原料进行生产过程时间设置仿真[25]。

2019年，学者Maria、Jerzy和Damian对多式联运的陆路枢纽码头在WolframMathematica软件中进行模拟，映射波兰物流公司PCC多式联运终端的网络，并且他们还利用地形数据和道路网络领域现有的数据库，开发了多式联运终端网络半自动建模软件[26]。

Grzegorz、Adrian和Damian三人，则是利用FlexSim比较了人力手工生产线和机器人自动生产线的优劣，事实证明自动生产线显然更具备优越性，是未来生产发展的主要趋势[27]。

同时还指出未来的仿真软件如Fle