本文是一篇物流管理论文，本文根据集装容器同时取送提出二维装载情况下竖 N 型装卸顺序，并提出相应的两种装卸策略计算额外装卸次数。但二维装下情况下的装卸顺序和装卸策略是否还有更多的可能性，待进一步研究。
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
现代物流业是复合型服务产业，涉及仓储业、运输业、信息业等产业。根据国家统计局、中国物流与采购联合会的统计分析后发现，2019 年上半年全国社会物流总费用为 6.6 万亿，约占国内生产总值（GDP）的 14.63%，这个比值足以说明物流业在整个国民经济发展中的重要作用，降低物流业成本及提高物流业服务水平对推动国家经济社会的发展有非常积极的影响。互联网背景下随着商业模式和现代物流的演变，物流成为企业第三利润源，在商业竞争中占据着越来越重要的地位。且在“一带一路”背景下，社会对流通领域提出了更高的要求，在运输效率和运输效益方面尤甚，这在大件货物运输领域更加凸显。为了适应新环境，抓住新机遇，有效应对在车辆调度、控制货物破损率、提高标准化程度等方面所面临的挑战，大件货物的运输模式亟待改进。
根据调研发现，家电家居等大件货物（平板电视、空调、冰箱、洗衣机和厨卫电器等）在区域配送中存在两大难题：①车等货和装卸慢导致的装车效率较低。车等货，表现为车已到达提货点，仓库仍未备货完成导致配送车辆资源不必要的耗时和浪费；装卸慢，表现为多提货点找位置找货、车到仓库时间和装卸作业人员时间冲突、集中到车装卸资源不足。此外，客户需求表现为多频次少批量，造成装卸作业量增加。②装卸不当和交接不清导致的货物安全问题凸显。货物上下车时，装卸不当导致货物破损，表现为上下车过程中，需要使用叉车夹报作业、以及使用叉车将货物移动搬运到车上，过度夹报、叉车移动途中货物不稳掉落，以及车内码垛过程，货物码垛受力不均匀等导致货物破损；交接不清表现为仓配交接过程出现货物破损和丢失，事后定责困难。为解决以上痛点，企业尝试针对大件货物实施甩箱运输，即通过可折叠集装容器完成大件货物的运输。
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1.2 研究内容与方法
1.2.1 研究内容
本文主要研究内容如下：
（1）考虑可折叠集装容器回收的车辆路径问题分析
首先，基于大件货物运输实际难题提出甩箱运输模式，结合甩挂运输的组织模式达到优化的目的，并在甩箱运输原理基础上，提出两端甩箱和循环甩箱的运作模式，前端集货、干线运输和场地操作的应用场景，以及混装运输和零担运输的适用领域。其次，根据研究问题特性，分析了集装容器取送策略（取货优先策略和送货优先策略）和集装容器折叠特性（折叠比例和展开折叠操作）。最后，针对运输车辆同时取送的装卸操作，根据一维装载和二维装载情况分别讨论空容器放置车厢后部和空容器放置车厢前部两种装卸策略下，额外装卸操作次数的计算。
（2）考虑可折叠集装容器特性的模型构建和算法设计
首先，针对考虑可折叠集装容器回收的车辆路径问题提出送货优先策略和取货优先策略，分别满足客户需求优先和容器回收优先的需求。其次，根据这两种取送策略分别构建考虑可折叠集装容器回收的 VRP 优化模型，以集装容器和运输车辆配置费用、车辆装卸和等待时间费用、额外装卸操作费用等运输费用最小化为目标函数，并满足取货优先或送货优先约束、折叠比例约束等。最后，针对模型提出贪婪算法构造初始解和禁忌搜索算法优化解。贪婪算法在构造初始解时，暂不考虑目标函数取最优值，以距离贪婪的方式寻找能够满足所有约束条件的初始解，比如取货优先策略约束等。再通过禁忌搜索算法优化解。禁忌搜索算法以模型目标函数作为适应度函数，通过设计邻域结构操作规则产生新解。
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2 文献综述与理论基础
2.1 文献综述
2.1.1 可折叠集装容器研究现状
可折叠集装容器主要应用在海运领域，且节省空容器运输成本。最早 Konings和 Thijs（2001）[1]分析了将可折叠集装容器引入海洋运输系统的经济影响，并讨论了使用可折叠集装容器的技术和物流条件，包括配置成本、折叠和展开成本。Konings （2005）[2]讨论了使用可折叠集装容器的经济可行性和实践可行性，验证了使用可折叠集装容器可能对整个运输链有利。Shintani 等学者（2010）[3]研究了可折叠集装容器的空容器调度问题，构建了整数规划模型，讨论了内陆运输中可折叠集装容器对运输成本的影响，数值实验表明与标准容器相比，可折叠集装容器可以节省空容器重新调运的成本。
考虑可折叠集装容器的运输问题以空容器调运研究较多。Zazgornik 等（2012）[4]针对使用可折叠集装容器将木材产品从森林运输到锯木厂的运输问题，构建混合整数规划模型，制定运输车辆的调度和路线选择，并适应启发式算法对比了多种运输模式。Moon 等（2013-2016）[5][6][7]研究了同时使用可折叠集装容器和标准集装容器（即不可折叠）的空容器调运问题，通过介绍用于可折叠容器的折叠和展开设备的安装成本，并提供了一系列敏感性分析，例如关于用于安装折叠和展开容器的设备的成本。赵雅琦等（2018）[8]研究了考虑可折叠集装容器的空容器调运问题，构建以总调运成本最小化为目标函数的优化模型。
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2.2 研究内容理论基础
2.2.1 回收物流
（1）回收物流的概念
根据中国国家标准 GB/T 18354-2006《物流术语》，回收物流是指退货、返修物品和周转使用的包装容器等从需求方返回供给方或专门处理企业所引发的物流活动。回收物流是逆向物流的一类，且与常规物流活动相反，回收物流的流程如图 2-1 所示。James Stock[72]认为逆向物流是是一种包含产品退回、物品再利用、物料替代、废弃处理、维修与再制造等流程的物流活动。
从流动对象来看，回收物流是物品、运输容器、包装材料及相关信息，从它们最终的目的地沿着供应链渠道的反向流动过程；从流动的目的来看，回收物流是为了重新获得包装容器、废旧物品、或有缺陷物品的使用价值。
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3 考虑可折叠集装容器回收的车辆路径问题分析 .....................23
3.1 甩箱运输运作模式.........................23
3.1.1 基本概念与典型模式 .......................23
3.1.2 应用场景与适用领域 .........................25
4 考虑可折叠集装容器回收的 VRP 模型构建与求解...............................39
4.1 问题描述与基本假设...................39
4.1.1 问题描述 .........................39
4.1.2 基本假设 .............................40
5 考虑不同折叠比例和取送策略的算例分析 .......................63
5.1 算例数据.........................63
5.1.1 RRS 企业配送网络分析..................63
5.1.2 实际需求量与驾车距离 .......................65
5 考虑不同折叠比例和取送策略的算例分析
5.1 算例数据
5.1.1 RRS 企业配送网络分析
RRS 企业发展先后经历企业物流→物流企业→平台企业的三个转型阶段，依托先进的管理理念和物流技术，搭建大件物流服务平台。本文研究的对象主要是RRS 大件家电（包括但不限于：平板电视、空调、冰箱、洗衣机和厨卫电器）在上下级服务网点以及同级服务网点调拨过程中产生的运输活动。
（1）服务网点分布情况。经调研得知，RRS 物流企业在宁波-台州地区有一个大型的宁波 RDC，一个规模中转性的台州 RDC，分别为所辐射范围内的服务网点进行补货，调研发现 RRS 在宁波-台州地区具体的运营情况如下：宁波 RDC 为其所辖范围内的 97 个服务网点进行直接调拨，并为台州 RDC 所辖服务网点进行间接调拨。台州RDC所辖服务网点的间接调拨指的是货物由宁波RDC发往台州RDC，然后由台州 RDC 中转之后进行服务网点的调拨。
考虑到集装容器的装卸对服务网点配置有一定的需求，并结合调研资料，本文针对宁波 RDC 下属服务网点，筛选出需求量较大、设施设备较为完善的服务网点作为利用集装容器发展甩箱运输的试点。引入集装容器，筛选出可作为集装容器试点的服务网点分布如图 5-1。
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6 结论与展望
6.1 研究结论
根据大件货物（比如家电家居等包括但不限于：平板电视、空调、冰箱、洗衣机和厨卫电器）运输存在的装卸搬运效率低和货物破损率高等问题，提出甩箱运输模式。并在此基础上构建甩箱运输场景下考虑可折叠集装容器回收且同时取送的优化模型，且提出贪婪算法与禁忌搜索算法结合进行求解。最后以一家运输企业的实际运作情况和数据进行算例分析，主要研究结论如下。
（1）集装容器的折叠特性研究结论。在待递送重容器数量和待回收空容器数量大致相同的情况下，折叠比例从 1/1 到 1/4 减小了 75%，运输费用下降了 2.5%，折叠比例从 1/4 到 1/8 减小了 50%，运输费用下降了 0.6%。因此，在待递送重容器数量和待回收空容器数量大致相同的情况下，空容器的折叠比例越小，越节省车辆运输装载空间，从而节省运输费用和减少车辆运输总里程。但当折叠比例小到某个点后，其对运输费用和车辆运输总里程的影响会减小。
（2）取送策略研究结论。送货优先策略在待送货物所需的装载
