1.1目的及意义

城市配送是物流“最后一公里”的关键环节，也是保证城市经济正常运行的重要支撑。目前，因城市建设和道路限行等管理措施，城市之中的路况复杂，准时配送的难度加大。另一方面，电子商务发展迅速并逐渐趋向个性化服务，由此带来的城市配送需求巨大，加剧了城市道路拥堵、环境污染等问题。同时，我国于2016年制定《环境保护税法》，对企业在经济活动中产生的碳排放征税。对于配送企业来说，为了适应社会的低碳化发展要求，降低企业总成本，有必要基于碳排放进行城市配送系统的规划与管理。

配送环节中车辆燃油燃烧是碳排放产生的主要途径，因此需要通过合理的路径规划减少车辆能耗和碳排放。因此，研究讨论基于碳排放的城市车辆路径优化问题具有重要的理论意义和现实价值。

本文即要研究碳税政策下的城市车辆路径优化问题，构建合理的考虑碳排放因素的VRP模型，并选择合适的算法求解以明确碳税政策对车辆配置方案、路径优化和配送成本的影响，从而对企业的城市配送路径提出优化建议。

1.2国内外的研究现状分析

1.2.1城市配送系统中碳排放影响因素的研究现状

在碳排放量的影响因素方面，杨柳^[1]、孙雪杰^[2]和李珍萍^[7]认为包括单位能源的碳排放系数、单位里程燃油消耗量和行驶里程。但在单位里程燃油消耗量的影响因素方面，杨柳^[1]认为实际影响因素有行驶速度、车辆载重、实际路况和司机驾驶习惯；孙雪杰^[2]认为影响因素有车辆性能、车型、能源类型、道路性能、交通状况、车辆总重量、行驶阻力；李珍萍^[7]则仅考虑载货量。朱长征^[4]和肖建华^[5]认为碳排放量的影响因素有单位里程碳排放量与行驶里程，其中单位里程碳排放量的影响因素仅考虑车辆自重和载重量（载重率）。陈俊宇^[3]认为碳排放量的影响因素有车型、行驶速度、自重及载重、行驶里程。

在碳排放成本的计量方法方面，杨柳^[1]、孙雪杰^[2]和李珍萍^[7]将碳排放成本表示为单位碳税成本、单位能源的碳排放系数、单位里程燃油消耗量和行驶里程的乘积。但对于单位里程燃油消耗量的计算，杨柳^[1]将其表示为行驶速度和变动载重量的函数；孙雪杰^[2]将其表示为车辆自重、滚动阻力系数、装载量、能源能量和能源转化率的函数；李珍萍^[7]将其表示为关于载货量的线性函数。陈俊宇^[3]和肖建华^[5]将碳排放成本表示为单位碳交易成本和碳排放量的乘积。但在碳排放量计算上，陈俊宇^[3]应用综合排放模型（CMEM），将碳排放量表示为变动车速、变动载重量、距离和车型的函数；肖建华^[5]将单位里程碳排放量表示为单位里程燃油消耗量的函数，单位里程燃油消耗量则采用Xiao等人提出的公式，是车辆自重和载重量的函数。在只涉及碳排放量的计算上，朱长征^[4]将其表示为单位公里碳排放量与行驶里程的乘积，将单位里程碳排放量表示为载重率的线性函数。张如云^[8]则参考流程英国交通研究所的车辆碳排放计算公式。

1.2.2车辆路径问题的研究现状

1959年，国外学者Dantzig和Rasmer首次提出车辆路径问题（Vehhicle Routing Problem），其可以描述为：配送中心在实际约束条件下，安排车辆以合理的路线行驶，在满足客户配送需求的同时实现行驶路线最短、配送成本最低等目标。现在对VRP问题的研究主要集中在问题组成要素和求解算法两个方面。