本文是一篇工程管理论文，本文根据GIS技术和全球定位系统，以“先分析，再优化”为目标，建立了两个模块，采取了相关求解算法，开发并实现了运钞车最优路径VRP管理系统，最终将该系统运用到现实生活中。此外，本文设计的管理系统还可以把最优解以图像和表格等多种形式呈现给用户。
1绪论
1.1研究背景和意义
改革开放以来，中国银行业紧密抓住了宏观经济顺周期性蓬勃发展的大好时机，正进行着全方位的、飞跃式的变革与蓬勃发展。仅2001年至2010年这十多年的时间内，中国的社会经济总额就达到了3.64倍的提高，而中国国内生产总值的年均增长率更是达到了10%以上，这种巨大的成绩也给中国银行业的腾飞带来了巨大的动能[1]。国内银行业的负债总体规模则由15.67万亿快速上升至95.4万亿，平均增速约为505.8%。在技术大变革的背景下，中国银行业借助金融科技的发展，围绕数字经济和数字中国建设，持续优化科技管理流程，强化运营管理效率，优化银行站点的运钞业务就是一个典型的例子。
在系统的押运体系建立以前，全国的运钞任务基本都是由各个商业银行自己完成。这些商业银行都成立了自己的运钞车和运钞员工团队，并自行承受了各种经营风险，这不但使资源重复配备，导致了大量商业银行资源的耗费，同时还分散了本行主要经营的精力。很多年之前，世界各国已开始把现金、证券支票以及古玩文物等服务外包给押运公司，由押运公司进行物流的分拨然后来实施武装押运，这样分工使押运工作更加的专门和标准化，从而减少了安全风险，同时把分散的服务人员聚集起来，还能够极大地减少运作成本开支[2]。近些年，我国不断地对金融市场进行改革，中国商业银行的资金押运服务也逐渐地从个人自行解决，转为通过系统押运体系高效完成或交付给专门的资金商业银行来完成，逐渐走上了市场化服务的路线。
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1.2国内外研究现状
1.2.1车辆路径问题研究现状
Dantzig是最早提出车辆路径问题的人，其在二十世纪六十年代发表的论文中，首次针对“实现多辆车为顾客分配商品或服务”的情况，提出了“Vehicle routingproblem”问题[58]。因为VRP提问在运输与供应链管理等范畴中有着很重要的意义，其内容涵盖到了运输学、物流管理科学技术、信息管理科学技术、应用数学、图论与网络系统分析方法以及计算机技术运用等多个专业，从而形成了综合优化应用领域的研究前沿和科研热点。如今，经过六十多年的理论研究、建立模型与实证分析，VRP问题的解决方式获得了极大的进展。Balinski于1962年针对该问题建立了最简化的VRP模型[9]。随后，Clark于1963年针对VRP问题，提出了一个新的改进算法——Clarke-Wright节约计算法[10]。接着，Karp证实了VRP问题是一种非确定性的多项式复杂问题[54]。直到现在，VRP问题已经发展到可以根据所处实际环境，即设置不同的约束条件下，采取不同的算法来进行计算。
关于VRP问题的计算方法，目前大致分为两类，即精确计算和启发式计算。邹卫华将精确计算分类为动态规划、分支定界法、k度中心树等[55]。蒋波等人将启发式计算分类为嵌入算法、最邻近算法、Clark-Wight算法、神经网络计算和蚁群算法等[13]。根据不同VI冲问题的模型，所采用的解决算法也不尽相同。据以往研究可知VRP问题是NP难题，而且VRP问题实际规模较大，必须充分考虑的因素较多且繁杂，精确计算很困难。然而，启发式算法可以得到令人满意的较优解或可行解，所以目前的研发工作多聚焦于启发式计算上。随着现代计算机技术、通讯信息以及地理信息的发展，我们已经可以进行非常复杂化计算，尤其是NP问题，这样一来VRP问题就变得相对容易解决。
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2运钞车路径问题分析
2.1 VRP问题概述
2.1.1 VRP问题的定义
车辆路线问题（Vehicle Routing Problem，简称VRP），是由Dantzig和Ramser所指出[53]。在近五十余年的时间内，现代信息技术不断蓬勃发展，并且VRP问题也被大批专家进行了深入的研究。接下来，本文将对该问题从概述、建模和分析三个方面来阐述了VRP问题的研究范畴。
1.经典VRP问题的描述
VRP的通常概念为：在符合特定的前提条件下（如顾客需求、汽车驾驶控制、服务情况限制等），调度符合要求数量的车辆，并且按照任务点选择最好的路径，完成提前设置好的目标（如驾驶总距离最短、服务时限和成本最小化、队伍规模最小化、汽车使用率最大化等）。
VRP问题的研究内容涵盖到了运输学、物流管理科学技术、信息管理科学技术、应用数学、图论与网络系统分析方法以及计算机技术研究等多个专业，并且取得了较快的进展。此外，由于现代科学技术的发展，VRP问题的解决思路运用在了货物运送、文件快递、商品物流、出行路线等方面，所以对VRP问题进行深入研究和优化有重大的价值与意义。
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2.2关于银行运钞的VRP分析
该部分将VRP放入到银行运钞环境中，结合某押运企业的案例，阐述运钞车的车辆路径问题的内容，并且通过深入研究运钞过程中所要考虑的诸多因素，剖析运钞车车辆路径问题的特点，给出了解决该问题的具体方法。
2.2.1运钞车VRP问题描述
本节借用某个商业银行的押运服务为例，来展开对运钞车VPR问题的描述。其中，承担商业银行押运服务的公司主要对该银行自动柜员机业务站点进行运钞、ATM机加钞和机器维修服务。上述银行站点布置方式都非常类似，站点和押运中心散布于大街小巷、位置也非常散乱。
根据目前运钞车辆的情况，商业银行在运钞流程中必须充分考虑以下几点原因：
1、站点发展相关信息。
承担商业银行押运服务的公司在完成运钞车押运计划时，其押运管理中心和目标站点关于此次押运计划的相关信息都是已知的，这是因为在运钞车押运过程之前，押运管理中心就已经利用GIS技术以及相关全球定位系统去监测运钞车的具体情况，同时还可以收集到诸如来自目标站点的诉求、机器故障的请求及是否需要维修等关键信息，从而更精准地做好准备工作。
2、路线通畅度。
路线通畅度是指所处时刻运输路线上的车辆通行效率。首先，银行的运钞业务是从押运中心开始，运钞车在为不同的站点进行业务时，受许多外部随机因素的影响，尤其是道路情况和道路安全情况等。在每天二十四小时，各个道路，以及不同时段的道路通行情况会因道路条件的不同而差异。其中，每天8：00—9：00、11：00—13：00以及18：00—20：00是交通拥堵时期，而这几个时间一样是运钞车的押运时期。由于在这些时刻道路发生交通拥堵的几率相当大，因此运钞车应提前规避交通堵塞机率较大的道路，并选取最通畅的路线。
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3 运钞路线规划模型及算法设计 ........................... 18
3.1 综合指标工作量 ................................ 18
3.1.1 综合技术指标工作量的定义 ..................... 18
3.1.2 综合技术指标工作量平衡因子的提出 .................... 18
4 单运钞车路径优化模型及算法设计 .................................. 25
4.1 单车路径优化模型的构建 ......................... 25
4.1.1 单车路径优化目标 ................................. 25
4.1.2 单车路径优化模型 ...................................... 25
5 基于 GIS 的运钞车 VRP 系统的开发及应用 ................................ 34
5.1 GIS平台下的道路规划与路线设计优化 ...................................... 34
5.1.1 GIS的概念和优势 ....................... 34
5.1.2 GIS与线路划分及路径优化模型的结合 ................................ 34
5基于GIS的运钞车VRP系统的开发及应用
5.1 GIS平台下的道路规划与路线设计优化
5.1.1 GIS的概念和优势
GIS一般是指地理信息系统，它基于计算机技术可以对空间信息进行分析和处理，并且集成了地图处理和地理分析功能与一般数据库操作，最终以图像、数值等可视化的数据输出结果，是一种特定的空间信息系统。
GIS的诞生促进了地理学科研与地理决策的进展，主要有下列四个方面的优势：
1.属于一种不断变化的三维技术，能够提取、分类、处理和传递各类信息，还可以分析、传递时间信号，并提供相应的决策服务能力；2.可以将区域空间数据和研究因素进行综合分析，并且进行动态预测；3.GIS系统可以分析并处理三维地理信息数据；4.GIS系统是可视化的。
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6总结与展望
6.1总结
首先，本文的研究对象是运钞车VRP问题，并且提出了“先分类、再改进”的解决思路，充分考虑到了在押运中总成本居高不下、各条路线工作量有差异以及某些路段安全系数比较高等诸多显示问题。其次，本文根据该思路，设计出了运钞车路线VRP问题的改进方案及其算法，并以保证路线安全的前提下路线最优作为方向，建立了路线分类模型和单车路线优化模型。最后，开发除了运钞车VRP管理系统，并结合已有的押运数据测试了该管理系统的使用与可靠性。论文重点研发工作总结包括：
1.通过对运钞汽车路线提问的分类，将所有运钞汽车路线提问都归于VRP提问中，并将所有运钞汽车路线问题的解决按“先分类、再优化”这两个阶段来实施。第一步实施运钞线路分类，第二步对运钞单车提问实施路线优化。在构建模型并选择解决方式以前，本文根据运钞车路线问题和VRP问题的特点，以路线安全为前提下，设计了运钞车路线的改进目标；
2.本文在经过实地调研之后，发现运钞车遇到交通堵塞以及其他危险事件的情况很多，因此在建立模型时，必须将这两点考虑进去。由于本文的根本目标之一便是使运钞车准时完整地到达目的地，因此设置了软时间窗口限制，并将上述两点加入到模型之中；
3.本文将得到的有关商业银行运钞业务的数据输入到上述模型之中，并且使用了改进的蚁群算法进行计算，从而得到了最优运钞路线，并与过去文献之中的结果进行比较，得出本模型和算法有效降低了银行运输成本，同时也验证了本文优化模型和求解算法的有效性。
4.本文根据GIS技术和全球定位系统，以“先分析，再优化”为目标，建立了两个模块，采取了相关求解算法，开发并实现了运钞车最优路径VRP管理系统，最终将该系统运用到现实生活中。此外，本文设计的管理系统还可以把最优解以图像和表格等多种形式呈现给用户。
5.本文使用某商业银行的押运数据对运钞车VRP管理系统进行了可行性分析，最终证明了该系统解决运钞车路径问题的实用性与可信度。
参考文献（略）