一種車輛規(guī)劃路徑的生成方法、裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物流領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種車輛規(guī)劃路徑的生成方法、裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛路徑問題（Vehicle Routing Problems，VRP)是指一定數(shù)量的客戶，各自有不 同數(shù)量的貨物需求，配送中屯、向客戶提供貨物，由一個車隊(duì)負(fù)責(zé)分送貨物，組織適當(dāng)?shù)男熊?線路，使車輛有序地到達(dá)每個客戶地址，在滿足一定的約束條件（如貨物需求量、發(fā)貨量、 交發(fā)貨時間、車輛容量限審IJ、行駛里程限審IJ、時間限制等）下，達(dá)到一定問題的目標(biāo)（如路程 最短、費(fèi)用最少、時間盡量少、使用車輛數(shù)盡量少等）。
[0003] 混合車輛種類的車輛路徑問題（VRP with multiple vehicle types, VRPMVT)中 配送車輛的成本，載重各不相同?？紤]需求點(diǎn)對于車輛到達(dá)目的地址的時間有所要求之 下，在車輛路徑問題之中加入硬時間窗的限制，便成為帶硬時間窗車輛路徑問題（VRP with Time Windows, VRPTW)，在車輛路徑問題之中加入軟時間窗的限制，便成為帶軟時間窗車輛 路徑問題（VRP with Soft Time Windows, VRPSTW)，在車輛路徑問題之中混合裝卸貨，便成 為混合裝卸的車輛路徑問題（VRP with Pickup and Deliveir，VRPPD)。
[0004] 帶硬時間窗車輛路徑問題是在VRP上加上了客戶的被訪問的時間窗約束。在實(shí)時 生產(chǎn)系統(tǒng)Gust In Time, JIT)中，除了行駛成本之外，成本函數(shù)還要包括由于過早到達(dá)某 個客戶地址而引起的等待時間和客戶需要的服務(wù)時間。在VRPSTW問題中，除了行駛成本之 夕F，由于過早到達(dá)某個客戶地址而引起的等待時間和客戶需要的服務(wù)時間外，還要平衡遲 到懲罰W及運(yùn)輸成本。而VRPPD則要考慮裝卸貨時車輛承載的問題。
[000引 VRP問題已引起了地理信息科學(xué)、管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、物流科學(xué)及計(jì)算機(jī)應(yīng) 用等學(xué)科專家學(xué)者的高度重視，并已取得了較大的進(jìn)展，其成果在應(yīng)急路徑規(guī)劃系統(tǒng)、物資 配送系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)及郵遞收發(fā)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0006] 然而，由車輛路徑問題的復(fù)雜性（已被證明為NP-hard問題），當(dāng)路徑中的配送節(jié) 點(diǎn)規(guī)模較大時，很難得到問題的精確解，尤其是對于應(yīng)急服務(wù)所設(shè)及的大量應(yīng)急物資配送 服務(wù)，除了考慮成本因素外，還要考慮配送時間和環(huán)境等方面的因素，該就使問題的建模和 求解變得更加復(fù)雜，因而對該一難題的研究也就更具學(xué)術(shù)價值。同時在現(xiàn)實(shí)中VRP系列問 題有著很高的實(shí)用性。不同的公司有著不同的要求，比如，JIT中多為VRPMVT，VRPTW需求， 便利店，超市物流中則往往混合了 VRPMVT，VRPTW和VRPSTW的需求，而快遞的需求則更加復(fù) 雜一般混合了 VRPMVT，VRPTW，VRPSTW 和 VRPPD 的需求。
[0007] 目前用于求解車輛路徑問題的算法大致可W分為兩類；精確算法和啟發(fā)式算法。 精確算法主要包括分支界定法、集分割算法、動態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等，啟發(fā)式算法主要包括 節(jié)約算法、掃描算法、兩階段法、禁忌捜索算法、遺傳算法、模擬退火算法、蟻群算法、神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)優(yōu)化算法、粒子群算法等。精確算法雖然能得到精確解，但計(jì)算量很大，一般隨著問題規(guī) 模的增大呈指數(shù)級增長，求解時間過長，只能解決配送節(jié)點(diǎn)數(shù)有限的簡單VRP問題，而傳統(tǒng) 啟發(fā)式算法，雖然計(jì)算時間縮短了，運(yùn)算量也降低了，但往往都只能得到接近于最優(yōu)解的近 似解，而且適用范圍也只能限定在小規(guī)模的VRP問題，當(dāng)配送節(jié)點(diǎn)數(shù)目增多時，求解精度往 往很差。傳統(tǒng)啟發(fā)式算法經(jīng)常用于局部優(yōu)化，并與元啟發(fā)式算法相結(jié)合，對己有的路徑進(jìn)行 局部改進(jìn)。
[000引從上述論述可W看出，采用現(xiàn)有的求解車輛路徑問題的算法，對VRPMVT，VRPTW， VRPSTW和VRPPD中任意一個問題求解已經(jīng)非常困難了，而對混合該四種問題的車輛路徑進(jìn) 行求解時更加困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種車輛規(guī)劃路徑的生成方法、裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提 供的車輛規(guī)劃路徑的生成方法，不適合求解混合VRPMVT，VRPTW，VRPSTW和VRPPD問題的車 輛路徑的問題。
[0010] 一方面，提供一種車輛規(guī)劃路徑的生成方法，所述方法包括：
[0011] 步驟A、參數(shù)初始化，所述參數(shù)包括潛在節(jié)點(diǎn)集；
[0012] 步驟B、初始化蟻群；
[0013] 步驟C、初始化媽蟻；
[0014] 步驟D、確定待安排車輛；
[0015] 步驟E、為待安排車輛安排下一可行配送節(jié)點(diǎn)，下一可行配送節(jié)點(diǎn)是從潛在節(jié)點(diǎn)集 中選擇的一個或多個節(jié)點(diǎn)，其中，在安排待安排車輛的下一可行配送節(jié)點(diǎn)時，判斷所述待安 排車輛從當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)到達(dá)下一可行配送節(jié)點(diǎn)的時間是否滿足下一可行配送節(jié)點(diǎn)的硬時 間窗的要求，同時判斷所述待安排車輛從當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)到達(dá)下一可行配送節(jié)點(diǎn)時，所述待 安排車輛的載重量是否滿足下一可行配送節(jié)點(diǎn)的裝貨要求W及下一可行配送節(jié)點(diǎn)是否未 被訪問過，如果是，則執(zhí)行步驟F，如果否，則返回步驟D ;
[0016] 步驟F、將滿足步驟D提到的要求的下一可行配送節(jié)點(diǎn)加入候選節(jié)點(diǎn)集中，并計(jì)算 車輛在當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)時，下一回合待安排車輛選擇所述下一可行配送節(jié)點(diǎn)的幾率。
[0017] 步驟G、根據(jù)所述幾率的大小，從候選節(jié)點(diǎn)集中選擇一個下一可行配送節(jié)點(diǎn)作為待 安排車輛的下一配送節(jié)點(diǎn)，將所述下一配送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識為已訪問，并將所述下一配送節(jié)點(diǎn)從 潛在節(jié)點(diǎn)集中刪除；
[0018] 步驟H、計(jì)算待安排車輛因違反軟時間窗而造成的懲罰成本，并根據(jù)所述懲罰成本 和車輛的配送成本，計(jì)算得到邊成本；
[0019] 步驟I、判斷潛在配送節(jié)點(diǎn)集是否為空，如果不為空，則返回執(zhí)行步驟E選擇待安 排車輛的下一可行配送節(jié)點(diǎn)，如果為空，則執(zhí)行步驟J ;
[0020] 步驟J、存儲當(dāng)前媽蟻的線路圖，并計(jì)算當(dāng)前媽蟻的總成本；
[0021] 步驟K、判斷是否達(dá)到蟻群大小，如果不是，重復(fù)執(zhí)行步驟C至步驟J，生成N只媽 蟻，并得到各媽蟻的線路圖W及各媽蟻的總成本；
[0022] 步驟L、判斷是否到達(dá)預(yù)設(shè)設(shè)置的收斂條件，如果是，根據(jù)各媽蟻的線路圖W及各 媽蟻的總成本，得到車輛的最優(yōu)配送路徑；如果否，則返回步驟B。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟E中還包括；判斷所述待安排車輛從當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)到達(dá)下一 可行配送節(jié)點(diǎn)時，所述待安排車輛的空間是否滿足下一可行配送節(jié)點(diǎn)的裝貨要求。
[0024] 進(jìn)一步地，所述參數(shù)還包括成本吸引力系數(shù)、信息吸引力系數(shù)、等待時間吸引力系 數(shù)和緊迫度吸引力系數(shù)，所述步驟F中，通過下述公式計(jì)算車輛在當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)時，下一回 合待安排車輛選擇所述下一可行配送節(jié)點(diǎn)的幾率：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車輛規(guī)劃路徑的生成方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟A、參數(shù)初始化，所述參數(shù)包括潛在節(jié)點(diǎn)集； 步驟B、初始化蟻群； 步驟C、初始化螞蟻； 步驟D、確定待安排車輛； 步驟E、為待安排車輛安排下一可行配送節(jié)點(diǎn)，下一可行配送節(jié)點(diǎn)是從潛在節(jié)點(diǎn)集中選 擇的一個或多個節(jié)點(diǎn)，其中，在安排待安排車輛的下一可行配送節(jié)點(diǎn)時，判斷所述待安排車 輛從當(dāng)前配送節(jié)點(diǎn)到達(dá)下一可行配送節(jié)