一種物流配送路徑規(guī)劃方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物流配送技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物流配送路徑規(guī)劃方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在物流領(lǐng)域配送路徑規(guī)劃問(wèn)題是車輛路徑問(wèn)題(VRP)之一。傳統(tǒng)的車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題研宄包括圖的遍歷、最短路徑、旅行商問(wèn)題、歐拉回路、哈密爾頓回路和中國(guó)郵遞員問(wèn)題。
[0003]VRP研宄方法主要分為精確算法和啟發(fā)式算法兩大類。精確算法以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)為基礎(chǔ)，能夠獲得最優(yōu)解，該類無(wú)法避免組合爆炸的問(wèn)題，只適合于解決小規(guī)模的VRP問(wèn)題，在目前VRP領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用范圍有限。啟發(fā)式算法是從初始解出發(fā)，在鄰域中搜索實(shí)現(xiàn)解的改進(jìn)，快速得到可接受的一個(gè)解的方法。該類算法雖然能夠比較快的解決有關(guān)問(wèn)題，但該算法的優(yōu)劣往往取決于算法設(shè)計(jì)者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及處理的樣本空間的大小。
[0004]掃描法是運(yùn)輸路徑規(guī)劃最實(shí)用的啟發(fā)式算法。它假設(shè)車輛的路徑位于一個(gè)幾何平面上，配送點(diǎn)為原點(diǎn)，需求點(diǎn)以極坐標(biāo)來(lái)表示，先選定一輛配送車輛，在不違反車輛容量限制的前提下，從角度最小且尚未指派的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，依順時(shí)針或逆時(shí)針的方向掃描。當(dāng)車輛容量超過(guò)時(shí)，結(jié)束該條路徑。重復(fù)上述步驟，生成新的路徑，直到將所有的節(jié)點(diǎn)都被排入。最后再用求解旅行商問(wèn)題(Traveling Salesman Problem，簡(jiǎn)稱TSP)的算法對(duì)每一條路徑分別進(jìn)行優(yōu)化。該方法本質(zhì)是先聚類再規(guī)劃的兩階段方法，能夠在較短時(shí)間內(nèi)求得可行的滿意解，但其掃描劃分路徑過(guò)程中忽略道路的縱橫特點(diǎn)，在掃描扇區(qū)內(nèi)的需求點(diǎn)實(shí)際配送路徑可能要繞遠(yuǎn)；路徑內(nèi)以TSP方法進(jìn)行規(guī)劃，以訪問(wèn)每個(gè)需求點(diǎn)僅且一次為約束；同時(shí)掃描法路徑規(guī)劃的路徑回路覆蓋的范圍相對(duì)分散，不符合實(shí)際配送中的分片包干的配送管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有路徑規(guī)劃方法中忽略了道路縱橫特點(diǎn)以及單個(gè)需求點(diǎn)有可能多次配送造成的路徑回路覆蓋范圍相對(duì)分散的缺陷，本發(fā)明提供了一種物流配送路徑規(guī)劃方法及裝置。
[0006]一方面，本發(fā)明提供的一種物流配送路徑規(guī)劃方法，包括:
[0007]SI，獲取每個(gè)需求點(diǎn)的配送量和配送點(diǎn)與需求點(diǎn)之間以及各需求點(diǎn)之間的直接可達(dá)最短路徑的距離；
[0008]S2，以配送點(diǎn)和需求點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，以所述配送點(diǎn)與需求點(diǎn)之間以及各需求點(diǎn)之間的直接可達(dá)最短路徑為邊，構(gòu)造路徑連通圖；
[0009]S3，根據(jù)所述每個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量以及每條邊的距離對(duì)所述路徑連通圖劃分任務(wù)子圖，每個(gè)所述任務(wù)子圖所包含的節(jié)點(diǎn)的配送量總和不大于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限；
[0010]S4，針對(duì)每一個(gè)所述任務(wù)子圖，構(gòu)造包含該任務(wù)子圖中全部節(jié)點(diǎn)的最小支撐樹(shù)；
[0011]S5，從所述最小支撐樹(shù)與所述配送點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的全部回路中選取包含最小支撐樹(shù)路徑最長(zhǎng)的回路為配送路徑主干，所述配送路徑主干之外的懸掛節(jié)點(diǎn)采用往返路徑，得到該任務(wù)子圖的配送路徑。
[0012]進(jìn)一步地，所述S3中，根據(jù)所述每個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量以及每條邊的距離劃分任務(wù)子圖的步驟，包括:
[0013]S31，針對(duì)每一個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，若該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量大于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限，則為該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)劃分一個(gè)任務(wù)子圖，直至該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量小于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限為止；
[0014]S32，選取所有配送量小于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)中與所述配送點(diǎn)的距離最大的一個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)作為待合并節(jié)點(diǎn)；
[0015]S33，判斷與所述待合并節(jié)點(diǎn)直接可達(dá)的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)中是否存在與該待合并節(jié)點(diǎn)的配送量之和小于或等于運(yùn)量容限的節(jié)點(diǎn)，若存在則執(zhí)行S34，若不存在則將待合并節(jié)點(diǎn)單獨(dú)劃分為一個(gè)任務(wù)子圖；
[0016]S34，選取與待合并節(jié)點(diǎn)的配送量之和小于運(yùn)量容限的節(jié)點(diǎn)中與待合并節(jié)點(diǎn)距離最近的一個(gè)節(jié)點(diǎn)待合并節(jié)點(diǎn)合并；
[0017]S35，對(duì)于剩余未參與合并的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)重復(fù)S32至S34 ；
[0018]S36，對(duì)于合并得到的子圖重復(fù)S32至S35，直至所有需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)都劃分得到對(duì)應(yīng)的任務(wù)子圖為止。
[0019]進(jìn)一步地，所述S4包括:
[0020]針對(duì)每一個(gè)任務(wù)子圖，采用避圈法構(gòu)造包含該任務(wù)子圖所包含的全部節(jié)點(diǎn)的最小支撐樹(shù)。
[0021 ] 進(jìn)一步地，所述方法還包括:
[0022]S6，采用單步法對(duì)所述單個(gè)任務(wù)子圖內(nèi)的配送路徑進(jìn)行優(yōu)化。
[0023]進(jìn)一步地，所述S6包括:
[0024]S61，針對(duì)每一個(gè)懸掛節(jié)點(diǎn)，判斷所述最小支撐樹(shù)中與該懸掛節(jié)點(diǎn)連接節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否存在與該懸掛節(jié)點(diǎn)直接可達(dá)路徑；
[0025]S62，若存在，則判斷該懸掛節(jié)點(diǎn)與所述上一個(gè)節(jié)點(diǎn)或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離是否小于該懸掛節(jié)點(diǎn)經(jīng)所述最小支撐樹(shù)到達(dá)所述上一個(gè)節(jié)點(diǎn)或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離；
[0026]S63，若小于，則采用該懸掛節(jié)點(diǎn)與所述上一個(gè)節(jié)點(diǎn)或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑替換該懸掛節(jié)點(diǎn)經(jīng)所述最小支撐樹(shù)到達(dá)所述上一個(gè)節(jié)點(diǎn)或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑。
[0027]另一方面，本發(fā)明還提供一種物流配送路徑規(guī)劃裝置，包括:
[0028]獲取模塊，用于獲取每個(gè)需求點(diǎn)的配送量和配送點(diǎn)與需求點(diǎn)之間以及各需求點(diǎn)之間的直接可達(dá)最短路徑的距離；
[0029]第一構(gòu)造模塊，用于以配送點(diǎn)和需求點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，以所述配送點(diǎn)與需求點(diǎn)之間以及各需求點(diǎn)之間的直接可達(dá)最短路徑為邊，構(gòu)造路徑連通圖；
[0030]劃分模塊，用于根據(jù)所述每個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量以及每條邊的距離對(duì)所述路徑連通圖劃分任務(wù)子圖，每個(gè)所述任務(wù)子圖所包含的節(jié)點(diǎn)的配送量總和不大于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限；
[0031]第二構(gòu)造模塊，用于針對(duì)每一個(gè)所述任務(wù)子圖，構(gòu)造包含該任務(wù)子圖中全部節(jié)點(diǎn)的最小支撐樹(shù)；
[0032]選取模塊，用于從所述最小支撐樹(shù)與所述配送點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的全部回路中選取包含最小支撐樹(shù)路徑最長(zhǎng)的回路為配送路徑主干，所述配送路徑主干之外的懸掛節(jié)點(diǎn)采用往返路徑，得到該任務(wù)子圖的配送路徑。
[0033]進(jìn)一步地，所述劃分模塊具體用于:
[0034]針對(duì)每一個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，若該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量大于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限，則為該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)劃分一個(gè)任務(wù)子圖，直至該需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的配送量小于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限為止；
[0035]選取所有配送量小于預(yù)設(shè)運(yùn)量容限的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)中與所述配送點(diǎn)的距離最大的一個(gè)需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)作為待合并節(jié)點(diǎn)；
[0036]判斷與所述待合并節(jié)點(diǎn)直接可達(dá)的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)中是否存在與該待合并節(jié)點(diǎn)的配送量之和小于或等于運(yùn)量容限的節(jié)點(diǎn)，若存在則選取與待合并節(jié)點(diǎn)的配送量之和小于運(yùn)量容限的節(jié)點(diǎn)中與待合并節(jié)點(diǎn)距離最近的一個(gè)節(jié)點(diǎn)待合并節(jié)點(diǎn)合并，若不存在則將待合并節(jié)點(diǎn)單獨(dú)劃分為一個(gè)任務(wù)子圖；
[0037]對(duì)于剩余未參與合并的需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)重復(fù)上述操作；
[0038]對(duì)于合并得到的子圖重復(fù)上述操作，直至所有需求點(diǎn)節(jié)點(diǎn)都劃分得到對(duì)應(yīng)的任務(wù)子圖為止。
[0039]進(jìn)一步地，所述第二構(gòu)造模塊具體用于:
[