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专利号: 2018102856927
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于区域性多策略的物流配送路径规划方法,其特征在于:所述路径规划方法包括以下步骤:

1)以所有配送车辆的总路程最短为目标建立如下目标函数:其中, 为配送车辆数量,qi表示第i个客户的所需货物的重量,α∈[0,1]为约束因子, 表示向下取整;rki表示客户点在第k辆车配送的客户顺序中为第i个,rk0表示配送中心,nk表示第k辆车配送的客户数量, 表示第k辆车配送的第i个客户和第i‑1个客户之间的距离, 表第k辆车配送完nk个客户后返回配送中心的路程,sign(nk)为决策变量,如果第k辆车没有进行配送任务,则取0,反之均取1;配送模型的约束条件为:每辆车配送的货物重量小于其最大载重Q,且每辆车的配送路程小于其最大可行驶路程D,每辆车的配送客户数量小于需要配送的总客户数量L,每个客户都要被配送,且每个客户只能被配送一次;

2)编码:用数字1表示配送中心,2,3,4,…,L+1表示各客户点,则配送路径编码为(1,2,

3,4,1,5,6,7,1,8,…,L+1,1),其中1的数量为K+1,(1,2,3,4,1)表示第一辆车的配送路径为第1个客户点到第2个客户点,再到第3个客户点,以此类推;

3)通过xs=(1,2,3,4,1,5,6,7,1,8,…,L+1,1)表示配送方案,其中xsj,j=1,2,...,L+K+1表示xs的第j维元素;

4)种群初始化,生成NP个初始配送方案,过程如下:

4.1)从K辆车中随机选择K/2辆,然后对其在xs中对应的配送顺序进行随机排序,从而生成一种新的配送方案;

4.2)检查4.1)中产生的方案是否与已有方案相同,若相同,则重新执行步骤4.1),直至产生与已有方案不同的方案为止;

4.3)判断4.2)中产生的方案是否满足步骤1)中的约束条件,若满足,则记为一个初始个体xm;若不满足,重新执行步骤4.1)‑4.2),直至产生一个满足约束条件的个体为止;

4.4)若产生满足条件的个体数量达到NP,则组建初始种群P={x1,x2,...,xNP},其中NP为种群规模,种群P中的每一个个体xm均表示一种配送方案;否则执行步骤4.1)‑4.3),直到满足条件的个体数量达到NP;

5)计算当前种群中每两个不同个体之间的欧氏距离,并计算平均值dave;

6)对当前种群中的每个个体xm进行分区,过程如下:

6.1)如果个体xm不属于任何分区,则计算它与其它也没有分区的所有个体之间的欧氏距离;

6.2)比较步骤6.1)中计算的各距离与dave之间的大小,若距离小于dave,则将对应的个体归为xm的分区;

6.3)重复执行步骤6.1)‑6.2),直到所有个体都有分区为止,并将分区数量记为Z;

7)对当前种群中的每一个目标个体xm,m=1,2,...,NP进行如下操作:

7.1)若xm所在的分区中个体的数量大于2,则从此分区中随机选择一个与自己不同的个体xa;

7.2)从其它Z‑1个分区中随机选择一个分区,并从被选中的分区中随机选择一个个体xb;

7.3)从其它Z‑2个分区中随机选择一个分区,并从被选中的分区中随机选择一个个体xc;

7.4)对个体xm中不为1的元素xmj进行变异生成第一个变异个体其中F为步长因子, 表示目标个体xm的第一个变异个体 的第j维元素,xaj、xbj和xcj分别表示种群个体xa、xb和xc的第j维元素,且xaj、xbj和xcj均不等于1;

7.5)根据式(1)计算所有个体的目标函数值,并根据目标函数值从个体数量最多的分Zbest

区中选取目标函数值最小的个体x :Zbest

7.6)从除了x 所在的分区以外的Z‑1个分区中随机选择一个分区,并从其中随机选取一个个体xd;

7.7)从除了步骤7.5)和7.6)所选的分区以外的Z‑2个分区中随机选择一个分区,并从其中随机选取一个个体xe;

7.8)对个体xm中不为1的元素xmj进行变异生成第二个变异个体其中, 表示目标个体xm的第二个变异个体 的第j维元素,xdj、xej和 分别表示种Zbest

群个体xd、xe和x 的第j维元素,且xdj、xej和 均不等于1;

8)对变异个体 和目标个体xm进行交叉,过程如下:

8.1)生成测试个体

其中 表示第t个测试个体 的第j维元素, 表示第t个变异个体 的第j维元素,rand(0,1)表示0到1之间的随机数,CR表示交叉概率,jrand表示1到L+K+1之间的随机整数;

8.2)如果测试个体 的各维元素中除了1以外的元素有小于1或者大于L+1的元素,则从2到L+1之间随机生成一个整字进行替换,直到所有除了1以外的元素均在2和L+1之间为止;

8.3)如果测试个体 的各维元素中除了1以外的元素有相同的元素,则从2到L+1之间随机生成一个与其他元素不同的整数进行替换,直到除了1以外的元素互不同为止;

9)根据公式(1)分别计算测试个体 和 所对应的路线的目标函数值,选择目标函数值较小的测试个体记为Utrial;

10)如果Utrial的目标函数值小于目标个体xm的目标函数值,且Utrial满足步骤1)中的约束条件,则Utrial替换目标个体xm;

11)对种群中的每个个体都执行完步骤7)‑10)以后,迭代次数g=g+1;

12)如果满足终止条件,则继续步骤13),否则返回步骤5);

选出当前种群中目标函数值最小的个体进行解码,其中第1个1和第2个1之间的数字表示第1辆车的配送路线,第2个1和第3个1之间的数字表示第2辆车的配送路线,以此类推,则第K个1个第K+1个1之间的数字表示第K辆车的配送路线,其中1与1之间的数字表示配送点,

1表示配送中心。

2.如权利要求1所述的一种基于区域性多策略的物流配送路径规划方法,其特征在于:所述步骤12)中,终止条件为迭代次数g达到预设最大迭代次数gmax。