【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及物流配送路徑優(yōu)化，特別是一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前物流市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和顧客對(duì)服務(wù)要求的多樣化，使得現(xiàn)代物流配送流程更加復(fù)雜，對(duì)物流配送系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變化的環(huán)境及時(shí)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃提出了更高的要求。快遞企業(yè)對(duì)訂單完成目標(biāo)存在較大差異，面對(duì)不同訂單時(shí)需要在成本、行駛路程、行駛時(shí)間及碳排放多個(gè)目標(biāo)最優(yōu)之間做出選擇，目前的研究主要集中在時(shí)變路網(wǎng)和碳排放路徑優(yōu)化，但對(duì)于基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快遞末端配送路徑?jīng)Q策優(yōu)化問(wèn)題的研究較少。
2、作為直接對(duì)接顧客的末端配送不僅是整個(gè)快遞配送成本最高的環(huán)節(jié)，也是影響顧客滿意度最重要的環(huán)節(jié)。由于末端配送訂單量大、配送情況復(fù)雜并且受到寄件服務(wù)時(shí)間窗限制的影響，傳統(tǒng)的歐氏距離聚類(lèi)算法與實(shí)際地理情況存在偏差。在大多數(shù)路徑優(yōu)化研究中，道路數(shù)據(jù)多為仿真數(shù)據(jù)或固定的數(shù)據(jù)，很少采用真實(shí)路況信息，因此，亟需一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法及系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)考慮中轉(zhuǎn)站-快遞網(wǎng)點(diǎn)和快遞網(wǎng)點(diǎn)-客戶兩階段路徑優(yōu)化問(wèn)題，在第一階段中考慮車(chē)輛載重和最大行駛里程約束，建立考慮配送成本、配送行駛路程、最長(zhǎng)行駛時(shí)間和碳排放的四個(gè)目標(biāo)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，設(shè)計(jì)基于大規(guī)模鄰域搜索算法的改進(jìn)遺傳算法求解程序，對(duì)不同目標(biāo)下的最優(yōu)配送路徑進(jìn)行行駛路線可視化和優(yōu)化方案對(duì)比分析，為企業(yè)面對(duì)變
2、術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)?/p>
3、1、地圖api：是為開(kāi)發(fā)者提供的一套基于地圖服務(wù)的應(yīng)用接口，包括javascriptapi、web服務(wù)api、android?sdk、iossdk、定位sdk、車(chē)聯(lián)網(wǎng)api、lbs云等多種開(kāi)發(fā)工具與服務(wù)，提供基本地圖展現(xiàn)、搜索、定位、逆/地理編碼、路線規(guī)劃、lbs云存儲(chǔ)與檢索等功能，適用于pc端、移動(dòng)端、服務(wù)器等多種設(shè)備，多種操作系統(tǒng)下的地圖應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
4、2、傳統(tǒng)遺傳算法：是一種模擬自然選擇和遺傳學(xué)原理的優(yōu)化算法，通過(guò)維護(hù)一個(gè)種群的個(gè)體(潛在解)，并利用適應(yīng)度評(píng)估、選擇、交叉和變異等操作逐步進(jìn)化，以尋求問(wèn)題的最優(yōu)解。
5、3、選擇操作：根據(jù)適應(yīng)度選擇個(gè)體進(jìn)行繁殖，常用的選擇策略包括輪盤(pán)賭選擇、錦標(biāo)賽選擇等。選擇的目的是保留優(yōu)秀的個(gè)體，增加它們?cè)谙乱淮械某霈F(xiàn)概率。
6、4、交叉操作：交叉是模擬遺傳學(xué)中的基因重組，通常涉及兩個(gè)或多個(gè)父代個(gè)體，通過(guò)交換部分基因產(chǎn)生新個(gè)體，以探索新的解空間。
7、5、變異操作：變異是隨機(jī)改變個(gè)體基因的一部分，增加種群的多樣性，防止算法陷入局部最優(yōu)。
8、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：
9、一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，包括：
10、步驟一：利用地圖api獲取實(shí)時(shí)行駛距離、時(shí)間并收集客戶的需求信息；所述需求信息包括中轉(zhuǎn)站、快遞網(wǎng)點(diǎn)和各個(gè)客戶需求點(diǎn)的位置坐標(biāo)、配送量、寄件量、規(guī)定時(shí)間窗、可接受時(shí)間窗；
11、步驟二：中轉(zhuǎn)站-快遞網(wǎng)點(diǎn)的階段：建立配送成本最低、配送行駛路程最短、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少和碳排放量最小為目標(biāo)的四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，確定約束條件；基于大規(guī)模鄰域搜索算法的改進(jìn)遺傳算法求解最優(yōu)路徑模型，對(duì)不同目標(biāo)下的最優(yōu)配送路徑進(jìn)行行駛路線可視化和優(yōu)化方案對(duì)比分析，為企業(yè)面對(duì)變化的環(huán)境，充分考慮路況和訂單的差異做出最優(yōu)的路徑優(yōu)化決策；
12、步驟三：快遞網(wǎng)點(diǎn)-客戶的階段：利用地圖api改進(jìn)k-means聚類(lèi)結(jié)果，以寄件時(shí)間窗函數(shù)構(gòu)建顧客滿意度最高為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，確定約束條件，基于模擬退火算法求解最優(yōu)路徑模型，確定最優(yōu)路徑。
13、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)選的，步驟一的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：利用地圖api獲取實(shí)時(shí)路況信息對(duì)中轉(zhuǎn)站-快遞網(wǎng)點(diǎn)路徑優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行建模求解；對(duì)中轉(zhuǎn)站和各快遞網(wǎng)點(diǎn)之間的行駛距離、行駛時(shí)間、可視化行駛路線進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用。具體包括：
14、配送路網(wǎng)中任意兩點(diǎn)之間存在多條路況不同的路徑，同一路徑上車(chē)輛的行駛速度隨所在通行時(shí)段的不同而不同，地圖api根據(jù)交通大數(shù)據(jù)得到出發(fā)時(shí)刻未來(lái)一段時(shí)間的道路數(shù)據(jù)；通過(guò)地圖api的批量算路功能，根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)批量計(jì)算路線距離和耗時(shí)。同時(shí)在計(jì)算過(guò)程中考慮實(shí)時(shí)路況。
15、地圖api根據(jù)起終點(diǎn)坐標(biāo)檢索符合條件的駕車(chē)、騎行(自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē))路線規(guī)劃方案。結(jié)合多途經(jīng)點(diǎn)路線規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)配送路線可視化。
16、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)選的，步驟二中，建立配送成本最低、配送行駛路程最短、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少和碳排放量最小為目標(biāo)的四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，確定約束條件；包括：
17、四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型包括配送成本最低目標(biāo)函數(shù)、配送行駛路程最短目標(biāo)函數(shù)、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少目標(biāo)函數(shù)和碳排放量最小目標(biāo)函數(shù)；所述配送成本包括配送車(chē)輛的固定成本、載重相關(guān)的車(chē)輛行駛耗油成本、配送人員工資；
18、所述配送車(chē)輛的固定成本的計(jì)算公式為：
19、c1＝nc1；
20、其中，n表示車(chē)輛數(shù)量，c1表示單位固定成本；
21、所述載重相關(guān)的車(chē)輛行駛耗油成本的計(jì)算公式為：
22、碳排放量同樣與燃油消耗量有關(guān)，考慮到燃油消耗量與車(chē)輛載重、車(chē)輛行駛距離相關(guān)，此處引入車(chē)輛空載和滿載時(shí)的燃料消耗率，通過(guò)滿載率來(lái)計(jì)算不同載重情況下的燃油消耗率即
23、
24、其中，節(jié)點(diǎn)集d＝{di|i＝1,2,…,n}，當(dāng)i為0時(shí)，表示中轉(zhuǎn)站，1到n表示區(qū)域內(nèi)有n個(gè)快遞網(wǎng)點(diǎn)；車(chē)輛集k＝{ki|i＝1,2,…,l}，表示中轉(zhuǎn)站共擁有l(wèi)輛車(chē)；lij表示點(diǎn)i到j(luò)之間的距離；wijk表示車(chē)輛k從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j車(chē)輛載重；q表示車(chē)輛最大載重；c2表示油價(jià)；ρ0表示車(chē)輛空載時(shí)燃料消耗率；ρ*表示車(chē)輛滿載時(shí)燃料消耗率；xijk為0-1整數(shù)規(guī)劃，表示車(chē)輛k是否經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)i和j；
25、所述配送人員工資的計(jì)算公式為：
26、
27、其中，tij表示從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j行駛所需時(shí)間；t表示單個(gè)向快遞網(wǎng)點(diǎn)裝貨和卸貨需要的服務(wù)時(shí)間；c3表示配送司機(jī)平均每小時(shí)工資；
28、配送成本最低目標(biāo)函數(shù)為：
29、
30、配送行駛路程最短目標(biāo)函數(shù)為：
31、
32、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少目標(biāo)函數(shù)為：
33、
34、碳排放量最小目標(biāo)函數(shù)為：
35、
36、其中，γ表示燃料燃燒生成二氧化碳的轉(zhuǎn)換率；
37、四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型的約束條件如下：
38、車(chē)輛載重約束；
39、車(chē)輛最大行程約束；
40、n≤l，n≥0，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟一的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：利用地圖API獲取實(shí)時(shí)路況信息對(duì)中轉(zhuǎn)站-快遞網(wǎng)點(diǎn)路徑優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行建模求解；對(duì)中轉(zhuǎn)站和各快遞網(wǎng)點(diǎn)之間的行駛距離、行駛時(shí)間、可視化行駛路線進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟二中，建立配送成本最低、配送行駛路程最短、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少和碳排放量最小為目標(biāo)的四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，確定約束條件；包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，基于改進(jìn)遺傳算法求解最優(yōu)路徑優(yōu)化模型，確定最優(yōu)的車(chē)輛配送路徑；包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟三中，利用地圖API改進(jìn)K-means聚類(lèi)結(jié)果，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，利用地圖API改進(jìn)K-means聚類(lèi)結(jié)果，基于模擬退火算法求解最優(yōu)路徑模型，確定最優(yōu)路徑；包括：
8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法的步驟。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一所述的一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法的步驟。
10.一種基于地圖API實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟一的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：利用地圖api獲取實(shí)時(shí)路況信息對(duì)中轉(zhuǎn)站-快遞網(wǎng)點(diǎn)路徑優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行建模求解；對(duì)中轉(zhuǎn)站和各快遞網(wǎng)點(diǎn)之間的行駛距離、行駛時(shí)間、可視化行駛路線進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟二中，建立配送成本最低、配送行駛路程最短、最長(zhǎng)行駛時(shí)間最少和碳排放量最小為目標(biāo)的四個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，確定約束條件；包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，基于改進(jìn)遺傳算法求解最優(yōu)路徑優(yōu)化模型，確定最優(yōu)的車(chē)輛配送路徑；包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于地圖api實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快遞末端兩階段配送路徑優(yōu)化方法，其特征在于，步驟三中，利用地圖api改進(jìn)k-means...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李美燕，王夢(mèng)影，種家欣，高芹，宋雯箐，邱海娜，殷樂(lè)成，袁艷華，趙萍萍，陳飛翔，金孜揚(yáng)，趙賽楠，苗潤(rùn)，韓杰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：山東科技大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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