一种甩挂运输的任务分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种甩挂运输的任务分配方法，其特征是包括：1.针对甩挂运输任务分配问题建立模型2、利用建立的甩挂运输任务分配模型计算甩挂车辆完成任务获得的收益3、对甩挂运输任务分配问题模型的进行编码，并利用贪婪算法生成初始种群4、利用遗传算法对初始种群优化，获得最优解5、以上述最优解的方案对应的方案作为甩挂运输任务分配问题的最优方案。本发明专利技术从计算任务收益的角度给出甩挂运输中任务分配的具体方案，能够对甩挂运输中的任务分配问题给出合理化的决策，快速给出甩挂运输中任务分配的方案，提高制定任务分配方案的效率，使方案更加合理和准确。

【技术实现步骤摘要】
一种甩挂运输的任务分配方法
本专利技术涉及一种甩挂运输任务分配方法，属于组合优化领域。
技术介绍
甩挂运输是指利用牵引车拖带一个或多个集装箱挂车或半挂车，并允许在指定甩挂地点进行卸挂、拖带等操作的一种物流配送运输组织形式。其中牵引车自身具有动力和负载，可以独立完成物流配送任务，而挂车或半挂车自身没有动力，仅仅具备负载的能力，只能依靠牵引车的拖带完成物流配送任务。与传统的物流配送方式相比，甩挂运输利用其牵引车和挂车可以任意地进行拖带和分离的特点，使物流运输过程中的装卸和运输过程可以同时进行，实现了并行化。因此，甩挂运输这一新型的配送方式，具有运输效率高，单位成本低、周转速度快等特点。目前，国内外对于集装箱定挂运输问题的相关研究较多，但专门研究甩挂运输调度问题相对较少；同时对于甩挂运输调度问题的研究主要仍是以确定性、静态环境下的路径规划及运输模式的设计为主，对于动态和不确定性环境下的相关研究则相对较少。而动态调度的核心任务之一就是要能够实现对各类调度需求的快速、实时响应，形成可操作的调度任务并根据调度系统中可利用的调度资源，对调度任务进行自动选择、自动排序和动态分配。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种甩挂运输的任务分配方法，以期能从给出最大的收益的角度将运输任务合理分配，进而对甩挂运输中的任务分配问题给出合理化的决策，并快速给出甩挂运输中任务分配的方案，从而提高制定任务分配方案的效率，使方案更加合理和准确。本专利技术为解决技术问题采用了如下技术方案：本专利技术一种甩挂运输的任务分配方法的特点是应用于由牵引车、挂车、车场站点、甩挂点和任务节点组成的配送网络中；将所述配送网络记为有向图V(S,R,E)；S表示由所述车场站点和甩挂点组成的点集；R表示任务节点集合；E＝{<i,j>|i,j∈S∪R}表示点集S和任务节点集合R中任意第i个节点和第j个节点之间的运输路径集合；将所述牵引车记为K＝{K1,K2,…,Kk,…,kn}；1≤k≤n；Kk表示第k个牵引车；将所述挂车记为G＝{G1,G2,…,Gg,…,Gm}；1≤g≤G；Gg表示第g个挂车；所述甩挂运输的任务分配方法是按如下步骤进行：步骤1、建立甩挂运输任务分配模型；步骤2、对所述甩挂运输任务分配模型的进行编码并利用贪婪算法生成初始种群；步骤3、利用遗传算法对所述甩挂运输任务分配模型进行优化，从而获得最优解；步骤4、以所述最优解所对应的方案作为所述甩挂运输任务分配问题的最优方案。本专利技术所述的甩挂运输任务分配方法的特点也在于，所述步骤1中的甩挂运输任务分配模型为：目标函数：约束条件：ej≤atj≤lj(10)tij+ati+wti+sti-(1-xijk)T≤atj(11)xijk,yijg,hkg,zj∈{0,1}(14)式(1)表示完成任务所获得的最大收益；当zj＝1时，表示完成第j个节点的配送任务，当zj＝0时，表示没有完成第j个节点的配送任务；wj表示完成第j个节点配送任务所获得的报酬；pj表示主动取消第j个节点配送任务时所需支付的惩罚成本；bijk表示第k个牵引车Kk在运输路径＜i,j＞上的配送成本；当xijk＝1时，表示第k个牵引车Kk经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞，当xijk＝0，第k个牵引车Kk不经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞；当yijg＝1时，表示第g个挂车Gg经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞，当yijg＝0时，表示第g个挂车Gg不经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞；cijg第g个挂车Gg在运输路径＜i,j＞上的配送成本；当hkg＝1时，表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg，当hkg＝0时，表示第k个牵引车Kk没有拖挂第g个挂车Gg；式(2)表示第k个牵引车Kk的站点约束，u表示在运输路径＜i,j＞上所需牵引车的车辆总数；式(3)表示第g个挂车Gg的站点约束，v表示在运输路径＜i,j＞上所需挂车的车辆总数；式(4)和式(5)表示第k个牵引车Kk的访问唯一性约束；式(6)和式(7)表示第g个挂车Gg的访问唯一性约束；式(8)表示在第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg进入第i个节点时的容积约束；表示第k个牵引车Kk进入第j个节点前在运输路径＜i,j＞上所需的容载量；Qk表示所述第k个牵引车Kk的容载量；Qg表示第g个挂车Gg的容载量；式(9)表示在第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg完成第i个节点时的容积约束；表示第k个牵引车Kk离开第j个节点后在运输路径＜i,j＞上所需的容载量；式(10)表示第j个节点的时间约束；ej表示第j个节点的配送任务最早能进行配送的时间；atj表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg到达第j个节点的配送时间；lj表示第j个节点的配送任务最晚能进行配送的时间；式(11)表示第i个节点和第j个节点的时间约束，tij表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg在运输路径＜i,j＞上的行驶时间；ati表示表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg到达第i个节点的配送时间；wti表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg在第i个节点的等待时间；sti表示第k个牵引车Kk拖挂第g个挂车Gg在第i个节点所花费的配送时间；T表示为一个足够大的整数；式(12)表示第k个牵引车Kk在配送网络V中的次回路约束；P表示第k个牵引车Kk在配送网络V中访问过的节点；|P|≥2；式(13)表示第g个挂车Gg在配送网络V中的次回路约束；式(14)表示决策变量的取值范围。所述步骤2按如下步骤进行：步骤2.1、对所述配送网络V中的所有节点进行编号，记为1,2,3,…,N；步骤2.2、定义染色体的个数为ε，并初始化ε＝1；步骤2.3、从车场站点和甩挂站点组成的点集S中随机选取第σ个节点作为起始点；初始化σ＝1，并形成第ε个染色体的第σ个基因；步骤2.4从第σ个节点分别到剩下的N-σ个节点中选择目标函数值最大的节点作为第σ+1个节点，并形成第ε个染色体的第σ+1个基因；步骤2.5、将σ+1赋值给σ，并重复步骤2.4，直至N＝σ为止，从而得到第ε个染色体的N个基因；步骤2.6、将ε+1赋值给ε，并重复步骤2.3至步骤2.5，直至形成有E个染色体组成的初始种群为止。所述步骤3中是按如下步骤进行：步骤3.1、将所述初始种群记为POP(t)，并初始化t＝1；步骤3.2、分别计算第t代种群POP(t)中E个染色体的目标函数，并将E个目标函数中的最小值记为步骤3.3、定义变量ε，并初始化ε＝1；步骤3.4、利用式(15)获得第t代种群POP(t)中第ε个染色体popε(t)的适应函数式(15)中，F表示目标函数；步骤3.5、利用式(16)获得第t代种群POP(t)中第ε个染色体popε(t)的概率步骤3.6、利用式(17)计算出第t代种群POP(t)中第ε个染色体popε(t)的累积概率步骤3.7、利用轮盘赌的方法从第t代种群POP(t)中选择出E个染色体，从而产生第t+1代种群POP(t+1)；步骤3.8、对第t+1代种群CrossPOP(t+1)中的染色体进行两两单点交叉操作；从而形成第t+1代交叉种群CrossPOP(t+1)；步骤3.9、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甩挂运输的任务分配方法，其特征是应用于由牵引车、挂车、车场站点、甩挂点和任务节点组成的配送网络中；将所述配送网络记为有向图V(S,R,E)；S表示由所述车场站点和甩挂点组成的点集；R表示任务节点集合；E＝{<i,j>|i,j S∪R}表示点集S和任务节点集合R中任意第i个节点和第j个节点之间的运输路径集合；将所述牵引车记为K＝{K1,K2,…,Kk,…,kn}；1≤k≤n；Kk表示第k个牵引车；将所述挂车记为G＝{G1,G2,…,Gg,…,Gm}；1≤g≤G；Gg表示第g个挂车；所述甩挂运输的任务分配方法是按如下步骤进行：步骤1、建立甩挂运输任务分配模型；步骤2、对所述甩挂运输任务分配模型的进行编码并利用贪婪算法生成初始种群；步骤3、利用遗传算法对所述甩挂运输任务分配模型进行优化，从而获得最优解；步骤4、以所述最优解所对应的方案作为所述甩挂运输任务分配问题的最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种甩挂运输的任务分配方法，其特征是应用于由牵引车、挂车、车场站点、甩挂点和任务节点组成的配送网络中；将所述配送网络记为有向图V(S,R,E)；S表示由所述车场站点和甩挂点组成的点集；R表示任务节点集合；E＝{<i,j>|i,j∈S∪R}表示点集S和任务节点集合R中任意第i个节点和第j个节点之间的运输路径集合；将所述牵引车记为K＝{K1,K2,…,Kk,…,kn}；1≤k≤n；Kk表示第k个牵引车；将所述挂车记为G＝{G1,G2,…,Gg,…,Gm}；1≤g≤G；Gg表示第g个挂车；所述甩挂运输的任务分配方法是按如下步骤进行：步骤1、建立甩挂运输任务分配模型；目标函数：约束条件：ej≤atj≤lj(10)tij+ati+wti+sti-(1-xijk)T≤atj(11)xijk,yijg,hkg,zj∈{0,1}(14)式(1)表示完成任务所获得的最大收益；当zj＝1时，表示完成第j个节点的配送任务，当zj＝0时，表示没有完成第j个节点的配送任务；wj表示完成第j个节点配送任务所获得的报酬；pj表示主动取消第j个节点配送任务时所需支付的惩罚成本；bijk表示第k个牵引车Kk在运输路径＜i,j＞上的配送成本；当xijk＝1时，表示第k个牵引车Kk经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞，当xijk＝0，第k个牵引车Kk不经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞；当yijg＝1时，表示第g个挂车Gg经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输路径＜i,j＞，当yijg＝0时，表示第g个挂车Gg不经过所述第i个节点到所述第j个节点之间的运输...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华伟，陶蕾，胡笑旋，罗贺，靳鹏，夏维，郝明治，胡明明，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34