路径规划方法和路径规划装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种路径规划方法和路径规划装置。该方法在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入配送路线中的至少一个第一类站点中的各个第一类站点分别与车场构成第一临时配送路线，选择满足第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入配送路线中的至少一个第二类站点中的各个第二类站点分别与车场构成第二临时配送路线，选择行驶时间最短的第二临时配送路线作为第一路线。

Path planning method and path planning device

The invention provides a path planning method and a path planning device. The method of distribution route planning of vehicle in the path contains a depot and multiple sites in the multiple sites, including the first class site is limited to the Business Hours section and Business Hours section without the restriction of the second site, features of the path planning method is as follows: the first step will be waiting for the route, add each delivery route at least one of the first site in the first class and the depot site respectively constitute the first temporary distribution route choice to meet the time period of the first kind of site restrictions and the shortest time of the first temporary delivery route as the first line, in the absence of the site meet the first time limit first temporary distribution the route condition, will be waiting to join the distribution route of at least one of the second sites in each of the second sites respectively and form second with temporary parking Delivery route, select the shortest travel time of second temporary distribution routes as the first route.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物流配送中的车辆的路径规划方法和路径规划装置，尤其涉及考虑了客户站点的时间段限制(以下也存在称为“时间限制”的情况)的路径规划方法和路径规划装置。
技术介绍
在现有技术中，在自动取款机现金配送、自动售货机货物配送、加油站油料配送和垃圾回收等行业中，配送车辆从车场(也称为“配送中心”)出发后，通常沿一定的行驶路径(也称为“行驶路线”)经过多个客户(对应于本专利技术中的“站点”)后返回车场。一辆车通常负责一条行驶路径上的所有站点的配送。在规划上述行驶路径时，通常在满足一定的限制条件(如路线行驶时间限制、车辆载货量、站点所需货物的需求量、时间窗限制等)的情况下，尽量使车辆的行驶路径最短、费用最小、时间最少、配送所用的车辆最少等。图1是表示单车场多站点的车辆路径规划的示意图。在图1中，记载了1个车场、10个站点和4辆配送用车辆。其中，黑心圆圈(●)表示车场，空心圆圈(○)表示站点，车辆标记表示配送用车辆，包括“0”的黑心圆圈也表示车场，空心圆圈中的各个数字1～10表示不同的站点。如图1所示，通过进行车辆的路径规划，由一辆车负责车场→站点6→站点5→站点7→车场这一行驶路径的配送；由第二辆车负责车场→站点1→站点3→站点2→站点4→车场这一行驶路径的配送；由第三辆车负责车场→站点8→站点9→站点10→车场这一行驶路径的配送。在实际的单车场多站点的车辆路径中，除了上述路线时间限制、车辆载货量、站点需求量等限制，部分客户站点还对具体的服务时间(即，配送时间)有要求，比如一些客户(即，客户站点)要求车辆必须在早晨9:00-10:00之间到达，还有一些客户要求车辆必须在早晨8:30-10:00到达。针对客户站点对具体的服务时间有要求的问题，专利文献CN103699982A提出了一种带软时间窗口的物流配送控制方法，该专利首先建立优化调度模型，以运输费用成本最低建立目标函数，然后利用启发式算法规划路径。专利文献CN104036379A提出了一种求解带硬时间窗时变关联物流运输车辆路径问题的方法，该专利文献首先建立具有硬时间窗约束的时变关联物流运输车辆路径问题的数学模型，然后设计一种禁忌搜索算法对问题进行求解。
技术实现思路
在专利文献CN103699982A中，从内容来看，不要求车辆必须在客户规定时间段内到达，如果车辆没有在规定的时间段内到达，则给予此路径的方案一个惩罚值，以减少该方案被选的可能性。但是在实际的运营过程中，如果车辆不能在客户要求的时间段内到达，则会影响客户的正常运行。例如就银行现金配送而言，如果配送公司不能及时给银行配钞，则会影响现金的存取。专利文献CN104036379A的专利技术尽管能够满足客户站点的时间要求，但仍存在如下问题。第一，该专利技术需要设置很多可变参数比如最大迭代次数，禁忌表的大小，怎样得到初始路线，怎样设置禁忌对象和怎样获得邻域解等。这就意味着为了得到较好的解决方案，每次随着应用场景的改变，这些参数都需要变化，而且对于没有专业背景的人来说，调节这些参数基本是不可能完成的事情，这些因素就大大降低了算法的普适性。第二，在配送过程中，如果配送车辆抵达当前客户的时刻早于客户要求的最早时间窗时刻，那么车辆需要等待，等待时间为当前客户的时间窗的时刻与该台车抵达客户的时刻之差。如果这种情况发生，而且等待时间特别长，这就意味着该配送车辆需要找到一个地方停车等待，但是在一些城市特别是一些大城市，在停车高峰期，很难找到一个地方停车，即使能够找到停车的地方，有些时候也需要交纳停车费用，这样不仅提高了配送成本，而且还会增加车辆的无效运行时间。第三，如果不设置等待时间，该方法可能会陷入不收敛状态即得不到满足所有客户站点时间限制的配送方案。针对上述问题，本专利技术提供一种不需要设置复杂的参数，便于使用，并且考虑了客户站点的时间段限制的路径规划方法和路径规划装置。本专利技术的一个方面的路径规划方法，在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别与所述车场构成第一临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别与所述车场构成第二临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第二临时配送路线作为所述第一路线。本专利技术的第二方面的路径规划方法是，在第一方面的路径规划方法中，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于所述第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第三临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第三临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第三临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第四临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为所述第二路线。本专利技术的第三方面的路径规划方法是，在第一方面的路径规划方法中，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第三临时配送路线(其中，“所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后”是指加入第一类站点的位置，具体而言，包括三种位置，即，最后一个所述第一类站点与第二类站点之间、各个第二类站点彼此之间、以及第二类站点与车场之间。)，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第三临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第三临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第四临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为所述第二路线。本专利技术的第四方面的路径规划方法，在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个由2个所述第一类站点构成的站点对中的各个站点对分别与所述车场构成第一临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且节约值最大的所述第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个由1个所述第一类站点和1个所述第二类站点构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路径规划方法，在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别与所述车场构成第一临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个所述第二类站点分别与所述车场构成第二临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第二临时配送路线作为所述第一路线。

【技术特征摘要】
1.一种路径规划方法，在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别与所述车场构成第一临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个所述第二类站点分别与所述车场构成第二临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第二临时配送路线作为所述第一路线。2.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于所述第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第三临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第三临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第三临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第四临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为所述第二路线。3.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第三临时配送路线，选择满足所
\t述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第三临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第三临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第四临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为所述第二路线。4.一种路径规划方法，在包含一个车场和多个站点的路径中规划车辆的配送路线，该多个站点包括对服务时间段有限制的第一类站点和对服务时间段没有限制的第二类站点，该路径规划方法的特征在于，包括：第一路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个由2个所述第一类站点构成的站点对中的各个站点对分别与所述车场构成第一临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且节约值最大的所述第一临时配送路线作为第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第一临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个由1个所述第一类站点和1个所述第二类站点构成的站点对中的各个站点对分别与所述车场构成第二临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且节约值最大的所述第二临时配送路线作为所述第一路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第二临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个由2个所述第二类站点构成的站点对中的各个站点对分别与所述车场构成第三临时配送路线，选择节约值最大的所述第三临时配送路线作为所述第一路线，其中，所述节约值是对所述站点对中的2个站点分别配送时总共所需的时间与对所述站点对中的2个站点一起配送时总共所需的时间之差。5.如权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述
\t第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于所述第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第四临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第四临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线的末尾或基于所述第一路线生成的临时配送路线的末尾构成第五临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第五临时配送路线作为所述第二路线。6.如权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，包括：第二路线生成步骤，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第一类站点中的各个所述第一类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第四临时配送路线，选择满足所述第一类站点的时间段限制且行驶时间最短的所述第四临时配送路线作为第二路线，在不存在满足所述第一类站点的时间段限制的第四临时配送路线的情况下，将等待加入所述配送路线中的至少一个所述第二类站点中的各个第二类站点分别加入所述第一路线中的最后一个所述第一类站点之后或基于所述第一路线生成的临时配送路线中的最后一个所述第一类站点之后构成第五临时配送路线，选择行驶时间最短的所述第五临时配送路线作为所述第二路线。7.如权利要求1～6中任一项所述的路径规划方法，其特征在于，包括：行驶时间取得步骤，在所述第一路线生成步骤之前，取得在所述车场与各个所述站点之间以及该多个站点彼此之间的行驶时间，该行驶时间用于计算所述配送路线的行驶时间。8.如权利要求1～6中任一项所述的路径规划方法，其特征在于，包括：第三路线生成步骤，在所述第二路线生成步骤之后，仅存在等待加入配送路线中的所述第一类站点的情况下，在满足所述第一类站点的时间段限制的前提下选择一个或多个所述第一类站点与所述车场构成第三路线。9.如权利要求1～6中任一项所述的路径规划方法，其特征在于：所述第一路线和所述第二路线的行驶时间小于预先设定的行驶时间限制值。10.如权利要求8所述的路径规划方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：成斌，张磊，姜可，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP