一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，属于车辆的绿色物流领域，包括，以总利润最大为目标建立目标函数；对目标函数进行约束；确定回收产品的定价规则；确定客户、车辆的路径规划问题；生成初始种群；将F只个体分配到m个族群中；对m个族群内部优化；对个体进行混合重洗；完成一次个体的迭代，迭代次数为g；判断迭代次数g是否达到最大迭代次数G；输出适应度最大的个体Pg，及其适应度f(P

A profit maximization integrated vehicle path planning method

【技术实现步骤摘要】
一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法
本专利技术涉及车辆的绿色物流领域，具体涉及一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法。
技术介绍
国内经济已经从高速发展向高质量方向发展转变，实施绿色制造正是实现高质量发展的必然要求，而做好废旧品的回收以及再利用是绿色发展道路上十分重要的一环，产品的配送与回收属于典型的集配一体化车辆路径问题(VehicleRoutingProblemwithSimultaneousPickupandDelivery，VRPSPD)，车辆在配送产品的同时，进行废旧品的回收，可以有效提高车辆利用效率、降低运作成本，实现绿色物流。公开号为CN107766994A公开了一种共享自行车调度方法和调度系统，该调度方法和调度系统针对共享自行车调度问题建立VRPSPD模型，并通过混合变邻域离散粒子群算法求解模型得到最优调度方案；由于本专利技术建立的VRPSPD模型整合了图论理论和混合整数规划理论，同时结合VRPSPD模型和m-TSP模型建立，因此更加全面；且采用的混合变邻域离散粒子群算法结合了离散粒子群收敛快、精度高的能力和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，包括：/n步骤1，以产品配送与回收的总利润最大为目标建立目标函数，并对目标函数进行约束；/n步骤2，确定客户、车辆的路径规划问题，分别对每辆车进行客户分配，由客户的分配顺序组成车辆的基因链，车辆的基因链共同组成一只个体；/n步骤3，多只个体组成了初始种群p，并确定种群数量规模F，族群数m，其中m<F，每个族群内的局部搜索次数n，种群最大迭代次数G，生成F只个体；/n步骤4，对F只个体进行分配，计算每个个体对于步骤(1)目标函数的总利润；所述的利润值为每个个体对于目标函数的适应度f；按照适应度降序排列分别将F只个体分配到m个族群中...

【技术特征摘要】
1.一种利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，包括：
步骤1，以产品配送与回收的总利润最大为目标建立目标函数，并对目标函数进行约束；
步骤2，确定客户、车辆的路径规划问题，分别对每辆车进行客户分配，由客户的分配顺序组成车辆的基因链，车辆的基因链共同组成一只个体；
步骤3，多只个体组成了初始种群p，并确定种群数量规模F，族群数m，其中m<F，每个族群内的局部搜索次数n，种群最大迭代次数G，生成F只个体；
步骤4，对F只个体进行分配，计算每个个体对于步骤(1)目标函数的总利润；所述的利润值为每个个体对于目标函数的适应度f；按照适应度降序排列分别将F只个体分配到m个族群中，使每个族群包含n只个体；
步骤5，对m个族群内部个体进行n次信息交流、进化，对适应度值最大的个体进行n次优化，完成一次个体的迭代；
步骤6，对F只个体进行混合重洗，返回执行步骤4～5，完成g次个体的迭代，迭代统计次数为g＝g+1；判断迭代次数g是否达到最大迭代次数G；如果达到，则继续执行步骤7；否则返回执行步骤4；
步骤7，输出适应度最大的个体Pg，及其适应度f(Pg)；按照适应度最大的个体Pg中各车辆的基因链，安排具体车辆的配送服务路线。


2.根据权利要求1所述的利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，步骤1中，所述的目标函数为公式(1)所示：



公式(1)中，∑i∈V∑j∈V∑k∈KXijkrjPj部分为销售产品的总收益；∑i∈V∑j∈v∑k∈KXijkYijkr′jP′j部分为废旧品回收总成本；∑i∈V∑j∈v∑k∈KXijkYijkr′j(P2j-zj)为废旧品再制造收益；∑i∈V∑j∈V∑k∈KXijkYijkr′jsj部分为政府补贴收益；∑i∈V∑j∈V∑k∈KXijKαK部分为车辆的固定使用成本；∑i∈v∑j∈V∑k∈KXijKβKdij部分为配送车辆的距离成本；
其中，Z表示产品配送与回收的总利润；节点集V＝{C∪D}，C＝{1，2，…，N}表示客户集；D＝{1，2，…，M}表示车场集；K＝{1，2，…，H}表示车辆集；xijk表示从节点i到节点j由车辆k进行配送时，其值为1，否则为0；yijk表示从节点i到节点j由车辆k进行回收时，其值为1，否则为0；rj表示客户j的需求量；pj表示客户j的需求产品的单位价格；rj′表示客户j的回收量；p′j表示客户j的回收产品的单位回收价格；p′2j表示客户j的回收产品的二次销售价格；zj表示客户j回收产品的再制造成本；Sj表示回收客户j产品的单位政府补贴；dij表示节点i到节点j之间的距离；αk表示车辆k的固定使用成本；βk表示车辆k的单位距离行驶成本。


3.根据权利要求2所述的利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，所述的废旧品回收总成本的定价规则，包括：



其中，p′表示废旧产品的最优回收价格；q0表示废旧产品的再制造质量门槛，质量高于q0的产品有进行再制造的价值，而等于或低于q0的废旧品则只能被处理掉，获得处理回报C0；θ表示质量价值系数，为大于0的实数；ε为0到1之间的回收补贴系数；h表示潜在顾客人群中有主动回收意识的客户数量；k表示客户对回收价格的敏感系数；
所述的质量高于q0的回收产品经过再制造然后再次进行销售，再制造成本主要与回收产品的质量有关，质量越高，则相应的再制造成本越低；所述的再制造成本为：



其中，z表示再制造成本；p表示该产品的初始价格；q表示回收产品的质量；τ为再制造系数；
再制造产品通常会以折扣的形式再次出售给消费者，再销售价格为：
p2＝μp(14)
其中，p2为二次销售价格；μ为产品折扣系数。


4.根据权利要求3所述的利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，所述的废旧品回收的判断标准，包括：
当回收产品的总收益大于回收产品的总支出时，企业才会进行回收，否则不进行回收，判别方式为：



其中，S表示政府补贴；de表示进行废旧品回收而额外行驶的距离；β为车辆的单位距离行驶成本；p2、p′、z、C0所代表的含义与权利要求3中的含义一致；如果式(15)大于等于0，则对该客户的废旧品进行回收，否则，不回收。


5.根据权利要求1所述的利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于，步骤3中，所述的生成F只个体的步骤，包括：
步骤3.1，将N个客户随机进行排序，构成一个数组；
步骤3.2，随机选择一辆车，将数组的第一个客户分配给这辆车，并判断是否超载，如果没有超载，则以配送中心为圆心，选择与该客户形成角度最小的客户分配给该车辆，并验证是否超载；依次类推，继续为该车辆安排其它客户，直至该车辆无法再服务额外客户为止；如果该车超载，则随机选择另一辆车对该客户进行服务，循环以往，直至将所有客户都安排给对应的车辆服务；
步骤3.3，执行步骤3.1-3.2共F次，生成F只个体。


6.根据权利要求1所述的利润最大化的集配一体化车辆路径规划方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁建厦，李嘉丰，许丽丽，李豪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33