一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，属于车货匹配领域。本发明专利技术的考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，在运行效率方面小规模问题求解速度稳定在10s左右，大规模问题稳定在1200s左右，且误差率稳定在在1％以内；优化目标多样，同时考虑了车辆的运营成本、空载成本、重心偏移距离成本以及同一货主货物匹配不同车辆的惩罚成本，不仅降低了运输放的营运成本、降低了车辆空载率，还保证了车辆的运输安全以及装载效率；除此之外，本发明专利技术的车货匹配方法同时考虑了车辆的路径问题以及货物三维装载问题，经过该方法不仅可以得到车货匹配结果，还可以得到车辆访问路径以及车厢内装载货物的最优位置以及装载顺序。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法
本专利技术属于车货匹配领域，尤其是一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法。
技术介绍
近年来，汽车货运总量虽有所下降，但仍占较大比重。然而，汽车货物运输仍存在空车率高、车货装载混乱、配载不合理等问题。这些问题导致了汽车货运成本居高不下，造成了巨大的货运损失，严重制约了汽车货运业的进一步发展。因此，在车货匹配阶段，有必要考虑集装箱装载问题(CLP)和车辆路径问题(VRP)。这两个问题都是具有挑战性的问题，被认为是经典的NP-hard问题。将CLP和VRP结合起来产生了一个具有三维装载约束的车辆路径问题(3L-CVRP)。国内外对这一问题的研究并不多。Tarantilis等人于2009年结合了TS和GLS策略，提出了一种混合的元启发式方法GTS，用以解决3L-CVRP问题，但考虑的集装箱尺寸相同，未考虑分批交付导致的优先级问题，简化了装载约束；Escobar等人于2015年提出了一种混合的元启发式方法，称为GTS-GRASP的3L-CVRP，使用GranularTabu搜索方法(GTS)来解决相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)根据车辆数量、货主数量和货主的货物数量生成车货匹配结果并进行初始化；其中，随机生成若干车货匹配结果，一部分保留随机性，将剩余部分车货匹配结果中同一货主货物对应实数的整数部分修正为相同的值；/n所述车货匹配结果由随机带有两位小数的实数组合编码得到，其中，实数的整数部分表示货物匹配的车辆序号，小数部分数值由大至小排序为放入车辆的货物先后顺序以及车辆访问的货主先后顺序；/n2)设置最大迭代次数并将当前迭代代数设为1，初始化历史最优匹配结果及其适应度值，设置最大迭代速度并将当前迭代速度设为0，初始化学习因子及惯性权重范围，...

【技术特征摘要】
1.一种考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据车辆数量、货主数量和货主的货物数量生成车货匹配结果并进行初始化；其中，随机生成若干车货匹配结果，一部分保留随机性，将剩余部分车货匹配结果中同一货主货物对应实数的整数部分修正为相同的值；
所述车货匹配结果由随机带有两位小数的实数组合编码得到，其中，实数的整数部分表示货物匹配的车辆序号，小数部分数值由大至小排序为放入车辆的货物先后顺序以及车辆访问的货主先后顺序；
2)设置最大迭代次数并将当前迭代代数设为1，初始化历史最优匹配结果及其适应度值，设置最大迭代速度并将当前迭代速度设为0，初始化学习因子及惯性权重范围，开始迭代；
3)判断当前迭代代数是否达到最大迭代次数；
若达到最大迭代次数，则跳转到步骤8)；
否则，则跳转到步骤4)；
4)更新车货匹配结果；
5)计算更新后的车货匹配结果的适应度值；
适应度函数为：车辆运营成本的性能指标函数、车辆空载成本的性能指标函数、车辆重心偏移成本的性能指标函数和惩罚成本的性能指标函数；
所述车辆的运营成本包括车辆载货行驶成本；
所述车辆空载成本包括质量空载率加权折合的成本和空间空载率加权折合的成本；
所述车辆重心偏移成本包括载货车辆重心与空载车辆重心的距离加权折合的成本；
所述车辆惩罚成本包括同一货主货物装载不同车辆加权折合的成本；
6)比较所有车货匹配结果的适应度值，将当前所有车货匹配结果中适应度值最小的设为当前最优匹配结果，更新各个历史最优匹配结果，并根据历史最优车货匹配结果、步骤1)中初始化的学习因子和惯性权重范围以及当前迭代代数更新匹配结果进化方向及速度；
7)判断当前车货匹配结果中适应度值最小的结果是否满足特赦条件；
若满足，则将当前粒子设为历史最优匹配结果，更新禁忌表，并跳转至步骤8)；
否则，则将次优匹配结果作为历史最优匹配结果，以跳出局部最优，更新禁忌表，并跳转至步骤3)；
所述禁忌表中记录连续若干次迭代重复成为历史最优匹配结果的车货匹配结果，并存储对所述结果进行的禁忌代数，防止所有车货匹配结果重复将其作为历史最优匹配结果并持续趋近于该结果，陷入局部最优；若连续若干次迭代后的历史最优匹配结果均无法超越被禁忌的匹配结果或者被禁代数达到预先设置的最大值，释放该结果使其重新有机会成为历史最优匹配结果；
8)输出全局近似最优车货匹配结果。


2.根据权利要求1所述的考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，其特征在于，步骤1)车货匹配结果进行实数编码，具体操作为：
随机生成与货物总数相同数量的带两位小数的实数，实数取值范围为1～(车辆数量+1)。


3.根据权利要求2所述的考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，其特征在于，步骤1)中解码的具体操作为：
编码的整数部分为货物匹配的车辆序号，即得到车辆与货主和货物的匹配结果；
将与车辆匹配的货物对应的编码值由大到小排序，得到车辆匹配货物的装载顺序；
按照各个货主所持货物的个数将编码分割为若干段，每段对应一个货主的所有货物，将与车辆匹配的货主货物中对应编码值的最大值由大到小排序，得到车辆访问货主顺序，即车辆行驶路径。


4.根据权利要求1所述的考虑车辆路径与三维装箱的车货匹配方法，其特征在于，步骤4)中更新车货匹配结果具体为：
xid(t+1)＝xid(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵姣，张佳蕊，王宁，王茵，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61