一种派件任务规划方法及设备技术

本发明专利技术提出的一种派件任务规划方法及设备，包括：获取共配区域内配送点集合，构建末端派件网络图；根据获取快递公司的业务信息，建立参与共享的快递公司集合、可用快递员集合和派件任务集合；建立共享网点末端派件任务规划模型，并确定优化目标及约束条件；配置用于求解共享网点末端派件任务规划模型的混合遗传模拟退火算法，并使用混合遗传模拟退火算法进行路径规划。本发明专利技术能够在末端共享网点派件时，对网点的快件包裹和快递车运力提前进行智能匹配规划，以提高配送效率，加强配送时效。加强配送时效。加强配送时效。

【技术实现步骤摘要】
一种派件任务规划方法及设备


[0001]本专利技术涉及智能物流
，更具体的说是涉及一种派件任务规划方法及设备。

技术介绍

[0002]随着电商行业的蓬勃发展，快递市场的规模取得了进一步扩张。在快件数量日益剧增的同时，快递企业持续激烈的价格竞争推动着快件平均单价不断下滑，平均单价屡创新低。诸多网点因为派费下调出现停摆风波，增量不增收问题凸显，快递网点是直面快递行业难题的排头兵。各企业下属的网点采用加盟制，快递总部对网点时效、揽收量、服务质量以及价格提出了严格的要求，为了保证达到企业标准，网点加盟需要持续不断的投入车辆、场地、人员资金乃至客户的垫款和各项意料外开支，并且快件单价持续走低，网点赖以生存的派费越来越低。目前的包裹派件流程严重依赖人工经验，快递配送运输存在大量空驶、迂回等问题。帮助网点走出困局，快递业在末端配送模式等方面的创新和降本增效迫切而重要。针对末端配送存在的问题，将共享经济引入到快递的配送中，即实施共享网点进行快递共同运输配送，共享网点是不同网点企业组合成的多快递企业加盟网点，在末端共享网点派件时，对同一小车进行多次任务组规划，每个任务组中可以同时装载多家快递公司的快件共同配送，对同一客户群点的大量任务允许由多次调度满足，对网点的快件包裹和快递车运力提前进行智能匹配调度，以提高配送效率，加强配送时效。
[0003]虽然目前针对路径规划问题的研究已经相当成熟，但在实现网点共配时，传统的问题模型不能完全满足共享网点派件任务规划。在定义时通常假设客户需求单一且需求量不大于车辆容量，可用车辆数量不受限制、配送次数限一次，但在实际配送服务中，客户点任务种类数量较多，车辆资源非常有限、进行多次往返配送，现有研究无法解决此类多约束的复杂车辆路径问题。并且传统的车辆路径规划问题是以节点需求为驱动进行路径规划，没有考虑到如果以任务为驱动将如何进行路径安排。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种派件任务规划方法及设备，基于快件共同配送多主体服务约束下，通过收集业务员常用末端派件点的位置信息，建立以派件利润最大为目标函数的任务规划模型，考虑共配后大批件量的业务员多次派件和配送路径规划，实现末端共配增效。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0006]一种派件任务规划方法，所述方法基于快件共同配送多主体服务约束下，包括如下步骤：
[0007]S1：获取共配区域内配送点集合，构建末端派件网络图；
[0008]S2：根据获取快递公司的业务信息，建立参与共享的快递公司集合、可用快递员集合和派件任务集合；
[0009]S3：建立共享网点末端派件任务规划模型，并确定优化目标及约束条件；
[0010]S4:配置用于求解共享网点末端派件任务规划模型的混合遗传模拟退火算法，并使用混合遗传模拟退火算法进行路径规划。
[0011]进一步，所述步骤S1包括：
[0012]使用图G＝(V,E)定义末端配送网络，其中，V＝{0,1,2...,n}＝V0∪V1为节点集合，V0＝{0}为共享网点，V1＝{1,
…
,n}为配送点集合，n为配送点数量；E＝{(s,e)|(s,e)∈V}为节点之间的边集，每条边(s,e)∈E代表节点s到节点e的最优路线，d
se
表示边(s,e)的距离，距离满足对称性，即d
se
＝d
es
，同一节点之间的距离为0，即d
ss
＝0，s∈N。
[0013]进一步，所述步骤S2包括如下步骤：
[0014]S2.1：设C＝{c1,c2,
…
,c
e
}为参与共享的快递公司集合，其中，e为公司数量；将不同公司的快件任务最晚派件时间设为t
c
，将按照软时间窗规则的单位时间惩罚成本设为a
c
，将单个快件任务的派件费设为p
c
；
[0015]S2.2：设K＝{k1,k2,
…
,k
v
}为可用快递员集合，其中，v为快递员数量；由于快递员配车型号不同，设：c
k
为快递员k配车的最大载重量，e
k
为快递员k配车的单位运输成本；
[0016]S2.3：设T＝{1,2,
…
,m}为某一时段内所有派件任务集合，其中，m为任务数量；对于每个取件任务i∈T，w
i
为任务i的货物重量，w
i
≤max{l
k
|k∈K}，v
i
∈V1为派件任务i的配送点，c
i
∈C为派件任务的所属快递公司，为任务i的派件费，为派件任务i最晚派件时间，为按照软时间窗规则的单位时间惩罚成本，车辆的派件时间必须在时间前，若迟到，相应的时间差受到时间惩罚
[0017]进一步，所述步骤S3包括：
[0018]由于每台快递员的配备车辆可以进行多轮循环配送，设k为快递员k的配备车辆，k∈K；设车辆k的循环配送次数为n
k
，n
k
∈{0,1,...,M}，n
k
为一个非负整数决策变量，如果n
k
＝0，表示车辆k没有被分配到配送任务；设快递员车辆k的循环配送次数的集合为N
k
，N
k
＝{1,2,
…
,n
k
}；设已分配任务的快递员集合为K1、未分配任务的快递员集合为K0，其中，K1＝{k∈K|n
k
≥1}，K0＝{k∈K|n
k
＝0}，K＝K0∪K1；
[0019]使用表示配送任务i是否分配给车辆k的第p次循环，其中，i∈T、p∈N
k
；如果配送任务i分配给车辆k的第p次循环，则有否则，
[0020]使用表示车辆k的第p个配送任务组中是否到客户群点s送货，其中，k∈K、p∈N
k
、s∈N；如果表示车辆k第p次配送经过客户群点s，否则，车辆k第p次配送不经过客户群点s；
[0021]使用表示车辆k的第p个配送任务组中是否经过边(s,e)∈E，其中，如果表示车辆k在第p次配送中经过边(s,e)，否则，表示车辆k在第j次配送中不经过边(s,e)；
[0022]建立共享网点末端派件任务规划模型为：
[0023][0024]其中，约束条件包括以下公式：
[0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033]n
k
∈{0,1,...,M}N
k
∈{0,1,...,M}k∈K
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0034]在上述共享网点末端派件任务规划模型中，公式(1)为优化目标函数，表示最大化总体配送利润，用于考虑运输成本和时间成本；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种派件任务规划方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取共配区域内配送点集合，构建末端派件网络图；S2：根据获取快递公司的业务信息，建立参与共享的快递公司集合、可用快递员集合和派件任务集合；S3：建立共享网点末端派件任务规划模型，并确定优化目标及约束条件；S4:配置用于求解共享网点末端派件任务规划模型的混合遗传模拟退火算法，并使用混合遗传模拟退火算法进行路径规划。2.根据权利要求1所述的派件任务规划方法，其特征在于，所述步骤S1包括：使用图G＝(V,E)定义末端配送网络，其中，V＝{0,1,2...,n}＝V0∪V1为节点集合，V0＝{0}为共享网点，V1＝{1,
…
,n}为配送点集合，n为配送点数量；E＝{(s,e)|(s,e)∈V}为节点之间的边集，每条边(s,e)∈E代表节点s到节点e的最优路线，d
se
表示边(s,e)的距离，距离满足对称性，即d
se
＝d
es
，同一节点之间的距离为0，即d
ss
＝0，s∈N。3.根据权利要求2所述的派件任务规划方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：S2.1：设C＝{c1,c2,
…
,c
e
}为参与共享的快递公司集合，其中，e为公司数量；将不同公司的快件任务最晚派件时间设为t
c
，将按照软时间窗规则的单位时间惩罚成本设为a
c
，将单个快件任务的派件费设为p
c
；S2.2：设K＝{k1,k2,
…
,k
v
}为可用快递员集合，其中，v为快递员数量；由于快递员配车型号不同，设：c
k
为快递员k配车的最大载重量，e
k
为快递员k配车的单位运输成本；S2.3：设T＝{1,2,
…
,m}为某一时段内所有派件任务集合，其中，m为任务数量；对于每个取件任务i∈T，w
i
为任务i的货物重量，w
i
≤max{l
k
|k∈K}，v
i
∈V1为派件任务i的配送点，c
i
∈C为派件任务的所属快递公司，为任务i的派件费，为派件任务i最晚派件时间，为按照软时间窗规则的单位时间惩罚成本，车辆的派件时间必须在时间前，若迟到，相应的时间差受到时间惩罚4.根据权利要求3所述的派件任务规划方法，其特征在于，所述步骤S3包括：由于每台快递员的配备车辆可以进行多轮循环配送，设k为快递员k的配备车辆，k∈K；设车辆k的循环配送次数为n
k
，n
k
∈{0,1,...,M}，n
k
为一个非负整数决策变量，如果n
k
＝0，表示车辆k没有被分配到配送任务；设快递员车辆k的循环配送次数的集合为N
k
，N
k
＝{1,2,
…
,n
k
}；设已分配任务的快递员集合为K1、未分配任务的快递员集合为K0，其中，K1＝{k∈K|n
k
≥1}，K0＝{k∈K|n
k
＝0}，K＝K0∪K1；使用表示配送任务i是否分配给车辆k的第p次循环，其中，i∈T、p∈N
k
；如果配送任务i分配给车辆k的第p次循环，则有否则，使用表示车辆k的第p个配送任务组中是否到客户群点s送货，其中，k∈K、p∈N
k
、s∈N；如果表示车辆k第p次配送经过客户群点s，否则，车辆k第p次配送不经过客户群点s；使用表示车辆k的第p个配送任务组中是否经过边(s,e)∈E，其中，如果
表示车辆k在第p次配送中经过边(s,e)，否则，表示车辆k在第j次配送中不经过边(s,e)；建立共享网点末端派件任务规划模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡超，王蕾，初佃辉，周学权，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：