一种快递车辆运输调度方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提出的一种快递车辆运输调度方法、系统及设备，实现了通过统一的车辆调度，有效减少实际使用车辆数，并减少运输路程，达到降低运输成本的目的。首先获取区域内转运中心集合，构建车辆运输网络图；然后获取企业转运中心的清场相关信息，进港出港快件和网点车辆，分析快件和运输车辆的主要信息；在上述基础上，建立共享网点车辆优化调度模型，确定优化目标及约束条件；最后采用两阶段算法来进行车辆调度。本发明专利技术能够将共享网点车辆优化调度面向快递企业转运中心，为各个转运中心的进港、出港任务制定统一的车辆运输方案。出港任务制定统一的车辆运输方案。出港任务制定统一的车辆运输方案。

【技术实现步骤摘要】
一种快递车辆运输调度方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及智能物流
，更具体的说是涉及一种快递车辆运输调度方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]在快件城市配送中，各快递企业在城市内部都建设有自己运营的转运中心，快件先到达城市转运中心进行分拣，分拣完毕后由下属加盟网点自行前往中心取走到货快件，再从末端加盟网点配送到客户群众。在取件过程中，通常还伴随着前一日的待发快件送往中心。按照现有的运输单主体运输模式，实施共同配送整合后，加盟网点整合至共享网点，进港件量倍增，共享网点每日都需向各企业转运中心派遣取运货车辆。根据件量规模，可能进行一次或多次往返，且最后一趟货车都存在装载不满的情况，尾货严重浪费运输资源。车货不匹配造成了严重的资源浪费，车辆资源利用率低，运输成本变高。
[0003]考虑在一个共享网点和多家快递公司转运中心的网络中，在已知业务量的情况下，同时考虑取送货，对中心件量进行合理拆分并规划合适的调度路线。在时限内完成所有的业务量的同时，有效减少实际使用车辆数，并减少运输路程，达到降低运输成本的目的。如何对中心件量进行合理拆分并规划合适的运输调度路线是当前需要解决的问题。
[0004]拆分优化调度中应用实际约束的理论研究较少。现有模型的研究主要考虑需求量按单位连续拆分或任意化拆分，这种假设有一定的局限性，实际运输中客户的需求经常不可单位化拆分，也无法应用到物流快件包裹重量各异的实际场景中。同时考虑时间窗的相关研究较少其应用场景大都为规模较小的仿真算例或模拟案例，与实际应用存在较大差距。

技术实现思路

[0005]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快递车辆运输调度方法、系统及设备，针对快件物流中转运中心至共享网点阶段的运输取货问题，单独前往各家快递公司转运中心取货存在车辆冗余，尾货空载率极大，增大了运输成本。通过应用共同配送模式，建立共享网点车辆优化调度模型，使用两阶段算法进行求解，有效保证规划时效，实现取货货车共运。
[0006]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0007]一种快递车辆运输调度方法，包括如下步骤：
[0008]S1：获取区域内转运中心集合，构建车辆运输网络图；
[0009]S2：根据快递公司转运中心清场信息，建立进港、出港快件任务集合和运输车辆集合；
[0010]S3：建立共享网点车辆优化调度模型，并确定优化目标及约束条件；
[0011]S4：配置基于降序首次适应的快件组合策略；
[0012]S5：配置基于综合优先度的两阶段算法；
[0013]S6：基于降序首次适应的快件组合策略，采用基于综合优先度的两阶段算法进行车辆调度。
[0014]进一步，步骤S1包括：
[0015]使用图G＝(V,E)定义车辆共运网络，其中，V＝{0,1,2，
…
,n}＝V0∪V1为节点集合，V0＝0为共享网点，V1＝{1,...,n}为转运中心集合，n为转运中心数量；E＝{(i,j)|(i,j)∈V}为节点之间的边集，每条边(i,j)∈E代表节点i到节点j的最优路线，d
ij
表示边(i,j)的距离，距离满足对称性，即，d
ij
＝d
ji
，同一节点之间的距离为0，即d
ii
＝0，i∈V。
[0016]进一步，所述步骤S2包括如下步骤：
[0017]S2.1：设P＝{p1,p2,
…
,p
n
}为某一时段内各转运中心所有取件量集合，p
i
为转运中心i处的取件量；设D＝{d1,d2,
…
,d
n
}为某一时段内各转运中心所有送件量集合，d
i
为转运中心i处的送件量；对于每个转运中心i，t
i
为取件任务i的最晚取件时间，c
i
(t
i
)为按照硬时间窗规则的时间惩罚成本，c
i
为一个极大的时间惩罚成本，车辆的取件时间必须在t
i
时间内，若迟到，则受到时间惩罚c
i
＝c(t
‑
t
i
)；
[0018]S2.2：设K＝{k1,k2,
…
,k
v
}为可用车辆集合，其中，v为车辆数量，l
k
为车辆k的最大载重量，s
k
表示车辆k的平均行驶速度，车辆归属于共享网点，从共享网点出发，最终回到共享网点。
[0019]进一步，所述步骤S3包括：
[0020]使用表示车辆k是否从点i直接行驶到达点j，其中，k∈K、i∈V、j∈V，如果是，则否则
[0021]使用y
i,k
表示车辆k对转运中心i的取件满足量，其中，k∈K，i∈V；
[0022]使用z
i,k
表示车辆k对转运中心i的送件满足量，其中，k∈K，i∈V；
[0023]使用u
i,k
表示车辆k是否到达点i，其中，u
i,k
∈{0,1}、k∈K，i∈V，如果车辆k到达点i，则u
i,k
＝1，否则u
i,k
＝0；
[0024]建立共享网点车辆优化调度模型，具体包括以下公式：
[0025][0026][0027]其中，约束条件包括以下公式：
[0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038]u
i，k
∈{0，1}i∈V，k∈K
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0039]在上述共享网点车辆优化调度模型中，公式(1)为其一优化目标函数，表示最小化所有车辆总运输路径，公式(2)为其二优化目标函数，表示最小化所有车辆运输时间成本；公式(3)、公式(4)表示车辆载重约束，表示每个取件、送件的所有快件总重量不能超过该配送车辆的最大承重；公式(5)、公式(6)表示每个转运中心的取件和送件任务都能得到满足；公式(7)、公式(8)表示转运中心配送路径约束，每台车辆运输任务中车辆只经过一次其所取送件货物的中心；公式(9)、公式(10)表示任何一个车辆对转运中心的取件、送件量不能超过该中心的总任务量；公式(11)表示车辆终点约束，每个任务组结束后车辆都回到末端共享网点0；公式(12)、公式(13)为决策变量定义。
[0040]进一步，所述基于降序首次适应的快件组合策略的具体步骤如下：
[0041]S4.1：输入快件集合t＝{t1,t2,...,t
n
}；
[0042]S4.2：对集合t以快件t
i
的货物量降序排列；
[0043]S4.3：判断是否所有快件已被合理组合，全部组合完毕，则转至步骤S4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快递车辆运输调度方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取区域内转运中心集合，构建车辆运输网络图；S2：根据快递公司转运中心清场信息，建立进港、出港快件任务集合和运输车辆集合；S3：建立共享网点车辆优化调度模型，并确定优化目标及约束条件；S4：配置基于降序首次适应的快件组合策略；S5：配置基于综合优先度的两阶段算法；S6：基于降序首次适应的快件组合策略，采用基于综合优先度的两阶段算法进行车辆调度。2.根据权利要求1所述的快递车辆运输调度方法，其特征在于，所述步骤S1包括：使用图G＝(V,E)定义车辆共运网络，其中，V＝{0,1,2，...,n}＝V0∪V1为节点集合，V0＝0为共享网点，V1＝{1,...,n}为转运中心集合，n为转运中心数量；E＝{(i,j)|(i,j)∈V}为节点之间的边集，每条边(i,j)∈E代表节点i到节点j的最优路线，d
ij
表示边(i,j)的距离，距离满足对称性，即，d
ij
＝d
ji
，同一节点之间的距离为0，即d
ii
＝0，i∈V。3.根据权利要求2所述的快递车辆运输调度方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：S2.1：设P＝{p1,p2,
…
,p
n
}为某一时段内各转运中心所有取件量集合，p
i
为转运中心i处的取件量；设D＝{d1,d2,
…
,d
n
}为某一时段内各转运中心所有送件量集合，d
i
为转运中心i处的送件量；对于每个转运中心i，t
i
为取件任务i的最晚取件时间，c
i
(t
i
)为按照硬时间窗规则的时间惩罚成本，c
i
为一个极大的时间惩罚成本，车辆的取件时间必须在t
i
时间内，若迟到，则受到时间惩罚c
i
＝c(t
‑
t
i
)；S2.2：设K＝{k1,k2,
…
,k
v
}为可用车辆集合，其中，v为车辆数量，l
k
为车辆k的最大载重量，s
k
表示车辆k的平均行驶速度，车辆归属于共享网点，从共享网点出发，最终回到共享网点。4.根据权利要求3所述的快递车辆运输调度方法，其特征在于，所述步骤S3包括：使用表示车辆k是否从点i直接行驶到达点j，其中，k∈K、i∈V、j∈V，如果是，则否则使用y
i,k
表示车辆k对转运中心i的取件满足量，其中，k∈K，i∈V；使用z
i,k
表示车辆k对转运中心i的送件满足量，其中，k∈K，i∈V；使用u
i,k
表示车辆k是否到达点i，其中，u
i,k
∈{0,1}、k∈K，i∈V，如果车辆k到达点i，则u
i,k
＝1，否则u
i,k
＝0；建立共享网点车辆优化调度模型，具体包括以下公式：建立共享网点车辆优化调度模型，具体包括以下公式：其中，约束条件包括以下公式：
u
i,k
∈{0,1}i∈V,k∈K
ꢀꢀꢀꢀ
(13)在上述共享网点车辆优化调度模型中，公式(1)为其一优化目标函数，表示最小化所有车辆总运输路径，公式(2)为其二优化目标函数，表示最小化所有车辆运输时间成本；公式(3)、公式(4)表示车辆载重约束，表示每个取件、送件的所有快件总重量不能超过该配送车辆的最大承重；公式(5)、公式(6)表示每个转运中心的取件和送件任务都能得到满足；公式(7)、公式(8)表示转运中心配送路径约束，每台车辆运输任务中车辆只经过一次其所取送件货物的中心；公式(9)、公式(10)表示任何一个车辆对转运中心的取件、送件量...

【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：