基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法及系统，方法包括：获取城市地铁网络信息以及当日夜间各地铁站点需运输的货物量；基于城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型；将当日夜间各地铁站点需运输的货物量输入夜间地下物流运输模型，并求解夜间地下物流运输模型得到货物运输规划结果。系统包括：获取模块、数据存储模块、求解模块、输出模块。该方法基于城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型，该模型能够提供对城市轨道交通网络资源的科学规划方法，在不影响城市轨道交通正常的载客用途下，增加了货运收入并缓解了地面货运潜在的危险驾驶行为、交通拥堵以及环境污染问题。及环境污染问题。及环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】
基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法及系统


[0001]本申请涉及物流规划
，特别是涉及基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法及系统。

技术介绍

[0002]目前基于地铁的地下物流配送方面的技术存在以下问题：1、客货混运难以规划，在保证充足乘客载量的前提下，地铁能提供的货运空间有限，且会影响占用空间的卫生状况；2、夜间货运对货运量、装卸时间的规划不科学，不仅影响对该渠道的效率评价，而且难以保证地铁的夜间检修工作时间；3、现有的地铁混合运输策略大多仅考虑单条地铁路线，缺乏对整个地铁网络的整体考虑。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法及系统。
[0004]第一方面，本申请提供了一种基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法，所述方法包括：S1：获取城市地铁网络信息以及当日夜间各地铁站点需运输的货物量；S2：基于所述城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型；S3：将所述当日夜间各地铁站点需运输的货物量输入所述夜间地下物流运输模型，并求解所述夜间地下物流运输模型得到货物运输规划结果。
[0005]优选的，S1中，所述城市地铁网络信息包括城市地铁网络、城市地铁运输参数；基于所述城市地铁网络得到城市地铁线路有向图；所述城市地铁运输参数包括固定成本、时间成本、地铁运载能力、供需平衡、转运次数、配送总时长、货物运输方向、货物重量、运输货物总量。
[0006]优选的，基于所述城市地铁网络得到城市地铁线路有向图包括：根据所述城市地铁网络得到各地铁对应的线路，将各地铁的站点作为节点，并将每个地铁对应的线路末端站点分别与不同的城市转运中心对应，得到各地铁对应的运输有向路径，将有向路径上相邻的站点之间的运输距离作为权重；基于得到的各地铁对应的运输有向路径组成所述城市地铁线路有向图。
[0007]优选的，S2中，基于所述城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型包括：基于得到的所述城市地铁线路有向图，并基于所述固定成本和所述时间成本构建目标函数，以其余的所述城市地铁运输参数作为约束条件，构建所述夜间地下物流运输模型。
[0008]优选的，所述目标函数表示为：
；其中，L
k
表示第k类地铁的总运行趟数；F
k
表示第k类地铁的单次运营成本；表示第l
k
辆地铁离开第j个节点的时间；starttime表示夜间物流开始的时间；α1表示固定成本的重要性参数，α2表示时间成本的重要性参数。
[0009]优选的，所述约束条件包括：地铁运载能力约束、供需平衡约束、转运次数约束、配送总时长约束；所述地铁运载能力约束表示为：；其中，表示第l
k
辆地铁离开第j个节点的载重；Q
k
表示第k类地铁线路对应车型的最大载重；所述供需平衡约束表示为：；；其中，O
ij
表示从第i个节点运往第j个节点的货物；表示第l
k
辆地铁从第i个节点运往第j个节点的货物；所述转运次数约束表示为：；；如果，则；其中，表示货物O
ij
是否由第l
k
辆地铁运输，取值为1或0；表示第l
k
辆地铁离开第j个节点时的载重；表示第l
k
辆地铁离开第i个节点时的载重；V表示城市地铁线路有向图中节点的集合；u表示第u个节点；表示第l
k
辆地铁是否从第i个节点直接载向第j个节点，取值为1或0；q
ij
表示货物O
ij
的重量；表示货物O
ju
是否由第l
k
辆地铁运输，取值为1或0；q
ju
表示货物O
ju
的重量；O
ju
表示从第j个节点运往第u个节点的货物；所述配送总时长约束表示为：；；
其中，表示第l
k
辆地铁到达第j个节点的时间；表示第l
k
辆地铁离开第j
‑
1个节点的时间；d
(j
‑
1)j
表示第j
‑
1个节点和第j个节点之间的距离；v
k
表示第k类地铁对应车型的运行速度；表示第l
k
辆地铁离开第j个节点的时间；starttime表示夜间物流开始的时间；longesttime表示保障地铁检修时间前提下的夜间物流最长运营时长。
[0010]优选的，S3中，采用Matlab编程，并通过启发式算法求解所述夜间地下物流运输模型得到货物运输规划结果；所述启发式算法包括粒子群优化算法。
[0011]优选的，通过所述粒子群优化算法求解所述夜间地下物流运输模型的过程包括：步骤1：构造粒子位置向量，向量的行数为5，列数为待运货物数量；粒子位置向量的每一列对应一个货物，第一行表示货物运输的起点，第二行表示货物运输的终点，第三行表示货物转运的节点，第四行表示货物转运前的地铁的编号，第五行表示货物转运后的地铁的编号；步骤2：对于每个所述粒子位置向量，对其中的第三行进行随机赋值，赋值的范围为各节点对应的地铁的编号的集合；步骤3：粒子群优化算法依据粒子位置向量获取各货物对应运输的起点、终点，并模拟出待运货物数量个粒子；对所有的粒子进行目标函数计算，得到对应的目标函数值，并记录所述目标函数值；步骤4：重复步骤2、步骤3，并以更小的所述目标函数值更新所述目标函数值，直至所述目标函数值不再变化，得到所述货物运输规划结果。
[0012]优选的，所述货物运输规划结果包括货物的转运节点以及转运前后的地铁的编号。
[0013]第二方面，本申请提供了一种基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划系统，所述系统包括：获取模块、数据存储模块、求解模块、输出模块；所述获取模块用于获取城市地铁网络信息以及当日夜间各地铁站点需运输的货物量；所述数据存储模块用于存储城市地铁网络信息以及当日夜间各地铁站点需运输的货物量；所述求解模块用于求解所述夜间地下物流运输模型得到货物运输规划结果；所述输出模块用于所述货物运输规划结果进行可视化输出。
[0014]有益效果：该方法基于所述城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型，该模型能够提供对城市轨道交通网络资源的科学规划方法，在不影响城市轨道交通正常的载客用途下，增加了货运收入并缓解了地面货运潜在的危险驾驶行为、交通拥堵以及环境污染问题，为推动完善新型城镇化导向下的综合物流体系提供指导。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本申请实施例的基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法的流程图。
[0017]图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法，其特征在于，包括：S1：获取城市地铁网络信息以及当日夜间各地铁站点需运输的货物量；所述城市地铁网络信息包括城市地铁网络、城市地铁运输参数；基于所述城市地铁网络得到城市地铁线路有向图；所述城市地铁运输参数包括固定成本、时间成本；基于所述城市地铁网络得到城市地铁线路有向图包括：根据所述城市地铁网络得到各地铁对应的线路，将各地铁的站点作为节点，并将每个地铁对应的线路末端站点分别与不同的城市转运中心对应，得到各地铁对应的运输有向路径，将有向路径上相邻的站点之间的运输距离作为权重；基于得到的各地铁对应的运输有向路径组成所述城市地铁线路有向图；S2：基于所述城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型；基于所述城市地铁网络信息构建夜间地下物流运输模型包括：基于得到的所述城市地铁线路有向图，并基于所述固定成本和所述时间成本构建目标函数，以其余的所述城市地铁运输参数作为约束条件，构建所述夜间地下物流运输模型；所述目标函数表示为：；其中，L
k
表示第k类地铁的总运行趟数；F
k
表示第k类地铁的单次运营成本；表示第l
k
辆地铁离开第j个节点的时间；starttime表示夜间物流开始的时间；α1表示固定成本的重要性参数，α2表示时间成本的重要性参数；S3：将所述当日夜间各地铁站点需运输的货物量输入所述夜间地下物流运输模型，并求解所述夜间地下物流运输模型得到货物运输规划结果。2.根据权利要求1所述的基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法，其特征在于，S1中，所述城市地铁运输参数还包括地铁运载能力、供需平衡、转运次数、配送总时长、货物运输方向、货物重量、运输货物总量。3.根据权利要求2所述的基于城市轨道交通网络的夜间地下物流规划方法，其特征在于，所述约束条件包括：地铁运载能力约束、供需平衡约束、转运次数约束、配送总时长约束；所述地铁运载能力约束表示为：；其中，表示第l
k
辆地铁离开第j个节点的载重；Q
k
表示第k类地铁线路对应车型的最大载重；所述供需平衡约束表示为：；；
其中，O
ij
表示从第i个节点运往第j个节点的货物；表示第l
k
辆地铁从第i个节点运往第j个节点的货物；所述转运次数约束表示为：；；如果，则；其中，表示货物O
ij
是否由第l
k
辆地铁运输，取值为1或0；表示第l
k
辆地铁离开第j个节点时的载重；表示第l
k
辆地铁离开第i个节点时的载重；V表示城市地铁线路有向图中节点的集合；u表示第u个节点；表示第l
k
辆地铁是否从第i个节点直接载向第j个节点，取值为1或0；q
ij
表示货物O
ij
的重量；表示货物O
ju
是否由第l
k
辆地铁运输，取值为1或0；q
ju
表示货物O
ju
的重量；O
ju
表示从第j个节点运往第u个节点的货物；所述配送总时长约束表示为：；；其中，表示第l
k
辆地铁到达第j个节点的时间；表示第l
k...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓红，刘琨，汪阳洁，
申请(专利权)人：湘江实验室，
类型：发明
国别省市：