【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆调度，具体涉及一种基于kmg-alns算法的救灾物资两级车辆调度路径优化方法、系统、存储介质和电子设备。
技术介绍
1、两级车辆调度路径问题是一般车辆路径问题的延伸，也是多级车辆路径问题的基础，有着极大的学术研究意义和实际应用价值。
2、对一般车辆联合路径优化问题，部分学者都构建对应的混合整数规划(mip)模型，并采用k均值(k-means)算法或自适应大规模邻域搜索(alns)算法等进行模型求解，以获取单一车辆调度路径规划方案。然而，由于上述两级车辆调度路径问题情况更为复杂，导致了现有解决方案在较短时间内难以找到最优解。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于kmg-alns算法的救灾物资两级车辆调度路径优化方法、系统、存储介质和电子设备，解决了在较短时间内难以找到最优解的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、一种基于kmg-alns算法的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，包括：
6、接收受灾点集合、第一级车辆可选停靠点集以及第二级车辆集合；
7、根据所述受灾点集合和第一级车辆可选停靠点集，采用k均值算法获取若干聚类，并将各个聚类的重心作为第一级车辆的停靠点；
8、根据聚类获取的第一级车辆的停靠点的集合，采用贪婪策略生成并输出各个第一级车辆的最短配送路径；其中，所
9、根据所述受灾点集合和第二级车辆集合，在第二级车辆的载荷以及续航能力限制条件下，采用自适应大规模邻域搜索算法，获取各个第二级车辆的不包括出发点和回收点的最优路径集合；
10、根据所述第一级车辆的停靠点的集合和最优路径集合，以系统成本最小化为目标，获取并输出第二级车辆的包括出发点和回收点的最优路径；其中，对于所述最优路径集合的任一条路径，选择距离首个受灾点最近的第一级车辆停靠点作为其出发点和回收点。
11、优选的，所述最优路径集合的获取过程包括：
12、s41、在不考虑第二级车辆的载荷以及续航能力限制条件下，随机生成一条遍历所有受灾点的配送路径；
13、s42、针对生成的配送路径，根据贪婪策略依次判断各受灾点所分配的救灾物资的累加重量是否满足第二级车辆的最大载荷能力；
14、若下一受灾点所分配的物资重量超过第二级车辆剩余载荷能力，则从当前受灾点位置开始分裂出一条新的路径，增加第二级车辆启用数量，以获得第二级车辆路径的集合s；
15、s43、针对集合s中的每一条路径，根据路径中各受灾点所分配的物资重量，将其逆序累加得到第二级车辆到达当前受灾点时所载救灾物资的累加重量，以获取第二级车辆配送全过程的续航能力消耗；
16、若总能耗不超过第二级车辆的最大续航能力，则路径成立；若总能耗超过第二级车辆的最大续航能力，则路径不成立，生成不可行路径集合r，同时得到更新后的集合s′＝s-r；
17、s44、针对不可行路径集合r中的每一条路径，采用尾部客户判断法对其进行剔除尾部受灾点操作，直到剔除掉受灾点的路径均符合第二级车辆资源释放要求；
18、s45、对于被剔除掉的受灾点，在判断第二级车辆载荷和续航能力消耗的基础上，统一生成若干条新路径，得到更新的路径集r′，并将路径集r′并入集合s′，获取集合s″＝s′+r′；
19、s46、将集合s″作为自适应大规模邻域搜索算法的初始可行解集，获取不包括出发点和回收点的所述最优路径集合。
20、优选的，所述s46中：
21、给定一个整数θ，随机使用一种移除算子从当前解中移除θ个受灾点编码；
22、随机采用一种修复算子将移除的受灾点编码重新插入，形成第二级车辆新的配送路径；
23、在每次迭代中，基于第二级车辆的载荷以及续航能力限制条件下，根据以往表现对各个破坏和修复算子进行选择和权重调整，不断迭代更新，直至找到所述最优路径集合s″′。
24、优选的，预先构建以系统成本最小化为目标的数学模型，其目标函数为：
25、
26、其中，式(1)中f表示系统成本，f1、f2、f3、f4、f5分别表示停靠点的总管理成本、第一级车辆的总配送成本、第二级车辆的总运营成本和第二级车辆的总配送成本；
27、o表示总仓位置节点；i＝{i|i＝1，2，...，n}，表示所有受灾点的集合；j＝{j|j＝0，1，2，...，l}，表示第一级车辆可选停靠点集合；k＝{k|k＝1，2，...，m}，表示第二级车辆集合；d＝{d|d＝1，2，...，s}，表示救灾物资品类的集合；
28、表示单个停靠点的单位管理成本；yi为0-1变量，表示第一级停靠点是否在j点选址，其中停靠点在j点选址yj＝1，否则yij＝0；
29、c1表示第一级车辆的单位配送成本；xij为0-1变量，表示第二级车辆是否从停靠点j出发，若是xij＝1，否则xij＝0；doj表示第一级车辆从总仓到达第一级车辆停靠点j的距离；
30、c2表示第二级车辆的单位配送成本；表示第二级车辆k从第一级车辆停靠点j到受灾点i的距离；
31、表示单个第二级车辆的运营成本；zk表示0-1变量，表示第二级车辆是否被派遣，其中第二级车辆被派遣zk＝1，否则zk＝0；
32、表示第二级车辆从受灾点i到受灾点i′所荷载的距离；ce表示单位续航成本。
33、优选的，所述数学模型还包括约束条件：
34、
35、
36、
37、∑k∈kzk＝1 (5)
38、
39、
40、
41、xij，yij，yj，zk∈{0，1} (9)
42、其中，式(2)表示每个停靠点最多只能有一个第一级车辆覆盖；yij为0-1变量，表示受灾点i是否被分配到第一级车辆停靠点j的覆盖范围内，其中受灾点被分配到了yij＝1，否则yij＝0；
43、式(3)表示如果第二级车辆从停靠点j出发，则受灾点i必须被分配到该停靠点的覆盖范围内；
44、式(4)表示第二级车辆覆盖范围内的受灾点需求均能被满足；qid表示各受灾点i对救灾物资品类d的需求量；
45、式(5)表示单个第二级车辆只能被派遣一次；
46、式(6)表示第二级车辆的最大载重限制；lij表示第二级车辆从第一级车辆停靠点j到受灾点i所荷载的物资重量；lii′表示第二级车辆从受灾点i到受灾点i′所荷载的物资重量；w表示第二级车辆的最大负荷载重；
47、式(7)表示第二级车辆的续航能力限制；表示第二级车辆k从第一级车辆停靠点j到受灾点i之间所花费的续航成本；表示第二级车辆k从受灾点i到受灾点i′之间所花本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于KMG-ALNS算法的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，所述最优路径集合的获取过程包括：
3.如权利要求2所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，所述S46中：
4.如权利要求1所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，预先构建以系统成本最小化为目标的数学模型，其目标函数为：
5.如权利要求3所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，所述数学模型还包括约束条件：
6.一种基于KMG-ALNS算法的救灾物资两级车辆调度路径优化系统，其特征在于，包括：
7.一种存储介质，其特征在于，其存储有用于基于KMG-ALNS算法的救灾物资两级车辆调度路径优化的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1～5任一项所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于kmg-alns算法的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，所述最优路径集合的获取过程包括：
3.如权利要求2所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，所述s46中：
4.如权利要求1所述的救灾物资两级车辆调度路径优化方法，其特征在于，预先构建以系统成本最小化为目标的数学模型，其目标函数为：
5.如权利...
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