【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物流配送路径优化，具体涉及一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法及系统。
技术介绍
1、由于高铁快运的大容量、时效快、准点率高、环保等特点，符合电子商务物流的基本需求，各物流企业正快速发展高铁快运业务。但高铁快运业务的末端配送仍存在运输成本高、服务满意度低等问题，使高铁快运在物流市场的竞争力不足，未能充分发挥高速铁路的优势。因此优化高铁快运下城市末端配送的车辆路径是亟须解决的问题。
2、由于高铁快运兴起不久，其末端配送的运输方式通常如下：由高铁快递网点对货物进行信息录入扫描入库，需配送的货物由仓库配送至各配送中心，然后再由快递员配送给该配送中心负责区域的客户。这种运输方式主要还是以原有的配送中心为主，便于配送管理。然而，这种运输方式也存在一些问题。
3、(1)针对高铁快运下的城市末端物流配送，当前仍以原有的货物配送中心为主，即与第三方物流合作，未能实现高铁快运的高时效性的优势。这种运输方式需要在现有的配送中心中转再配送，延长了货物周转时间，对整体末端物流配送的灵活性产生影响。然而，目前的研究未能建设自身的末端配送模式，高铁快运的核心竞争力有待提高；
4、(2)针对货物配送的管理方式，现有的以原有配送中心为主的运输方式，采用快递分区配送，使得整个城市末端物流配送网络局部化，增加了资源浪费。新型“仓库直达客户”的运输方式配送网络变大，对节点连接的系统性、物流供应的全局性要求较高，然而，目前尚未有相应的技术支撑这种全局化管理。
5、(3)城市末端配送以客户需求展开运输，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，包括：
4、基于高铁快运城市末端配送时空状态网，构建高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型；其中，高铁快运城市末端配送时空状态网由节点n、有向弧l、时间t和状态w构成；节点i,j∈n为仓库、运输节点或客户；有向弧(i,j),(i,j)∈l指节点之间的连接线路，其上的数值代表该弧的成本和时间；时间t,t∈t表示在有向弧上货物配送的时间；状态w,w∈w指的是配送车辆承载不同客户的货物集合；每个客户c,c∈c都有固定的服务时间[ec,lc]和服务弧(ic,jc)；容量为capv的配送车辆v,v∈v从仓库ov,ov∈n出发，将货物直接配送至客户中再返回仓库dv,dv∈n；而每个节点i可扩展为时空节点(i,t)，有向弧可扩展为时空弧(i,j,t,t')；可将时空点(i,t)扩展为时空状态点(i,t,w)，时空弧(i,j,t,t')扩展为时空状态弧(i,j,t,t',w,w')；
5、基于交替方向乘子法对高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型进行重构、分解与线性化，通过动态规划算法求解，得到配送路径方案。
6、进一步的，高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型，其目标函数中的总运输成本包括运输成本和公平成本两部分，其中公平成本被定义在服务客户弧(ic,jc)中；而时空状态弧(i,j,t,t',w,w')的成本为ci,j,t,t',w,w'，配送车辆v是否在时空状态弧(i,j,t,t',w,w')上运行被定义为自变量则目标函数表示为：
7、
8、在城市末端配送中要确保配送车辆v,v∈v∪v*在开始时间ev，仓库ov,ov∈n出发，在结束时间lc，返回仓库dv,dv∈n；而在配送过程中配送车辆v只单向运行一次，即配送车辆v在时间t到达节点i时，必须在时间t'离开；相应的约束条件如下：
9、
10、
11、
12、配送车辆v需将拾取点处所有的货物拾取并配送给相应的客户c；相应的约束条件如下：
13、
14、进一步的，基于交替方向乘子法对高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型进行重构，包括：将模型中较为复杂的难约束通过松弛整合到目标函数中，使约束条件简单化，松弛的设计是采用系数λc来约束，其含义为配送货物服务的利润；通过设置惩罚系数来阻止违法配送服务的发生，惩罚系数ρ含义为违反配送服务的惩罚程度。
15、进一步的，对所重构的模型进行分解，包括：将重构的模型分解为一系列的只对应配送车辆v的决策变量的子问题；为简化分解的模型，定义为除配送车辆v的货物外，剩下所有车辆配送货物的总和，通过采用变量，所重构的模型的目标函数分解为一系列单个配送车辆的目标函数。
16、进一步的，对分解的模型进行线性化处理，包括：分解的模型中决策变量含义为配送车辆v是否在时空状态弧(i,j,t,t',w,w')上运行，为一个二进制变量，因此，根据二进制变量的特性将分解后的模型进行线性化以降低模型计算的复杂度。
17、第二方面，本专利技术提供一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化系统，包括：
18、构建模块，用于基于高铁快运城市末端配送时空状态网，构建高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型；其中，高铁快运城市末端配送时空状态网由节点n、有向弧l、时间t和状态w构成；节点i,j∈n为仓库、运输节点或客户；有向弧(i,j),(i,j)∈l指节点之间的连接线路，其上的数值代表该弧的成本和时间；时间t,t∈t表示在有向弧上货物配送的时间；状态w,w∈w指的是配送车辆承载不同客户的货物集合；每个客户c,c∈c都有固定的服务时间[ec,lc]和服务弧(ic,jc)；容量为capv的配送车辆v,v∈v从仓库ov,ov∈n出发，将货物直接配送至客户中再返回仓库dv,dv∈n；而每个节点i可扩展为时空节点(i,t)，有向弧可扩展为时空弧(i,j,t,t')；可将时空点(i,t)扩展为时空状态点(i,t,w)，时空弧(i,j,t,t')扩展为时空状态弧(i,j,t,t',w,w')；
19、求解模块，用于基于交替方向乘子法对高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型进行重构、分解与线性化，通过动态规划算法求解，得到配送路径方案。
20、第三方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如第一方面所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法。
21、第四方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如第一方面所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法。
22、第五方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：处理器、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型，其目标函数中的总运输成本包括运输成本和公平成本两部分，其中公平成本被定义在服务客户弧(ic,jc)中；而时空状态弧(i,j,t,t',w,w')的成本为ci,j,t,t',w,w'，配送车辆v是否在时空状态弧(i,j,t,t',w,w')上运行被定义为自变量则目标函数表示为：
3.根据权利要求2所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，在城市末端配送中要确保配送车辆v,v∈V∪V*在开始时间ev，仓库ov,ov∈N出发，在结束时间lc，返回仓库dv,dv∈N；而在配送过程中配送车辆v只单向运行一次，即配送车辆v在时间t到达节点i时，必须在时间t'离开；相应的约束条件如下：
4.根据权利要求3所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，基于交替方向乘子法对高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型进行重构，包括：将模型中较为复杂的难约束通过
5.根据权利要求4所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，对所重构的模型进行分解，包括：将重构的模型分解为一系列的只对应一配送车辆v的决策变量的子问题；为简化分解的模型，定义为除配送车辆v的货物外，剩下所有车辆配送货物的总和，通过采用变量，所重构的模型的目标函数分解为一系列单个配送车辆的目标函数。
6.根据权利要求5所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，对分解的模型进行线性化处理，包括：分解的模型中决策变量含义为配送车辆v是否在时空状态弧(i,j,t,t',w,w')上运行，为一个二进制变量，因此，根据二进制变量的特性将分解后的模型进行线性化以降低模型计算的复杂度。
7.一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化系统，其特征在于，包括：
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-6任一项所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型，其目标函数中的总运输成本包括运输成本和公平成本两部分，其中公平成本被定义在服务客户弧(ic,jc)中；而时空状态弧(i,j,t,t',w,w')的成本为ci,j,t,t',w,w'，配送车辆v是否在时空状态弧(i,j,t,t',w,w')上运行被定义为自变量则目标函数表示为：
3.根据权利要求2所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，在城市末端配送中要确保配送车辆v,v∈v∪v*在开始时间ev，仓库ov,ov∈n出发，在结束时间lc，返回仓库dv,dv∈n；而在配送过程中配送车辆v只单向运行一次，即配送车辆v在时间t到达节点i时，必须在时间t'离开；相应的约束条件如下：
4.根据权利要求3所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，基于交替方向乘子法对高铁快运下城市末端物流配送路径优化模型进行重构，包括：将模型中较为复杂的难约束通过松弛整合到目标函数中，使约束条件简单化，松弛的设计是采用系数λc来约束，其含义为配送货物服务的利润；通过设置惩罚系数来阻止违法配送服务的发生，惩罚系数ρ含义为违反配送服务的惩罚程度。
5.根据权利要求4所述的高铁快运下城市末端物流配送路径优化方法，其特征在于，对所重构的模型进行分解，包括：将重构的模型分解为一系...
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