[发明专利]一种带软时间窗口的物流配送控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通运输工程，地理信息数据处理，计算机应用领域，运筹学，图论与网络分析，管理科学与工程，尤其涉及的是，物流配送领域。

背景技术

随着经济全球化和网络信息技术的飞速发展，物流配送作为一个新的经济增长点已经引起了人们的普遍关注。配送是物流系统的核心环节，是伴随着市场而诞生的一种必然的市场行为，随着市场竞争的日益激烈以及客户要求的不断提高，配送在未来的市场竞争中将起到举足轻重的作用。在配送业务中，配送车辆优化调度问题的涉及面较广，需要考虑的因素也很多，对配送企业提高服务质量、降低经营成本、增加经济效益的影响也很大。

国内外学者着力于研究VRPTW(vehicle routing problem with time windows)问题，主要因为它是物流配送和交通运输的核心问题，只有解决了调度问题才能使配送有效合理。VRPTW问题的目标函数可以描述为车辆生产地到各分散客户点之间的行驶线路总花费最少。线路设计原则是，每个客户点只能被一辆车访问，且有约束的时间窗，如果不在时间窗之内送达货物，物流中心将需要支付额外费用。每一条线上的客户点的货运需求总量不能超过线路上的车辆的载重量。每个客户的需求必须满足，且只能由一辆车配送。VRPTW问题实用性较强，尤其在3PL（thirdparty logistic）中。Lenstra和Kan(1981)证明VRPTW问题属于NP难度组合优化问题。VRPTW问题的解法丰富，比较常见的可以分为精确算法和启发式算法。采用精确算法解决VRPTW问题时，时间复杂度过高。近几年，虽然一些学者在研究VRPTW问题中用到了精确算法，但是启发式算法能在可行的时间复杂度之内优化问题，大多数学者还是着力研究启发式算法来解决VRPTW问题。总的来说，VRPTW问题比VRP问题难些。因此，采用启发式算法解决VRPTW问题更好些。近期以来，用启发式算法解决VRPTW问题已取得了较好的结果。

但是，不管用哪种方法求解物流配送问题都很少能顾及下面3个问题：①各个配送客户点之间的距离是以其直线距离作为计算依据，脱离了配送客户点之间的实际路网；②现有的VRPTW问题的研究，没有考虑道路的行车实际情况，如：通流能力、道路节点等地理信息因素考虑进去；③现有的研究多是针对硬时间窗情况，要求车辆必须在规定时间段内到达，较少考虑车辆可以在时间窗外到达，但会增加成本费用。

因此，现有的物流配送方法存在缺陷，需要改进。

发明内容

为了克服已有的配送方式中的各个配送点之间没有以时间窗为分类依据、没有考虑道路质量，流通能力等地理信息因素、网点数较小等不足，本发明提供一种以配送点间的收货实际路网线路距离为计算依据，同时考虑道路实际行车能力、网点数较大、配送点对货运需求时间的带软时间窗口的物流配送控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带软时间窗口的物流配送控制方法，所述物流配送控制方法包括以下步骤：

A1.建立网络模型，使用ArcGIS软件，建立网络数据集和路网之间的拓扑关系；根据矢量数据中的Shap_Length字段属性建立网络数据集中的道路阻值；再对网络数据集进行网络分析，得到配送目标节点之间的最小费用的OD矩阵，为车辆优化调度模型提供车辆行驶费用权值，考虑道路节点，为道路交通灯路口、收费站赋予费用权重；

A2.建立带软时间窗车辆优化调度模型VRPTW；

问题描述：有m个产品生产地A生产某种产品，其产量分别为a_i，有n个客户点B，其需求量分别为b_j，按照客户点的需求将产品在规定时间窗内配送，如果各项配送任务没有在指定的时间范围内完成，则给予惩罚；

要求各车辆的行驶路线满足约束条件：i.每条路线的起点必须是生产地，终点为客户点，不考虑回程；ii.每条路线的总载量不得大于运载车辆的最大允许载重量；iii.每个指定客户必须仅被服务一次；iv.每个客户都有它被服务的规定的时间窗限制，如果车辆提前达到客户点，则支付等待费用，若车辆延迟到达客户点，则支付延迟费用；