[发明专利]求解单车场时变关联物流运输车辆路径问题的算法

说明书

技术领域

本发明属于工程技术领域，涉及一种单车场时变关联物流运输车辆路径问题的混沌禁忌搜索算。

背景技术

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车辆路径问题，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。

目前，国内车辆路径问题的研究主要使用的方法主要有以下几个问题：所有车辆货物的装载没有考虑货物之间的具有的关联约束。

因此，现有的物流配送方法存在缺陷，需要改进。

单车场时变关联物流运输车辆路径问题同时考虑具有速度时变情况，以及货物性质关联约束的情况，以惩罚成本的形式将货物关联加入目标函数中。单车场时变关联物流运输车辆路径问题是车辆路径的一个扩展，车辆路径问题已经是一个NP-完全难题，再加入速度时变、货物关联，则该问题也是一个NP-Hard 问题，这意味着在问题规模增大到一定数量时将很难或者根本无法求得问题的全局最优解。采用精确算法虽然可以对小规模的单车场时变关联物流运输车辆路径问题得到最优解，但却不适用于求解现实中的大规模的单车场时变关联物流运输车辆路径问题。有些学者运用序列插入启发式算法求解过单车场车辆路径问题，但对于有多重约束的单车场时变关联物流运输调度问题难以适用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种求解单车场时变关联物流运输车辆路径问题的算法，该算法采用混沌禁忌搜索算法，以对具有多重约束的车辆路径问题进行求解。

本发的单车场时变关联物流运输车辆路径问题的方法包括两部分的内容，（1）建立单车场时变关联物流运输车辆路径问题的数学模型，以总的运输成本最低为目标函数，将货物间的关联以关联惩罚成本的形式加入到目标函数当中去，在考虑最大载重约束和最大距离约束的同时考虑速度时变的影响，（2）针对标准禁忌搜索算法寻优依赖初始解以及邻域解的问题，使用混沌优化技术生成初始解，使用多种方式生成邻域解，改善算法的寻优能力。其主要步骤如下：

求解单车场时变关联物流运输车辆路径问题的算法,该算法采用混沌禁忌搜索算法，它包括以下步骤：

1）考虑速度时变的影响，将货物关联性质以关联成本的形式加入到目标函数当中去，建立数学模型：

步骤1）考虑速度时变的影响，将货物关联性质以关联成本的形式加入到目标函数当中去，建立数学模型，具体步骤如下：

步骤1.1：车场有                                                名要服务的客户，其中第个客户的货运量为（=1，2，…，），需要将货物从车场配送给客户，车辆的最大载重量已知为，已知<，我们提前对需要调用的车辆数按照公式（1）进行估计：

                                                   （1）

其中，[ ]代表不大于括号内的数字的最大正整数；是对装车和卸车的困难程度以及约束的估计，；

步骤1.2： 定义如下变量：

                                           （2）

                                     （3）

建立目标函数：

+，以最小配送费为目标，用表示从客户到客户的运输成本，=，考虑速度时变因素，关联成本，第一项为运输成本，第二项为关联成本，表示装载在第台车上的货物间的关联系数，其值越大，则表示货物之间的兼容性就越好，货物不兼容所产生的费用就越低，越小，则表示货物之间的兼容性就越差，货物不兼容所产生的费用就越高，第三项为车辆固定使用成本，为单台车固定使用成本；

步骤1.3：建立不等式约束：

                                       （4）

                            （5）

                             （6）

                                 （7）