[发明专利]基于电动汽车的循环取货路径规划方法

说明书

本发明公开了一种基于电动汽车的循环取货路径规划方法，首先获取循环取货网络数据，并建立传统循环取货路径优化模型；然后建立能源限制约束条件，并将能源限制条件插入到传统循环取货路径优化模型中，建立有能源限制的电动汽车循环取货路径规划模型，最后采用遗传算法求解电动汽车循环取货路径规划模型，获得电动汽车循环取货的最优路径方案。本发明提供的电动汽车的循环取货路径规划方法，针对电动汽车的特点，解决了现有的循环取货车辆路径优化模型不适应于电动汽车的问题，并针对电动汽车有“能源耗尽”的风险，构建了适用于电动汽车的循环取货路径优化模型，实现对电动汽车在循环取货过程中的路径优化提供参考。

技术领域

本发明涉及电动汽车路径规划技术领域，特别是一种基于电动汽车的循环取货路径规划方法。

背景技术

循环取货最初是针对牛奶运输问题而发明的一种运输方式，卡车按照预先规划好的路线到不同的供应商处收购牛奶，同时卸下回收的空奶瓶，送牛奶时在用户处留下牛奶并把空瓶带走。后来被制造业所采用，逐渐发展成为制造商用同一货运车辆从多个供应商处收取零配件的运作模式，即车辆离开配送中心，依次到各供应商处取货，最终回到配送中心。这种模式能够确保物料以少批量、多频次的形式发往配送中心或装配厂，有利于实现零库存，同时避免了运输车辆返程空驶，提高了运输车辆的装载率。在进行循环取货时，车辆路径的设计是运输效率的决定性因素，因此，对取货车辆的路径进行优化至关重要，属于车辆路径问题(Vehicle Routing Problems,VRP)。

经典车辆路径规划问题只考虑单车场、单车型，只有载重限制，以运输成本最小为优化目标,是所有车辆路径问题的基础。此后在经典的车辆路径优化问题的基础上出现了大量的研究。目前的研究在VRP模型及其求解算法方面取得了丰硕的成果，但是针对该问题大多数研究都是基于传统燃油车辆的基础上进行的，而基于电动汽车的VRP的研究成果比较少。电动汽车和传统燃油汽车相比，续驶里程较短，取货过程中可能出现能源耗尽的情况，传统的循环取货车辆路径优化模型并不适用于电动汽车。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电动汽车的循环取货路径规划方法；本方法针对电动汽车的特点，构建了适用于电动汽车的循环取货路径优化模型，实现对电动汽车在循环取货过程中的路径进行优化。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于电动汽车的循环取货路径规划方法，其包括以下步骤：

步骤一：获取循环取货网络数据，并建立传统循环取货路径优化模型；

步骤二：按照以下公式建立能源限制约束条件：

式中，d_ij为顶点i与顶点j间的距离；表示为二元决策变量；p₀表示电动汽车空载时行驶单位距离所耗电能；p_f表示电动汽车装有单位重量的货物行驶单位距离所消耗的电能；为车辆k离开供应商i时，车上所载有的从所有已访问的供应商处取得的货物重量总和，当车辆k访问顶点i后接着去往顶点j时，否则P为车辆充满电时的电量，K为车辆集合；

步骤三：将能源限制条件插入到传统循环取货路径优化模型中，建立有能源限制的电动汽车循环取货路径规划模型，按照以下公式建立目标函数：其中，z为所有路径能源消耗之和；

步骤四：采用遗传算法求解电动汽车循环取货路径规划模型，获得电动汽车循环取货的最优路径方案。

优选地，所述传统循环取货路径模型为：

为决策变量，其含义为：供应商i被车辆k访问时，否则

表示表示从配送中心出发的车辆数；表示表示返回到配送中心的车辆数；