[发明专利]一种基于变邻域并行退火算法的物流配送路径规划方法

权利要求书

1.一种基于变邻域并行退火算法的物流配送路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取待物流配送路径规划的配送相关数据，所述配送相关数据包括配送中心和配送点数据以及配送车辆数据；

配送中心和配送点位置坐标分别x_i,y_i(i＝0…N)，其中，i为配送点编号，配送中心编号为0；配送点需求量D_i，最早最晚到达时间分别为e_i,l_i，卸货时间分别为t_i；

配送车辆的类型和数量，根据配送车辆的类型确定各类型车辆的最大载重Q_m，最大行驶距离s_m，平均车速V_m，单位距离运输成本c_m；

2)根据配送相关数据获得配送点之间的相互距离矩阵和运输时间矩阵；

3)根据配送相关数据以物流配送成本最低设计目标函数，建立物流配送路径规划优化模型；

4)利用配送点数据，根据时间窗约束、车辆载重约束以及行驶距离约束规划各车辆的路径，生成物流配送路径规划优化模型的初始的较优解；

5)寻找最优配送路径：采用变邻域搜索算法框架，基于从路径间到路径内的层次，依次利用扰动算子对较优解进行调整，产生不同的邻居解，扩展最优解的搜索空间，针对每次利用扰动算子扩展的搜索空间，采用禁忌搜索算法寻找局部最优解；

6)当局部最优解结果收敛且达到设定的最优解不变跳出代数则结束，输出最优路径结果，包括所需车辆类型以及数量、每台车的配送路径及目标函数值。

2.根据权利要求1所述的基于变邻域并行退火算法的物流配送路径规划方法，其特征在于，所述步骤4)中使用改进的前向插入启发式PFIH方法生成初始较优解；

改进的PFIH方法具体步骤为：

随机选取未分配路径的配送点并尝试插入当前路径，检查是否满足车辆载重和时间窗约束，若存在多个可行插入位置，则选择最小插入成本位置插入，将未被分配路径的配送点依次插入到当前路径中，直到当前路径的配送需求超过该车辆的配送能力为止，此时一条新的路径形成；

重复该流程，直到所有配送点都被分配至路径上为止；其中，在选择未被分配路径的配送点时，综合考虑配送点距离配送中心的距离和时间窗的宽度，引入时间窗紧密度的概念，公式如下：

A×(l_i-e_i)-d_0i

其中，配送点i的时间窗约束为[e_i,l_i]，A表示时间窗相对于距离的权重系数，时间窗紧密度越小，即配送点的时间窗越短且距离越远，则优先考虑将该配送点作为候选配送点插入当前路径中。

3.根据权利要求1所述的基于变邻域并行退火算法的物流配送路径规划方法，其特征在于，所述步骤5)中依次利用扰动算子对较优解进行调整是在变邻域搜索算法中的扰动过程为依次采用以下3个算子：cross_exchange、exchange_two_route和exchange_one_route算子，分别依次从路径间到路径内对解的结构进行调整，产生新解；其中，

cross_exchange算子交换两条不同路径中两个配送点后面的路径部分，即在两条路径中分别取1个交换位置，将第1条路径交换位置之后的所有配送点与第2条路径交换位置之后的所有配送点互换；

exchange_two_route算子交换两条路径间的两个配送点，即在两条路径中分别取1个配送点进行交换；

exchange_one_route算子交换某一条路径内的两个配送点，即在同一条路径中分别取2个配送点进行交换。