[发明专利]一种基于空间区域划分模型的三维装载优化方法

权利要求书

1.一种基于空间区域划分模型的三维装载优化方法，其特征在于，包括：

根据不同客户配送商品的类型和货物规格大小确定合理的车辆空间分区模式，对配送车厢区域进行合理分区，确定各个区域大小以及每个车厢区域空间最多可装载情况；

利用满足约束条件的公式(1)作为优化目标构建基于配送车辆车厢空间区域划分的三维装载优化模型，

其中，Z是配送车辆装载率，K是配送车辆的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,h}，V_k是车辆k车厢的最大装载体积，是配送车辆k区域d内装载货物总体积，y_0ik是一个决策变量，表示若配送车辆k从配送中心驶向客户点i，则y_0ik＝1，否则，y_0ik＝0；

基于遗传算法GA和禁忌搜索算法TS的GA-TS混合优化算法对式(1)进行求解，获得最优的装载方案；

所述公式(1)满足的约束条件如下：

(1)配送车辆上每一区域内货物的数量是该配送车辆所服务的所有客户需求货物的合集，

其中，K是配送车辆的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,h}，是配送车辆k区域d内所装载的客户i的货物数量，是配送车辆k区域d内所装载的货物数量，是决策变量，表示若在配送车辆k的区域d里装载了客户i的货物，则否则，D表示配送车辆车厢的区域集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,n}，N_k是车辆k服务客户点的集合；

(2)每一辆配送车辆各区域装载货物的总重量不超过车辆的最大装载量，

其中，K是配送车辆的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,h},是配送车辆k区域d内装载货物的总重量，Q_k是车辆k车厢的最大载重量；D表示配送车辆车厢的区域集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,n}；

(3)每个客户的货物必须摆放在车厢内，

其中，表示车辆k上区域d内的第i个客户的第u个货物的背面左下角坐标，C表示所有客户需求的货物集合，C＝{c|c＝1_,2,3,...,m}；K表示配送车辆的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,h}；I表示所有客户点的集合，I＝{i|i＝1,2,3,...,N}；D表示配送车辆车厢的区域集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,n}；

(4)配送车辆任一区域内装载的货物不能超出车厢的货物范围，即各区域装载货物的长、宽、高的加和不能超过各区域的长、宽、高，

其中，p_d,r_d,c_d分别表示第d个区域内实际装载货物的层数，行数，列数；l_d,w_d,h_d是分别表示配送车辆的区域d的长，宽，高，l_dc,w_dc,h_dc分别表示配送车辆的区域d内装载的货物的长，宽，高，C表示所有客户需求的货物集合，C＝{c|c＝1,2,3,...,m}；D表示配送车辆车厢的区域集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,n}；

(5)后服务客户的货物不能压在先服务客户货物的上面，后服务客户的货物不能挡在先服务客户货物的前面，即先进后出先上后下约束，

其中，i和j分别表示配送车辆所服务的第i和第j个客户点，若i＜j，则代表配送车辆先服务客户i，后服务客户j，和分别表示货物c_kdiu和货物c_kdjv的正面右上角坐标的z坐标，和分别表示货物c_kdiu和货物c_kdjv的正面右上角坐标的y坐标；C表示所有客户需求的货物集合，C＝{c|c＝1,2,3,...,m}；K表示配送车辆的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,h}；D表示配送车辆车厢的区域集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,n}；I表示所有客户点的集合，I＝{i|i＝1,2,3,...,N},表示配送车辆k区域d内装载货物总数量；A表示与货物c_kdiu放在同一车辆同一区域中，同时与c_kdiu底面投影重叠的货物集合，B表示与货物c_kdiu在同一车厢同一区域中，同时底面与货物c_kdiu底面在同一高度的货物集合，l_dc,h_dc分别表示配送车辆的区域d内装载的货物的长和高；

(6)变量约束，

且i≠j,

其中，I₀＝I∪{0}，0表示配送中心，y_ijk是一个决策变量，表示若配送车辆k从节点i驶向j，则决策变量y_ijk＝1，否则，y_ijk＝0。