[发明专利]一种基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法

权利要求书

1.一种基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，构建车辆无人机协同配送的集合划分模型；

步骤S2，采用基于分支定价切割的精确式算法对集合划分模型进行求解，得出最优的车辆无人机协同配送路线；

所述步骤S2包括：

步骤S21，采用贪婪策略为集合划分模型构建一个可行解，首先根据初设的设备数构造条空路径，仅插入初始仓库点0和终点仓库n+1，取出一个尚未被插入的客户点，依次判断每条路的每个位置，寻找使得成本变动最小的路径与位置并将其插入，依次迭代插入所有的客户点，得到初始可行解集合R_P；

步骤S22，采用列生成算法求解集合划分模型的线性松弛问题；

步骤S23，判断能否添加有效不等式；

步骤S23的具体内容如下：

步骤S231，判断当前解是否为整数解，若为整数解，结束步骤S23；

步骤S232，判断是否存在能够切除当前分子解的有效不等式，若不存在有效不等式，结束步骤S23；

步骤S233，将有效不等式添加进受限集合划分模型，转至步骤S22；

步骤S24，判断经由上述步骤得到的解是否为整数解，若为整数解，输出最优解和最优值，结束步骤S2；

步骤S25，结合分支定界框架继续求解集合划分模型。

2.根据权利要求1所述的基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，所述集合 划分模型建立在车辆无人机可行协同配送路径的基础上，在满足每个客户单次服务的基础上，最小化总配送成本。

3.根据权利要求2所述的基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，所述车辆无人机可行协同配送路径是指在满足客户时间窗、需求、车辆和无人机的最大服务时长和载重约束的路径；对于一组待配送服务的客户，每个客户有特定的配送服务时间窗口，从配送中心到客户的产品配送由最初位于配送中心的卡车队列和无人机队列协同执行，其中每辆卡车与一架无人机固定搭配相互关联，用表示卡车和无人机车队的集合；车辆和无人机在载重和速度等方面存在差异；由于无人机降落通常需要特殊条件或客户的需求可能会超过无人机的负载，因此无人机只能单独服务部分客户，该部分客户集合用C^d表示；

车辆无人机能够在任意的客户点发生交互，交互时，卡车为无人机补满配送的商品以及为无人机更换电池，交互完成后，无人机从车辆上起飞继续服务另外的客户，服务完成后，无人机与卡车在客户点再次交互。

4.根据权利要求2所述的基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，所述总配送成本包括车辆的固定使用成本和车辆无人机的配送成本。

5.根据权利要求1所述的基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，所述步骤S22包括：

步骤S221，使用商业求解器求解受限制集合划分模型，取出相应约束的对偶变量，表示出变量的检验数；

步骤S222，使用启发式算法寻找检验数为负的路径；

步骤S223，使用双向标签算法寻找检验数为负的路径。

6.根据权利要求1所述的基于分支定价切割算法的协同配送路径优化方法，其特征在于，步骤S25包括：

步骤S251，选择分支变量，创建两个新的活跃节点；

步骤S252，选择合适的搜索策略；

步骤S253，判断是否存在待求解的活跃节点，若不存在活跃节点，结束步骤S25；

步骤S254，确定待求解的活跃节点；

步骤S255，判断该节点的松弛问题是否存在可行解，若无可行解，终止对该节点的搜索，更改节点的活跃属性，转至步骤S253；

步骤S256，判断是否满足该节点的目标值大于上界剪枝，若条件成立，终止对该节点的搜索，更改节点的活跃属性，转至步骤S253；

步骤S257，判断是否满足整数解；若满足整数解，终止对该节点的搜索，更改节点的活跃属性；判断该节点的目标值是否小于全局上界，若满足则用该节点目标值更新全局上界；

步骤S258，转至步骤S22，对活跃节点求解。