[发明专利]车辆路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种车辆路径规划方法，其特征在于，包括：

编码货物+车型染色体：在采集货物信息和车型信息，生成货物序列和车型序列后，基于整数编码方法编制货物+车型染色体；所述货物+车型染色体包括前半部的货物片段和后半部的车型片段；

解码货物+车型染色体，对前述货物+车型染色体进行解码，包括步骤：

步骤1，切分车型片段，顺序按照从头至尾方向，每次只切分一个车型，获取该车型的车厢体积；切分货物片段，顺序按照从头至尾方向，逐个切分，直至本次已切分的货物体积之和超过车型的车厢体积为止，或者货物片段已切分完毕；

步骤2，利用预设的车辆装载算法，对已切分的车型和货物进行校验并生成车辆装载方案；判断校验后是否有未装入的货物，判定为是时，将未装入的货物放回货物片段中，循环处理步骤1和步骤2，直至将所有货物都装入对应的车辆中；

步骤3，根据每辆车已装入的货物，生成车辆路径方案，并计算每条路径的最早卸货的窗口时间、运输总成本与运输总时间；所述车辆路径方案包括每条路径上的车辆装载方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在货物片段编码中，用特定整数表示货物数量、负责运输任务的车辆数量和对应的车型长度，其中，每箱货物有对应的装载基础信息，所述装载基础信息包括供应商信息、卸货时间窗、货物尺寸、货物重量和货物堆叠规则。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述货物片段以零部件包装容器为单位，将一箱货物作为一个基因；所述货物组合成托盘的，将组合后一个托盘视为一箱货物。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行前述解码货物+车型染色体操作后，还包括调整前述染色体货物片段和车型片段的序列，用以优化车型分配与需求拆分对应的车辆路径方案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调整前述染色体货物片段和车型片段的序列时，包括步骤：

获取货物信息和车型信息，生成货物+车型初始种群；

计算出初始种群中各条染色体的适应度函数值，得到各条染色体的初始Pareto解及其对应的车辆路径方案，写入预设的Pareto最优解集中；

对前述初始种群中的每个染色体进行遗传操作，生成货物+车型子代种群；计算出子代种群中各条染色体的适应度函数值，得到新Pareto解及其对应的车辆路径方案，并写入Pareto最优解集；

判断是否满足算法预设的终止条件，为否时，执行前述生成货物+车型初始种群的后续操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判定为是时，输出Pareto最优解集，其中，最优解包含该路径上供应商序列、车辆装载方案、运输时间t_i、运输总成本costR和运输总时间timeR信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述遗传操作包括选择、交叉和变异操作；所述遗传操作将染色体上货物片段和车型片段分别独立地进行选择、交叉和变异操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述选择操作采用精英保留策略；所述交叉操作采用Inver-over方法；所述变异运算采用单基因置换方法，以随机选择染色体中两个基因进行位置交换。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，遗传操作算法中包括初始种群、种群规模N、迭代次数T、交叉概率PC和变异概率PM参数。

10.一种以实现权利要求1-9中任一项所述的车辆路径规划系统,其特征在于，包括:

染色体编码模块，用以在采集待装箱的货物信息和车型信息，生成货物序列和车型序列后，基于整数编码方法编制货物+车型染色体；所述货物+车型染色体包括前半部的货物片段和后半部的车型片段；

染色体解码模块，用以执行：步骤1，切分车型片段，顺序按照从头至尾方向，每次只切分一个车型，获取该车型的车厢体积；切分货物片段，顺序按照从头至尾方向，逐个切分，直至本次已切分的货物体积之和超过车型的车厢体积为止，或者货物片段已切分完毕；步骤2，利用预设的车辆装载算法，对已切分的车型和货物进行校验并生成车辆装载方案；判断校验后是否有未装入的货物，判定为是时，将未装入的货物放回货物片段中，循环处理步骤1和步骤2，直至将所有货物都装入对应的车辆中；步骤3，根据每辆车已装入的货物，生成车辆路径方案，并计算每条路径的最早卸货的窗口时间、运输总成本与运输总时间；所述车辆路径方案包括每条路径上的车辆装载方案。