[发明专利]基于SP模型的两阶段路径规划优化方法

权利要求书

1.一种基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、构建关于运营成本的路径规划数学模型；

S2、基于Dantzig-Wolfe分解方式，将所述路径规划数学模型分解为路径优化主问题和资源优化子问题；

S3、根据预设初始解求解算法，计算所述路径规划数学模型的初始解，并根据所述初始解初始化分支定价问题树，使所述初始解作为所述分支定价问题树的根节点；

S4、从所述分支定价问题树取出头节点，进行列生成，对所述资源优化子问题进行求解，其中，判断对应的所述路径优化主问题的解是否为整数解，若是，则更新所述分支定价问题树的上界，并将对应的所述路径优化主问题的解进行剪枝；若否，则基于对应的所述路径优化主问题的解的弧值构建所述分支定价问题树的分支节点；

S5、判断所述分支定价问题树是否为空，若否，迭代至步骤S4；若是，则输出所述路径优化主问题的解作为路径规划优化结果。

2.如权利要求1所述的基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，所述路径规划数学模型满足以下关系式：

c^k_ij＝d_ijδ_k；

y_ij≥0，i≠j＝(0，...，n)；

x^k_ij∈{0，1}，i≠j＝(0，...，n)，k＝(1，...，T)；

其中，T表示车型数目，Q_k表示车型k的最大载客量，p_j表示第j个站点的乘客数量，c^k_ij表示第k个车型从站点i行驶至站点j的能耗，为零一变量，取值1表示第k种车型从站点i行驶至站点j，0表示车辆统一放置中心，y_ij表示从站点i到站点j的乘客装载量。

3.如权利要求2所述的基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，所述路径优化主问题满足以下关系式：

p_ij∈{0，1}；

θ_i≥0；

其中，θ_i表示模型选择可行路径i的系数；p_ij为表示在可行路径i中含有站点j的零一变量，若含有则p_ij取1，否则取0；c_i表示第i条可行路径的能耗；

所述资源优化子问题满足以下关系式：

4.如权利要求3所述的基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，步骤S3中的所述预设初始解求解算法，包括并行蚁群算法和变邻域搜索算法。

5.如权利要求4所述的基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述根据预设初始解求解算法，计算所述路径规划数学模型的初始解的步骤，还包括步骤：

根据预设初始解改进方法，对所述初始解进行处理，所述预设初始解改进方法包括状态压缩动态规划法和混合整数规划法。

6.如权利要求5所述的基于SP模型的两阶段路径规划的优化方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：

S31、初始化剩余站点集合S和初始路径集合T，其中S为所有到指定目的地的乘客数非零的站点集合，T为空集，利用所述并行蚁群算法对所述剩余站点集合S进行计算，得到最佳路径，并将所述最佳路径放入所述初始路径集合T，同时将所述最佳路径中的站点从所述剩余站点集合S移出，重复上述步骤直到所述剩余站点集合S为空集；

S32、基于所述预设初始解改进方法，对所述初始路径集合T进行优化，得到第二路径集合T2；

S33、利用所述变邻域搜索算法对所述第二路径集合T2进行优化计算，得到第三路径集合T3；

S34、基于所述预设初始解改进方法，对所述第三路径集合T3进行优化，输出得到所述初始解。