[发明专利]一种从地图数据中获取多车辆导航路径的方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆导航方法，特别是涉及一种从地图数据中获取多车辆导航路径的方法。

背景技术

为了改善现代物流运输业中货物运输的质量，充分发挥运输车辆的效能，除了进一步扩大、改善城市道路系统和交通设施之外，所需投资更少、见效迅速更快、可行性更高的方法是加强运输的科学组织管理。作为科学运输管理及智能交通系统（ITS）的重要方面——物流配送车辆的调度问题是直接与消费者相连的重要环节，涵盖的作业流程众多。采用系统优化的方法来确定配送线路是车辆调度的核心部分，即合理的进行配货优化、货物配装优化，特别是配送线路优化，能够大大提高运输效率，降低行驶费用，减少车辆空驶里程，增加货运量，提高营运收入，同时减少废气排放量，降低城市空气污染水平，降低交通事故率。

物流车辆调度技术经历了传统的人工经验调度和计算机辅助的、静态的事先规划调度，发展到现在的实时动态的智能调度。传统的人工经验调度是根据调度员的经验，进行运输任务的分配、人员车辆班次的确定以及运输线路的制定。随着车辆、运输量以及运输约束条件（例如服务时间窗口、货物混装限制等）的增加，人工排班的弊端日益显现，往往导致线路不合理，浪费了宝贵的运输资源。伴随着计算机技术以及数学工具的不断运用，人们开始尝试对车辆路径问题建立各种数学模型，并用计算机路径计算与规划，得到了很好的效果，可比人工调度节约至少 10%的运输费用。随后这种方法在烟草运输等行业有了初步的应用，但其缺点是当面临大规模问题时，运算速度慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种从地图数据中获取多车辆导航路径的方法，实现从地图数据中快速获取多车辆的导航路径。

一种从地图数据中获取多车辆导航路径的方法，用于生成多车辆从配送中心出发途经若干服务点进行服务后回到配送中心的导航路径，包括以下步骤：

1）数据获取步骤：获取地图数据、以及车辆必须经过的所有服务点的服务点数据，该服务点数据至少包括：服务点的位置数据；

2）导航路径生成步骤：根据所述地图数据和所述服务点数据生成包含多条子线路的多车辆导航路径，其包括以下子步骤：

2-1）初始导航路径生成步骤：2-1-a）：选择一个服务点作为初始点，在车辆从配送中心去往该初始点以及从该初始点返回配送中心的路径中，插入若干服务点作为该路径的途经点以形成一条子线路；2-1-b）：重复步骤a以形成多条子线路，使得所有服务点均处于其中一条子线路的途经点，从而形成初始导航路径；2-1-c）：通过所述地图数据以及各服务点的位置数据计算出初始导航路径的路程总长度S1；

2-2）第一优化步骤：2-2-a）：在初始导航路径中，选择任意一条子线路的一个途经点，将该途经点随机地与同一条子线路或非同一条子线路的其他途经点进行交换、或者选择任意一条子线路的一段路径段随机地与同一条子线路或非同一条子线路的其他路径段进行交换以形成第一优化导航路径，计算第一优化导航路径的路程总长度S2，2-2-b）：若S2<S1，用第一优化导航路径替代初始导航路径并重复步骤2-2-a），否则，直接重复步骤2-2-a）并累计1次第一优化次数，当第一优化次数大于预定值时，退出第一优化步骤；

2-3）第二优化步骤：2-3-a）：在第一优化导航路径中，随机地将任意一条子线路中的一个途经点删除，并重新将其随机地插入至其原子线路或非原子线路中作为途经点以形成第二优化导航路径，计算出第二优化导航路径的路程总长度S3，2-2-b）：若S3<S2，用第二优化导航路径替代第一优化导航路径并重复步骤2-3-a），否则直接重复步骤2-3-a）并累计1次第二优化次数，当第二优化次数大于预定值时，退出第二优化步骤；

3）导航路径输出步骤：将步骤2-3）得到的第二优化导航路径发送至被导航车辆的导航终端中。

优选地，所述步骤2-1-a）中，插入服务点时，优先选择插入费用函数最小的服务点进行插入，所述插入费用函数                                                ，其中，分别是一条子线路中的两个服务点，是待插入的服务点，、、分别是车辆从服务点到、到、及到所需要的费用。

优选地，所述步骤2-1-a）中，所述初始点选择未插入子线路中的距离配送中心最远的服务点。

所述服务点数据还包括该服务点的货物量，所述步骤a中，当该子线路中的服务点的货物量总和超过预设的值时，停止在该子线路中插入新的服务点。