[发明专利]一种电动汽车电池配送中心的选址方法

权利要求书

1.一种电动汽车电池配送中心的选址方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、定义运输费：

将目标地区中共计n个换电站中的第j个换电站记为N_j，j∈{1,2,…,n}；

将目标地区中m个电池配送中心中第i个电池配送中心记为M_i，i∈{1,2,…,m}；

将m个电池配送中心中建造第i个电池配送中心的固定成本记为f_i；

将第j个换电站与m个电池配送中心中各电池配送中心之间的运输费用按升序进行排序，获得第j个运输费用向量c_j，c_j＝[c_1j,c_2j,...,c_ij,...,c_mj]^T；

步骤2、按如下过程构建电池配送中心选址模型：

步骤2.1、在所述目标地区中建造电池配送中心的固定成本f_F(y)的表达如式(1)：

式(1)中，y_i表示第i个电池配送中心的建造结果，以y_i＝0表征建造第i个电池配送中心；以y_i＝1表征不建造第i个电池配送中心；

步骤2.2、在所述目标地区中换电站与电池配送中心的运输成本f_C(y)的表达如式(2)：

式(2)中，表示与运输费用向量c_j相应排序后的第r个电池配送中心的建造结果；

步骤2.3、在所述目标地区中电池配送中心的总成本f(y)由式(3)表达：

f(y)＝f_F(y)+f_C(y) (3)；

步骤3、将式(3)所表达的总成本f(y)，通过合并同类项，得到式(4)的表达形式：

式(4)中，a₀表示常数项，a₁和a₂分别表示y₁和y₂的线性项的系数，a_h和a_h+1分别表示y₁y₂和y₁y₃项的系数，a_k和a_k+1分别表示y₁y₂y₃和y₁y₂y₄项的系数，a_g表示项的系数；

将式(4)中y_i的线性项的系数记为A_i，包含y_i的所有系数和记为B_i；

步骤4、利用khumawala规则对式(4)所表达的总成本表达式f(y)按如下方式进行预处理：

若A_i≥0，则y_i＝0；

若B_i≤0，则y_i＝1；

若A_i＜0且B_i＞0，令y_i＝#，y_i＝#表示不确定情况，所述不确定情况是指在利用khumawala规则对式(4)所表达的总成本表达式f(y)进行预处理后仍不能确定电池配送中心i是否建造，从而得到预处理后的建造选择向量记为Y，Y＝[y₁,y₂,...,y_i,...,y_m]^T，y_i由{0,1,#}表示；

步骤5、判断所述预处理后的建造选择向量Y中是否还存在不确定的情况，若存在，则执行步骤6；否则将所述预处理后的建造选择向量Y作为最优选址方案输出；

步骤6、基于最大分支准则算法或最小分支准则算法获得最优选址方案；

所述基于最大分支准则算法获得最优选址方案是按如下步骤进行：

步骤(1)、定义一个m维向量best，并初始化best＝[1,1,...,1]^T；

初始化所述m维向量best所对应的总成本f(best)为：定义分支层数为p，初始化p＝1；

步骤(2)、将所述预处理后的建造选择向量Y＝[y₁,y₂,...,y_i,...,y_m]^T作为第p层分支的建造结果Y_p；

步骤(3)、计算第p层分支的建造结果Y_p所对应的总成本表达式f(y)中每个建造结果y_i的线性项系数以及包含y_i的所有系数和构成集合D^(p)：

步骤(4)、从集合D^(p)中选取最大值所对应的第i个电池配送中心的建造结果记为第p层分支变量y_p，并令y_p＝0；

步骤(5)、利用所述khumawala规则对所述第p层分支的建造结果所对应的总成本表达式f(y)再次处理，得到第p+1层分支的建造结果Y_p+1；

步骤(6)、判断第p+1层分支的建造结果中是否还存在不确定的情况，若存在，则执行步骤(7)；否则执行步骤(8)；

步骤(7)、将p的值增加1，并返回步骤(3)；

步骤(8)、将所述第p+1层分支的建造结果Y_p+1所对应的总成本与总成本f(best)进行比较，选取较小值重新赋值给f(best)，选取较小值对应的建造结果赋值给best；

步骤(9)、重新赋值y_p，令y_p＝1；

步骤(10)、利用所述khumawala规则对所述第p层分支的建造结果所对应的总成本表达式f(y)重新进行处理，得到第p+1层分支的建造结果Y′_P+1；

步骤(11)、判断第p+1层分支的建造结果中是否还存在不确定的情况，若存在，则执行步骤(7)；否则执行步骤(12)；

步骤(12)、将所述第p+1层分支的建造结果Y′_p+1所对应的总成本与总成本f(best)进行比较，选取较小值重新赋值给f(best)，选取较小值对应的建造结果赋值给best；

步骤(13)、判断第p层分支变量y_P的取值情况；若y_P＝1，执行步骤(14)，否则返回步骤(9)；

步骤(14)、将p的值减小1；

步骤(15)、判断p是否大于“0”；若是，则返回步骤(13)；否则将向量best作为最优选址方案输出；

所述基于最小分支准则算法获得最优选址方案是按如下步骤进行：

步骤(1)、定义一个m维向量BEST，并初始化BEST＝[1,1,...,1]^T；

初始化所述m维向量BEST所对应的总成本f(BEST)为：定义分支层数为q，并初始化q＝1；

步骤(2)、将所述预处理后的建造选择向量Y＝[y₁,y₂,...,y_i,...,y_m]^T作为第q层分支的建造结果Y_q；

步骤(3)、计算第q层分支的建造结果Y_q所对应的总成本表达式f(y)中每个建造结果y_i的线性项系数以及包含y_i的所有系数和构成集合D^(q)：

步骤(4)、从集合D^(q)中选取最小值所对应的第i个电池配送中心的建造结果记为第q层分支变量y_q，并令y_q＝0；

步骤(5)、利用所述khumawala规则对所述第q层分支的建造结果所对应的总成本表达式f(y)再次处理，得到第q+1层分支的建造结果Y_q+1；

步骤(6)、判断第q+1层分支的建造结果中是否还存在不确定的情况，若存在，则执行步骤(7)；否则执行步骤(8)；

步骤(7)、将q的值增加1，并返回步骤(3)；

步骤(8)、将所述第q+1层分支的建造结果Y_q+1所对应的总成本与总成本f(BEST)进行比较，选取较小值重新赋值给f(BEST)，选取较小值对应的建造结果赋值给BEST；

步骤(9)、重新赋值y_q，令y_q＝1；

步骤(10)、利用所述khumawala规则对所述第q层分支的建造结果所对应的总成本表达式f(y)重新进行处理，得到第q+1层分支的建造结果Y′_q+1；

步骤(11)、判断第q+1层分支的建造结果中是否还存在不确定的情况，若存在，则执行步骤(7)；否则执行步骤(12)；

步骤(12)、将所述第q+1层分支的建造结果Y′_q+1所对应的总成本与总成本f(BEST)进行比较，选取较小值重新赋值给f(BEST)，选取较小值对应的建造结果赋值给BEST；

步骤(13)、判断第q层分支变量y_q的取值情况；若y_q＝1，则执行步骤(14)，否则返回步骤(9)；

步骤(14)、将q的值减小1；

步骤(15)、判断q是否大于“0”；若是，则返回步骤(13)，否则将向量BEST作为最优选址方案输出。