[发明专利]一种合作式物流问题的任务分配与路径规划方法

说明书

本发明属于物流管理领域，具体涉及一种合作式物流问题的任务分配与路径规划方法。第一步建模型，总公司辖有M个子公司，所有子公司共有N个订单需要满足，子公司统一使用具有相同载重量的车型运送货物；目标是得到运输距离最短的路径行驶方案；第二步，求解模型，订单重分配的结果是将总订单进行重新分配，从而根据订单的地理位置互补性将订单分配给相对最近的子公司，实现总订单的最优分配。下一步就是基于S_m、R_m进行子公司内部的车辆路径规划，目标是优化每一个子公司的运输成本，得到运输距离最小的车辆配送路线。本发明有助于减少物流公司及其子公司的运输成本，并有助于减少CO₂的排放，从而实现公司间的共赢与环境友好型发展。

技术领域

本发明属于物流管理领域，具体涉及一种合作式物流问题的任务分配与路径规划方法。

背景技术

随着物流产业的迅速发展，物流公司迫切需要提高运输效率以保证竞争力。提高运输效率的一个关键措施便是减少不必要的花费，包括时间花费、油料花费等。对于一个下辖了几个子公司的物流总公司来说，物流运输的一个关键目标便是实现总运输成本的最小化。现有的管理模式是基于子公司的“烟囱式”管理，即每一个子公司只对公司内部的订单进行配送，而不会对其他处于同一级别的子公司的订单配送产生影响。这种配送模式便于总公司进行管理，但无合作的配送极易产生不必要的花费，例如公司A负责的订单E在地理位置上更接近于公司B，若将订单E按照“烟囱式”管理分配给公司A，则会产生比分配给公司B更大的运输花费。为了提高总物流系统的运输效率，减少不必要的物流成本，子公司之间的合作迫切需要，这就产生了合作式车辆路径规划问题(CoVRP)。

CoVRP通过对联盟参与者的订单进行基于地理位置的重新分配，使得各参与者实现订单配送的优势互补，从而最大化总运输距离以及各参与者的运输距离减少量。除了可以减少物流系统的不必要的花费，子公司之间的合作也对污染物减少方面起到积极的效果。众所周知，道路运输是CO2排放的主要来源之一，合作式的物流规划可以显著减少车辆的运输距离，进而有益于CO2等污染物排放量的减少。

本发明提出一种合作式物流问题的求解策略。首先构建了CoVRP问题的数学模型，然后设计了一个两阶段启发式算法进行求解。第一阶段进行基于两个距离准则的订单分配。通过对所有子公司进行订单重新分配，实现所有订单的最佳分布。第二阶段是基于混合遗传算法求解单个公司的车辆路径规划问题，这一阶段的目标是实现各个子公司运输成本的最小化。通过设计合作式物流问题的求解策略，最终实现公司间的共赢与环境友好型发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是合作式物流问题的任务分配与路径规划方法设计，即CoVRP的求解策略。CoVRP的目标是实现各个物流运输子公司运输成本的最大减少量，从而实现子公司间的优势互补、合作共赢以及整个物流公司的运输成本最小化。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

第一步，模型建立

一个总公司辖有M个子公司，所有子公司共有N个订单需要满足，子公司统一使用具有相同载重量的车型运送货物。目标是得到运输距离最短的路径行驶方案。以下是模型中各变量及其所代表的意义：

M：子公司个数；

N：总订单的个数；

C：车辆的载重能力；

K：车辆的数量；

H：所有车辆的集合；

k：车辆的编号，k_∈H；

V：所有点的集合，包括子公司与所有订单，V＝(1,2,…,N,N+1,…,M)；

i，j：集合V中任意点的编号；

A：所有订单的集合，A＝(1,2,…,N)；