[发明专利]基于定积分的滚动时域控制策略的动态车辆路径优化方法

说明书

本发明提供了一种基于定积分的滚动时域控制策略的动态车辆路径优化方法，首先构建预期服务时间服从正态分布的动态车辆路径模型，然后采用基于定积分的滚动时域控制策略对动态车辆路径模型进行优化，并采用遗传算法对配送车辆的路径进行优化，以优化车辆的总行驶距离和所有客户的总等待时间。与现有技术相比，本发明基于定积分的滚动时域控制方法能够在配送距离、客户等待时间、加班服务客户数和计算时间上均优于平均滚动时域控制策略和随机滚动时域控制策略，能够有效减少车辆的总行驶距离和所有客户的总等待时间，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于车辆调度技术领域，特别涉及一种基于定积分的滚动时域控制策略的动态车辆路径优化方法，适用于基于时间序列的动态求解问题，如动态车辆路径规划、运输装置的动态调度、无人机路径规划等应用领域。

背景技术

近年来，外卖行业日趋火爆，外卖O2O的发展与消费者的快速收到外卖心态的矛盾越发明显。“网站+送餐”的模式分为轻模式和重模式，区别在于配送团队是第三方配送还是自建配送团队。配送团队的工作效率，服务的态度是各个公司考虑的几个关键问题之一。与之相应，配送人员的工资也与配送单数有关，如何提高配送人员的工作效率，提高服务水平是目前较为热点的问题。从商店出发到各个地址进行配送，再回到商店可以看作是一个经典NP难问题。

关于如何有效提高配送的效率，现有技术中给出了很多的解决方法，如采用蚁群算法、多尺度路径算法、模拟退火法、粒子群算法等对配送路径进行规划，这些路径规划的方法都是基于现有接收的订单在进行规划的，属于被动的规划，但是无法对配送时间段内的配送需求进行合理的预测。

发明内容

针对上述动态车辆路径优化方法中存在的问题，本发明公布了一种基于定积分的滚动时域控制策略的动态车辆路径优化方法，根据定积分求得正态分布的面积等同于正态分布所在区域的概率的特性，计算出系统时间的总概率及每个窗口的平均概率，并通过平均概率计算出每个时间窗口的大小来进行配送时间窗口的划分，能够有效减少车辆的总行驶距离和所有客户的总等待时间，实现优于现有技术的平均滚动时域控制策略和随机滚动时域控制策略的路径规划效果。

本发明提供的基于定积分的滚动时域控制策略的动态车辆路径优化方法，其特征在于，该优化方法包括如下步骤：

步骤1：构建预期服务时间服从正态分布的动态车辆路径模型；

步骤2：采用基于定积分的滚动时域控制策略对步骤1的动态车辆路径问题模型进行优化，并采用遗传算法对配送车辆的路径进行优化，以优化车辆的总行驶距离和所有客户的总等待时间。

作为本发明的进一步限定，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤21：滚动时域初始化，根据配送中心的服务时间，基于定积分的滚动时域控制策略划分滚动时域控制的窗口大小；

步骤22：客户信息获取，根据定积分时间窗口获取处于定积分时间窗内的客户，获取客户的信息；

步骤23：路径规划，将获取到的客户信息，采用遗传算法产生配送路径，剩余订单交由下一个时域处理；

步骤24：窗口滚动，进入下一个窗口，返回至步骤22继续执行，直到所有窗口全部配送完毕。

所述步骤1中预期服务时间服从正态分布的动态车辆路径模型具体如下：

目标函数：

其中，客户等待时间的计算方法为：

约束条件：

PT：N(μ，σ²) (8)