[发明专利]一种基于GIS富网络属性路网的大规模分类配送方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地理信息数据处理、计算机应用领域，运筹学，图论与网络分析，交通运输工程，管理科学与工程，尤其涉及的是，物流配送领域。 

背景技术

随着经济全球化和网络信息技术的飞速发展，物流配送作为一个新的经济增长点已经引起了人们的普遍关注。配送是物流系统的核心环节，是伴随着市场而诞生的一种必然的市场行为，随着市场竞争的日益激烈以及客户要求的不断提高，配送在未来的市场竞争中将起到举足轻重的作用。 

国内外学者着力于研究VRPTW(vehicle routing problem with time windows)问题，主要因为它是物流配送和交通运输的核心问题，只有解决了调度问题才能使配送有效合理。VRPTW问题的目标函数可以描述为车辆从仓库（单仓库）到各分散客户点之间的行驶总距离最短和线路总花费最小。线路设计原则是，每个一个客户点只能被一辆车访问，同时必须在规定的时间窗之内。所有的线路的起点和终点必须是同一个仓库，并且在每一条线上的客户点的货运需求总量不能超过线路上的车辆的载重量。VRPTW问题实用性较强，尤其在3PL（thirdparty logistic）中。对于上百个客户点的配送问题，通过可伸缩方法在限制的时间内能得到较好的结果。Lenstra和Kan(1981)证明VRPTW问题属于NP难组合优化问题。VRPTW问题的解法丰富，比较常见的可以分为精确算法和启发式算法。采用精确算法解决VRPTW问题时，时间复杂度过高。近几年，虽然一些学者在研究VRPTW问题中用到了精确算法，但是启发式算法能在可行的时间复杂度之内优化问题，大多数学者还是着力研究启发式算法来解决VRPTW问题。总的来说，VRPTW问题比VRP问题难些。因此，采用启发式算法解决VRPTW问题更好些。近期以来， 用启发式算法解决VRPTW问题已取得了较好的结果。 

但是，不管用哪种方法求解物流配送问题都很少能顾及下面3个问题：①各个配送客户点之间的距离是以其直线距离作为计算依据，脱离了配送客户点之间的实际路网；②现有的VRPTW问题的研究，没有考虑道路的行车实际情况，如：车道数、通流能力等地理信息因素考虑进去；③现有的研究多是针对网点数据较小的情况（一般不超过20个），但在网点数目庞大的情况下，从计算量上，很难得到精确解。 

因此，现有的物流配送方法存在缺陷，需要改进。 

发明内容

为了克服已有的配送中的各个配送点之间是以直线距离为计算依据、没有考虑道路质量，流通能力等地理信息因素、网点数较小等不足，本发明提供一种以配送点间的实际路网线路距离为计算依据，同时考虑道路实际行车能力、网点数较大、配送点对货运需求时间的物流配送方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种基于富网络属性路网的物流配送方法，包括以下步骤： 

A1、获取矢量地图（Shape files），它是ESRI提供的一种矢量数据格式，没有拓扑信息。一个Shape files由一组文件组成，其中必要的基本文件包括坐标文件(.shp)、索引文件(.shx)和属性文件(.dbf)三个文件。坐标文件(.shp)用于记录空间坐标信息。坐标文件由头文件和实体信息两部分构成。索引文件(.shx)主要包含文件的索引信息，文件中每个记录包含对应的坐标文件记录距离坐标文件的文件头的偏移量。通过索引文件可以方便地在坐标文件中定位到指定目标的坐标信息。属性文件(.dbf)包含一feature一个记录的feature的特征。这三个文件是一一对应的关系。原始地图中的道路中至少包含OBJECTID*，Shape*，NAME，Shape_Length，4个字段，这4个字段为下面基于实际路网的分析提供保证。 

A2、地图数据检查。构建道路图层时，影响拓扑关系建立的空间数据关联错误有3中情况，分别是，不及、超过和节点不相交。这种处理一般量比较大，要是手工逐个修改，耗时大。一般采用自动判断并且纠正数据错误，分为3步： 

①设置交点区间（即两条道路端点是否相交的最小距离）； 

②找出道路图层中每条道路对象的起点和终点（道路线路实体对象分为折线和直线）。 

③比较任意两线起终点间距离，若距离大于零并且在交点区间内，则使亮点重合（用两点间的中点替代）。