[发明专利]一种多模式客货共运方法及系统

权利要求书

1.一种多模式客货共运方法，其特征在于，所述共运方法包括：

将目标范围划分为多个区域，使每一个区域均具有快递网点，且各区域中具有公交交通站点的区域为枢纽候选区域；

统计各区域之间的运输工具的剩余运力；所述剩余运力表示所述运输工具完成客运服务之后剩余的运输能力；所述运输工具包括公共交通工具以及小型营运客车；

从全部枢纽候选区域中选择部分枢纽候选区域为枢纽区域，并在每一个所述枢纽区域均建立枢纽，所述枢纽表示快递暂存点；

获取待运输货物的信息以及待转运货物的信息，所述待运输货物的信息包括运单号、寄件地点、收件地点、货物大小；所述待转运货物的信息包括运单号、寄件地点、收件地点、货物大小以及转运路线；

根据所述待运输货物的信息规划所述运输货物的配送路线；

叠加所述配送路线以及所述转运路线，得到运输任务以及转运任务；

将所述运输任务分配给所述运输工具，进行货物的运输；

将所述转运任务分配给所述枢纽，进行货物的转运；

所述将所述目标范围划分为多个区域，具体包括：

通过空间网格划分所述目标范围，得到多个网格区域，各所述空间网格互不重叠；

针对每一个网格区域，判断所述网格区域是否具有快递网点；若是，表示所述网格区域为区域；若否，将所述网格区域合并到相邻的区域中；

针对每一个区域，判断所述区域是否具有公交交通站点；若是，表示所述区域为枢纽候选区域；

所述统计各区域之间的运输工具的剩余运力，具体包括：

获取所述小型营运客车的起点区域以及终点区域；

统计所述小型营运客车从所述起点区域到所述终点区域内重车行驶过程中后备箱的可用容量以及空车行驶过程中后备箱的可用容量；

根据后备箱的可用容量得到所述小型营运客车的剩余运力；

所述从全部枢纽候选区域中选择部分枢纽候选区域为枢纽区域，并在每一个所述枢纽区域均建立枢纽，所述枢纽表示快递暂存点，具体包括：

通过建立最大覆盖模型并求解，来选择所述枢纽区域建立所述枢纽，具体包括如下步骤：

(1)整理模型所涉集合；

将所有区域编号，记N表示这些编号的集合，记H表示其中枢纽候选区域编号的集合；

(2)获取模型输入参数；

记v_i，k表示枢纽候选区域k和区域i之间是否具备建立连接的条件，是为1，否为0；所述v_i，k的计算方法为：设定剩余运力阈值Q，如果枢纽候选区域k和区域i之间双向的剩余运力均不低于Q，则认为枢纽候选区域k和区域i之间具备建立连接的条件v_i，k＝1，否则v_i，k＝0，其中i∈N，k∈H；

记P表示期望建设枢纽的个数；

(3)设定模型决策变量；

设0-1变量Z_i，k(i≠k)表示枢纽候选区域k和区域i之间是否建立连接，是为1，否为0，记Z_i，k(i＝k)表示是否在枢纽候选区域k建立枢纽，是为1，否为0，其中i∈N，k∈H；

(4)确定模型约束条件；

一个区域只能与一个枢纽建立连接，该约束数学表达形式为：

实际建设的枢纽个数为P个，该约束数学表达形式为：

∑_k∈HZ_k，k＝P；

如果枢纽候选区域与其他某个区域之间不具备建立连接的条件，则连接不会建立，如果具备建立连接的条件，则连接建立或者不建立均可，该约束数学表达形式为：

只有枢纽候选区域建立了枢纽，该区域才与其他区域建立连接，该约束数学表达形式为：

(5)确定模型目标函数：

该目标数学表达形式为：maximize∑_i∈N∑_k∈HZ_i，k；

(6)求解所建数学模型：

采用最优化算法或启发式算法进行求解，得到所有决策变量Z_i，k的取值，其中i∈N，k∈H，所述最优化算法包括分支定界法、割平面法；所述启发式算法包括贪心算法、模拟退火算法、禁忌搜索、遗传算法、蚁群算法、人工智能算法；

(7)描述模型输出结果的现实意义：

决策变量Z_i，k的取值表示，如果Z_i，k＝1，i＝k，则在枢纽候选区域k建立枢纽，如果Z_i，k＝0，i＝k，则不在枢纽候选区域k建立枢纽，如果Z_i，k＝1，i≠k，则在枢纽区域k和区域i之间建立连接，如果Z_i，k＝0，i≠k，则不在枢纽区域k和区域i之间建立连接，其中i∈N，k∈H；

所述根据所述待运输货物的信息规划所述运输货物的配送路线，具体包括：

获取所述运输货物的寄件地点以及收件地点；

根据所述寄件地点以及所述收件地点在所述枢纽区域选择枢纽，得到起点枢纽以及终点枢纽；

根据所述起点枢纽以及所述终点枢纽规划所述运输货物的配送路线；

所述将所述运输任务分配给所述运输工具，进行货物的运输，具体包括：

将各所述枢纽之间的运输任务分配给所述公共交通工具；

将所述枢纽与所述快递网点之间的运输任务分配给所述小型营运客车；

根据新接收的货物起点和终点，得到对应的起点快递网点和终点快递网点；

在所述起点快递网点连接的若干枢纽中选择一个为起点枢纽，在所述终点快递网点连接的若干枢纽中选择一个为终点枢纽；

如果所述起点枢纽和所述终点枢纽不同，则该货物的配送路径为：起点快递网点—起点枢纽—终点枢纽—终点快递网点；如果所述起点枢纽和所述终点枢纽相同，则该货物的配送路径为：起点快递网点—起/终点枢纽—终点快递网点。

2.一种多模式客货共运系统，其特征在于，所述共运系统包括：

划分模块，用于将目标范围划分为多个区域，使每一个区域均具有快递网点，且各区域中具有公交交通站点的区域为枢纽候选区域；

统计模块，用于统计各区域之间的运输工具的剩余运力；所述剩余运力表示所述运输工具完成客运服务之后剩余的运输能力；所述运输工具包括公共交通工具以及小型营运客车；

选择模块，用于从全部枢纽候选区域中选择部分枢纽候选区域为枢纽区域，并在每一个所述枢纽区域均建立枢纽，所述枢纽表示快递暂存点；

信息获取模块，用于获取待运输货物的信息以及待转运货物的信息，所述待运输货物的信息包括运单号、寄件地点、收件地点、货物大小；所述待转运货物的信息包括运单号、寄件地点、收件地点、货物大小以及转运路线；

规划模块，用于根据所述待运输货物的信息规划所述运输货物的配送路线；

叠加模块，用于叠加所述配送路线以及所述转运路线，得到运输任务以及转运任务；

第一分配模块，用于将所述运输任务分配给所述运输工具，进行货物的运输；

第二分配模块，将所述转运任务分配给所述枢纽，进行货物的转运；

所述划分模块包括：

划分单元，用于通过空间网格划分所述目标范围，得到多个网格区域，各所述空间网格互不重叠；

第一判断单元，用于针对每一个网格区域，判断所述网格区域是否具有快递网点；若是，表示所述网格区域为区域；若否，将所述网格区域合并到相邻的区域中；

第二判断单元，用于针对每一个区域，判断所述区域是否包具有公交交通站点；若是，表示所述区域为枢纽候选区域；

所述统计模块包括：

第一获取单元，用于获取所述小型营运客车的起点区域以及终点区域；

统计单元，用于统计所述小型营运客车从所述起点区域到所述终点区域内重车行驶过程中后备箱的可用容量以及空车行驶过程中后备箱的可用容量；

计算单元，用于根据后备箱的可用容量计算所述小型营运客车的剩余运力；

所述选择模块从全部枢纽候选区域中选择部分枢纽候选区域为枢纽区域，并在每一个所述枢纽区域均建立枢纽，所述枢纽表示快递暂存点，具体包括：

通过建立最大覆盖模型并求解，来选择所述枢纽区域建立所述枢纽，具体包括如下步骤：

(1)整理模型所涉集合；

将所有区域编号，记N表示这些编号的集合，记H表示其中枢纽候选区域编号的集合；

(2)获取模型输入参数；

记v_i，k表示枢纽候选区域k和区域i之间是否具备建立连接的条件，是为1，否为0；所述v_i，k的计算方法为：设定剩余运力阈值Q，如果枢纽候选区域k和区域i之间双向的剩余运力均不低于Q，则认为枢纽候选区域k和区域i之间具备建立连接的条件v_i，k＝1，否则v_i，k＝0，其中i∈N，k∈H；

记P表示期望建设枢纽的个数；

(3)设定模型决策变量；

设0-1变量Z_i，k(i≠k)表示枢纽候选区域k和区域i之间是否建立连接，是为1，否为0，记Z_i，k(i＝k)表示是否在枢纽候选区域k建立枢纽，是为1，否为0，其中i∈N，k∈H；

(4)确定模型约束条件；

一个区域只能与一个枢纽建立连接，该约束数学表达形式为：

实际建设的枢纽个数为P个，该约束数学表达形式为：

∑_k∈HZ_k，k＝P；

如果枢纽候选区域与其他某个区域之间不具备建立连接的条件，则连接不会建立，如果具备建立连接的条件，则连接建立或者不建立均可，该约束数学表达形式为：

只有枢纽候选区域建立了枢纽，该区域才与其他区域建立连接，该约束数学表达形式为：

(5)确定模型目标函数：

该目标数学表达形式为：maximize∑_i∈N∑_k∈HZ_i，k；

(6)求解所建数学模型：

采用最优化算法或启发式算法进行求解，得到所有决策变量Z_i，k的取值，其中i∈N，k∈H，所述最优化算法包括分支定界法、割平面法；所述启发式算法包括贪心算法、模拟退火算法、禁忌搜索、遗传算法、蚁群算法、人工智能算法；

(7)描述模型输出结果的现实意义：

决策变量Z_i，k的取值表示，如果Z_i，k＝1，i＝k，则在枢纽候选区域k建立枢纽，如果Z_i，k＝0，i＝k，则不在枢纽候选区域k建立枢纽，如果Z_i，k＝1，i≠k，则在枢纽区域k和区域i之间建立连接，如果Z_i，k＝0，i≠k，则不在枢纽区域k和区域i之间建立连接，其中i∈N，k∈H；

所述规划模块根据所述待运输货物的信息规划所述运输货物的配送路线，具体包括：

获取所述运输货物的寄件地点以及收件地点；

根据所述寄件地点以及所述收件地点在所述枢纽区域选择枢纽，得到起点枢纽以及终点枢纽；

根据所述起点枢纽以及所述终点枢纽规划所述运输货物的配送路线；

所述第一分配模块包括：

第一分配单元，用于将各所述枢纽之间的运输任务分配给所述公共交通工具；

第二分配单元，用于将所述枢纽与所述快递网点之间的运输任务分配给所述小型营运客车；

根据新接收的货物起点和终点，得到对应的起点快递网点和终点快递网点；

在所述起点快递网点连接的若干枢纽中选择一个为起点枢纽，在所述终点快递网点连接的若干枢纽中选择一个为终点枢纽；

如果所述起点枢纽和所述终点枢纽不同，则该货物的配送路径为：起点快递网点—起点枢纽—终点枢纽—终点快递网点；如果所述起点枢纽和所述终点枢纽相同，则该货物的配送路径为：起点快递网点—起/终点枢纽—终点快递网点。