[发明专利]一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法

权利要求书

1.一种基于0-1规划和prim算法的地下物流系统网络规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：一级节点选取，根据规划地区交通拥堵指数和一级节点处理货运量上限t₁，设置一级节点的数量n₁；t₁由地下运输车辆的运量及一级节点从地面收发货物总量上限S₁计算得出；根据现状全天OD数据得到规划地区区域点数Z；各区域点全天共配送至物流园区的货运总量T吨，进而n₁＝T/t₁，再根据各区域点拥堵指数的高低和区域点分布均匀，以及保证交通拥堵区域全覆盖的原则下，设置和调整一级节点为N₁、N₂...N_K；

步骤二：根据步骤一和约束条件，并结合0-1规划的方法选取一级节点的附属区域点；附属区域点的货物通过地面转运至相应一级节点后，再通过管道运输至物流园区；记c_j是一级节点j的地面收发货运量，w_i是除一级节点外各区域地面收发货运量，p(x_i,y_i)和p(x_j,y_j)为区域点位置坐标，D₁为一级节点地面转运半径，设置约束条件如下：

[(x_j-x_i)²+(y_j-y_i)²]^1/2≤D₁,i＝1…Z-K,j＝1…K

c_j+b_iw_i≤S₁

按照规划地区交通拥堵指数高低，依次带入各节点转运量值，并根据上述约束条件构造的算法，得出各一级节点N₁，N₂...N_K的附属区域点，其总数为n₃；

步骤三：二级节点选取，各二级节点及附属区域点货物需转运至相应一级节点后，再通过管道运输至物流园区，根据配送至物流园区货运总量T及二级节点处理货物上限t₂，设置二级节点个数n₂，其中n₂＝(T-K*S₁)/t₂；再根据各区域点拥堵指数的高低和区域点分布均匀，以及保证交通拥堵区域全覆盖的原则，去除拥堵指数少于4的区域点，设置和调整二级节点为N′₁，N′₂...N′_F；

步骤四：根据步骤三和约束条件，并结合0-1规划选取二级节点的附属区域点，附属区域点货物通过地面转运至相应二级节点后，再通过管道运输至物流园区，记c′_j是二级节点j的地面收发货运量，w′_i是除一、二级节点及一级节点附属区外各区域点的收发货运量，p(x_i,y_i)和p(x_j,y_j)为区域点位置坐标，D₂为二级节点的转运半径，并设置约束条件如下：

[(x_j-x_i)²+(y_j-y_i)²]^1/2≤D₂,i＝Z-N-F-n₃,j＝1…F

c′_j+b_iw′_i≤S₂

按照规划地区交通拥堵指数高低，依次带入各节点转运量值，并根据上述约束条件构造的算法，得出各二级节点N′₁，N′₂...N′_F的附属区域点，其总数为n₄；

步骤五：采用prim算法构造最小生成树，构建一级节点的路线规划；首先构造连通赋权图G＝(V,E,W)，其中V为一级节点集{N₁，N₂...N_K}，E是以一级节点集为元素连线形成的边集{L₁，L₂...L_m}，W表示节点间的距离；设置两个集合P和Q，其中P用于存放G的最小生成树的节点，集合Q存放G的最小生成树中的边；令集合P的初值为点集中任意一点P＝{v_i}，集合Q的初值为

步骤六：从所有节点满足p＝P,v＝V-P的边中，选取最小权值的边pv，将点v放入集合P中，将pv边放入集合Q中，如此不断地重复，直到P＝V时，最小生成树构造完毕，这时集合Q中包含了最小生成树所有的边；连接所有的边并调整后，即得到所有一级节点的轨道连接；

步骤七：在各一级区内，将所有附属二级节点及一级节点带入，并根据步骤六中prim算法构造最小生成树轨道连接，以此类推，构造所有一级节点区域的轨道连接，完成所有二级节点与一级节点的轨道连接；

步骤八：分别计算各节点连接轨道的双向货物流量t₃,t₄，t₃,t₄分别代表流向物流园区和流出物流园区的货物流量，并根据双向流量中选择建设的隧道及轨道规格，安排运输车型及车次，完成物流系统网络规划；

步骤九：输出结果。