[发明专利]一种地下物流网络节点分级与选址系统及方法在审
申请号: | 201910053603.0 | 申请日: | 2019-01-21 |
公开(公告)号: | CN109858858A | 公开(公告)日: | 2019-06-07 |
发明(设计)人: | 陈志龙;陈一村;董建军;任睿;胡万杰;许元鲜 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军陆军工程大学 |
主分类号: | G06Q10/08 | 分类号: | G06Q10/08;G06Q10/04;G06K9/62 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 张弛 |
地址: | 210000*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 分级 地下物流系统 节点分级 物流网络 聚类 地下 选址 平方和 模拟退火算法 数据挖掘模型 二级节点 节点距离 欧氏距离 网络运输 物流节点 一级节点 遗传算法 传统的 加权 修正 模糊 研究 | ||
1.一种地下物流网络节点分级与选址系统,其特征在于,包括:
一级节点:承接物流园区货物后进行分拣后发送至其他一级节点或者本区域的二级节点;
二级节点:作为地下物流网络系统的入口或者出口,二级节点只与本区域的一级节点或者二级节点相连;
信息收集模块:用以收集拟建地下物流区域的地理区域划分,以及不同区域之间的货运量信息,得到所有地理区域的样本矩阵;并确定各区域放入地下物流系统进行运输的货运量;
一级节点选址模块:利用模糊C均值聚类,同时考虑货运量和距离因素,对样本矩阵进行聚类分析,用以确定一级节点个数、位置以及一级节点区域,一级节点区域为一级节点及一级节点所包含的二级节点区域;
二级节点选址模块:针对每一个一级节点的服务区域,考虑二级节点服务半径及服务能力在一级节点服务区域内部进行二次聚类,用以确定二级节点的个数及位置。
2.一种地下物流网络节点分级与选址系统,其特征在于,每个物流园区只和且最少和一个一级节点相连,且只和距离最近的一级节点相连,一级节点与一级节点之间可以相互转运;一级节点与其区域内的二级节点连接,一级节点区域范围内的二级节点相互连接,不同一级节点区域范围内的二级节点不互相连接;
物流园区首先通过管道将一部分货物运往距其最近的一级节点,经一级节点收发的货物经过装卸、分拣、再包装等过程分别运往该区域的二级节点、不同区域的一级节点以及地上;经二级节点收发的货物同样经装卸、分拣等过程后分别运往该二级节点同区域的一级节点、二级节点和地上。
3.一种地下物流网络节点分级与选址方法,其特征在于,
将地下物流节点分级为一级节点和二级节点,其中一级节点承接物流园区货物后进行分拣后发送至其他一级节点或者本区域的二级节点;二级节点作为地下物流网络系统的入口或者出口,二级节点只与本区域的一级节点或者二级节点相连;
选址方法包括以下步骤:
步骤1:收集拟建地下物流区域的地理区域划分,以及不同区域之间的货运量信息,得到所有地理区域的样本矩阵;
步骤2:确定各区域放入地下物流系统进行运输的货运量;
步骤3:利用模糊C均值聚类,同时考虑货运量和距离因素,对样本矩阵进行聚类分析,确定一级节点个数、位置以及一级节点区域;一级节点区域为一级节点及一级节点所包含的二级节点区域;
步骤4:针对每一个一级节点的服务区域,考虑二级节点服务半径及服务能力在一级节点服务区域内部进行二次聚类,确定二级节点的个数及位置。
4.根据权利要求3所述的地下物流网络节点分级与选址方法,其特征在于,
上述步骤3的具体步骤如下:
步骤3.1:设定目标函数,定义聚类数为C,模糊加权参数为b,迭代终止条件为ε;
步骤3.2:给定初始隶属度矩阵U;
步骤3.3:更新聚类中心V;
步骤3.4:计算目标函数的值,当||J(t+1)-J(t)||≤ε,那么输出隶属度矩阵U和聚类中心V,否则,增加迭代次数t,使得t=t+1,并返回步骤3.2,直至收敛;
步骤3.5:用重心法对步骤3.4的结果进行优化,得到该区域中心点位置坐标X和Y,即一级节点的具体位置。
5.根据权利要求3或4所述的地下物流网络节点分级与选址方法,其特征在于,
上述步骤4,关于确定二级节点个数及位置的具体步骤如下:
步骤4.1:根据步骤3确定出来的一级节点区域及一级节点的位置,计算出每一个一级节点区域的货物进出量之和;
步骤4.2:除去一级节点自身的服务能力,根据二级节点的服务能力,用区域的货物进出量之和减去一级节点的货运服务能力,再除以二级节点的货运服务能力,得到相应的二级节点的数目;
步骤4.3:根据需求点到聚类中心加权距离平方和最小为原则,使用模糊C聚类方法进行聚类;
步骤4.4:设定目标函数为总成本最优,即满足聚类出的二级节点到该二级节点服务区域范围内的货运量区块的距离与该二级节点到与之相连的一级节点的距离之和乘以相应的货运量最小;
步骤4.5:设定限制条件,包括:二级节点的服务半径和服务能力上限;
步骤4.6:将初始聚类中心结果带入步骤4.4进行计算;
步骤4.7:更新聚类中心,将聚类结果带入步骤4.4计算;
步骤4.8:使用模拟退火算法,对步骤4.6和4.7的结果进行比较,记相邻两次迭代的总成本目标函数Z1,Z2的差值为ΔZ=Z2-Z1,若ΔZ<0,则新解Z2被接受,作为新的当前解,若ΔZ>0,则新解Z2按概率exp(-ΔZ/t1)接受,t1为当前温度;
步骤4.9:在温度t1下,重复Lk次的扰动和接受过程,执行步骤4.8,k为当前温度下搜索得到的二级节点选址的可行解空间规模;
步骤4.10:判断t是否已达到算法的预设临界温度值tf,是,则终止算法;否,则转到步骤4.3,更新隶属矩阵继续执行;
步骤4.11:使用重心法对步骤4.10计算出的最终结果进行优化,得到该区域中心点位置坐标X′和Y′,即二级节点的具体位置。
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