[发明专利]一种带移动配送站的城市两级配送及调度方法

权利要求书

1.一种带移动配送站的城市两级配送及调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建多目标带移动配送站两级城市配送数学模型；带移动配送站两级城市配送数学模型(2ECD-MS)考虑一个配送中心(DC)V₀，若干移动配送站V_s，和若干的顾客V_s的配送问题；所述顾客分为两类：货车直接配送的顾客和移动配送站配送的顾客在两级路径分别采用两种运输车辆K₁和K₂，K₁和K₂的装载量分别是Q₁和Q₂；数学模型基于以下假设建立：

1)货车额外的充当移动仓库，临时存储货物，可以直接服务顾客；顾客分为两类：货车直接配送顾客和移动配送站配送顾客；

2)主要考虑的配送货物是小型快递包裹；路径优化包括第一级路径和第二级路径；规划的周期是一天；

3)由于智能柜的广泛使用，不考虑顾客时间窗约束；每个顾客只能被分配到一个移动配送站且分包配送是不允许的；

4)配送中心的位置、顾客的需求和位置是提前已知的；移动配送站没有存储空间，也没有开放成本；每个移动配送站有一定的服务范围和分配好的服务顾客；

配送中心有若干相同类型的货车，移动配送站有若干相同类型的三轮车；在第一级路径中，一个移动配送站可以被多个货车访问多次；一个顾客只能被一辆车访问一次；车辆不是瓶颈资源，每条路径都是闭环；带移动配送站两级城市配送数学模型定义为一个有向完全图G＝(C,A)，其中，第一级路径定义为G₁＝(V₁,A₁)，第二级路径定义为G₂＝(V₂,A₂)且对任意边(i,j)∈A＝A₁∪A₂都有一个行驶代价d_ij；带移动配送站两级城市配送数学模型的决策变量如下：

其中，K₁表示第一级可用货车集合，表示移动配送站m可用三轮车集合；V₀表示配送中心(DC)，V_s表示移动配送站集合，V_c表示顾客集合，表示移动配送站m配送顾客集合，m∈V_s；表示货车直接配送顾客集合；A₁表示第一级路径集合，表示移动配送站m相关边集合，Q₁表示第一级货车载重量，Q₂表示第二级三轮车载重量；q_i表示顾客i的需求，i∈V_c；d_ij表示货车行驶从i到j的距离，(i,j)∈A₁；表示三轮车行驶从i到j的距离，

S2、设计基于聚类的变邻域搜索调度算法来求解多目标带移动配送站两级城市配送数学模型，聚类算法用来确定移动配送站的位置，变邻域搜索优化配送路径；采用非支配排序遗传算法III中的选择策略来选择多目标精英解；求解多目标带移动配送站两级城市配送数学模型，主要包括确定移动配送站的位置及给配送站分配待服务顾客，规划配送路径以及选择有代表性的精英解；因此，所述基于聚类的变邻域搜索调度算法包括三个部分：顾客聚类、路径优化及精英解选择；具体步骤如下：

S2.1、设置聚类数目l＝1；

S2.2、采用k-means聚类算法对每天的顾客需求进行聚类，得到聚类核心和每一类的索引，分别表示移动配送站的位置以及为配送站分配的待服务顾客；

S2.3、采用改进的变邻域搜索算法对带移动配送站两级城市配送模型进行路径优化；

S2.4、聚类数目l+1，判断聚类数目是否超过阈值，若是，则跳至步骤S2.5，否则跳至步骤S2.2；

S2.5、利用基于非支配排序遗传算法III中的选择策略选择精英解；

顾客聚类的目的是对顾客进行分组，使得组间的相似性低而组内的相似性高；顾客间的相似性采用欧式距离来度量，相似性高指距离近，相似性低则距离远；具体步骤如下：

S2.2.1、在地理范围内随机选择移动配送站的位置；

S2.2.2、计算每个顾客与移动配送站之间的相似性即欧式距离，将顾客分配给距离最近的移动配送站；

S2.2.3、更新移动配送站的位置，将顾客到移动配送站的平均距离点作为新的位置；

S2.2.4、重复S2.2.1～S2.2.3，直到移动配送站的位置不再改变，最终确定移动配送站的位置及分配给该移动配送站的顾客。