[发明专利]一种基于博弈论的工业园区物流调度方法及系统

说明书

本发明属于物流技术与边缘计算技术领域，提出了一种基于博弈论的工业园区物流调度方法及系统；所述方法包括根据物流任务中仓库和货运车辆的关系，基于博弈论建立出物流调度任务模型；以最大化运输收益为目标构建出每个货运车辆的最优决策模型；以最大化仓储收益为目标构建出每个仓库的最优决策模型；根据梯度下降法，对货运车辆的最优决策模型进行求解，将求解结果输出至仓库的最优决策模型，并迭代两个最优决策模型直至达到预设的阈值，分别得到货运车辆和仓库的最优决策进行物流调度，即为纳什均衡的决策结果；本发明与传统的物流管理系统相比，运输效率显著提高，降低了空返率，而且不影响物流任务的实时性；具有良好的实际意义和应用价值。

技术领域

本发明属于物流技术与边缘计算技术领域，提出了一种基于博弈论的工业园区物流调度方法及系统。

背景技术

物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来实现用户需求的过程。目前，工业园区仓库与仓库、仓库与生产线、生产线与生产线之间的货运调度方式单一，传统的货运方式存在效率低，空载率较高等问题。现有技术中，大多采用用户通过用户终端上传的多个物流配送请求，物流部门的管理人员接收到物流配送请求后，人工调度公司内的运输车辆响应用户的物流配送请求的方式，处理速度慢，同时其效率低下，进而造成调度效率低的缺陷。

随着移动边缘计算技术的发展，实时分析货运关系能有效提高运输效率。当运输货物质量体积远小于货运车的载重时，简单的调度方法很有可能造成资源的浪费，多批次的运输甚至造成运输过程的拥堵。在工业场景中，多条生产线之间的运输更加复杂，为运输的车辆规划最优的路线方案能有效提高调度效率，如何建立合适的调度模型，结合移动边缘计算的数据分析能力，量化调度效率，对工业园区物流管运输具有重要的意义。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提出一种基于博弈论的工业园区物流调度方法及系统，利用统一的系统平台来管理货物仓储信息及运输过程中的信息，实现用户的任务发起或接受、任务查询和任务追溯等功能；根据Stackelberg博弈理论为货运双方建立模型，提供最优的定价和货运量决策方案；针对工业园区货运车辆计算量不足等问题，构建移动边缘计算节点，为货运车辆计算最优决策方案，以及进行运输路线规划。该方案与传统的物流管理系统相比，运输效率显著提高，降低了空返率，而且不影响任务的实时性，甚至在一定程度上提高任务交付的实时性；具有良好的实际意义和应用价值。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

在本发明的第一方面，提供了一种基于博弈论的工业园区物流调度方法，所述方法包括：

根据物流任务中仓库和货运车辆的关系，利用Stackelberg博弈模型对双方进行建模，按照物流任务的属性建立出物流调度任务模型；

在所述物流调度任务模型中，根据任务决策依据求解出物流任务在各种决策下对应货运车辆的运输收益以及仓库的仓储收益；

以最大化运输收益为目标，构建出每个货运车辆的最优决策模型；以最大化仓储收益为目标，构建出每个仓库的最优决策模型；

根据梯度下降法，对货运车辆的最优决策模型进行求解，将求解结果输出至仓库的最优决策模型，并迭代两个最优决策模型直至达到预设的阈值，得到货运车辆和仓库分别的最优决策进行物流调度，即为纳什均衡的决策结果。

本发明的第二方面，提供了一种基于博弈论的工业园区物流调度系统，所述调度系统包括路侧设备(RSU)和车载设备(OBU)，移动边缘计算服务器(MEC)，数据库和应用平台；所述路侧设备为仓库和运输车辆定位和提供基本的通信支持；所述移动边缘服务器为交易过程提供计算支持即实现如本发明第一方面所述的一种基于博弈论的工业园区物流调度方法；所述数据库和应用平台记录任务交易信息和广播任务请求。