[發明專利]一種協同運輸的亞啟發算法路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202110223361.2
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113029144B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 陳麗園
• 申請（專利權）人: 匯鏈通產業供應鏈數字科技（廈門）有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/34
• 代理公司: 深圳運贏知識產權代理事務所(普通合伙) 44771
• 代理人: 劉雯

本發明公開了多電動車協同運輸的亞啟發算法路徑規劃方法，先獲取場景的行駛區域地圖信息，并將行駛區域地圖信息、電動車各停靠點集合V的位置數據和電動車各停靠點包裹重量數據W輸入到計算機，并根據位置數據在行駛區域地圖中標定各停靠點的位置并計算各停靠點之間的路程段集合A的距離數據；確定優化標準和約束條件，并據此建立多電動車行駛路徑的目標函數；目標函數的約束條件包括電動車的包裹的重量約束條件。本發明具有收斂性好、錯誤率低、安全性好、物流負載效率高、智能化的的優點。

技術領域

本發明涉及一種協同運輸路徑規劃方法，尤其涉及多電動車協同運輸的亞啟發算法路徑規劃方法。

背景技術

現有快遞業終端體系基本全部采用上門收取貨物的方式來配送，其最大的不足之處在于：收貨效率低、配貨成本高，并且上門取貨、運輸配送的時間不對稱問題。通過對電動車信息監控實現路徑規劃的報道較少，如中國發明申請CN110879070A，公開了一種用于對電動車進行路線規劃的裝置、方法及系統。該裝置具有：輸入接口，其用于接收電動車的蓄能器的當前充電狀態以及電動車的已規劃的路線；數據庫接口，其用于接收具有充電站的定位的充電站信息；能量規劃單元，其用于基于蓄能器的當前充電狀態和已規劃的路線來獲知蓄能器的充電狀態的預測的變化曲線；充電規劃單元，其用于基于充電狀態的預測的變化曲線、充電站信息和已規劃的路線選出充電站；以及匹配單元，其用于基于已規劃的路線來獲知路過所選出的充電站的定位的至少一條已匹配好的路線，然而其僅僅針對單個車輛。又如CN106969778B的中國發明專利，其路徑規劃方法采用遺傳算法和模擬退火算法相結合的優化方法對建立的目標函數進行優化，最終得到最優的無人機飛行路徑。本發明基于GA和SA組合的雙重優化方案，并在該優化方案的基礎上給出了協同運輸路線。又如中國發明申請CN107038496A，公開了一種無人機快遞自動投送路徑規劃方法及系統，首先在區域內所有的快遞站點中規劃出一條能夠經過所有站點一次且路程最短的路徑，在這條路徑上以不超過無人機單次飛行最長距離Lmax為界限，在相應的快遞站點設置無人機自動充電裝置；在有快遞投送任務時，利用手持設備讀取待派送的多個快件分別所在的地點，分配好任務站點，在這些任務站點中規劃出一條最短路徑，并讀取該段路徑總長度；判斷無人機能否中途不充電走完全程；如果能，則開始執行快遞投送任務；若不能，則在此線路周圍尋找可以有效用來充電的站點，作為中轉站點使用，使得無人機在經過尋找到的這些中轉站點后，能夠順利將快遞送達并安全返回快遞集散中心。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術提供一種收斂性好、錯誤率低、安全性好、物流負載效率高、智能化的多電動車協同運輸的亞啟發算法路徑規劃方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：多電動車協同運輸的亞啟發算法路徑規劃方法，先獲取場景的行駛區域地圖信息，并采用如下步驟：

1)將行駛區域地圖信息、電動車各停靠點集合V的位置數據和電動車各停靠點包裹重量數據W輸入到計算機，并根據位置數據在行駛區域地圖中標定各停靠點的位置并計算各停靠點之間的路程段集合A的距離數據；

2)確定優化標準和約束條件，并據此建立多電動車行駛路徑的目標函數；目標函數的約束條件包括電動車的包裹的重量約束條件，包裹的重量約束條件為：

上式中，表示第i個電動車u_i完成第j個路程所攜帶的包裹重量，dist(u_i)表示電動車u_i行駛的路程段的集合；C為電動車的載重量；ζ為大于0且小于1的安全系數；為第i個電動車u_i的剩余電量；為第i個電動車u_i的額定電量。

3)采用亞啟發式算法對步驟2)建立的目標函數進行優化，最終得到最優的電動車行駛路徑。通過多電動車的亞啟發式算法求解并優化停靠點物流網絡的行駛路線策略，具有較現有技術更好的收斂性，且容錯率好，準確性高，在有限的電動車數量的情況下，能充分發揮有限運力，提高電動車集群的運送效率。本算法同時考慮并解決了電動車物流負載和高效行程規劃問題。