[發明專利]一種瓶裝液化氣車輛配送路徑優化方法

有效

• 申請號: 202111116863.1
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113780676B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 吳慶濤;賈新宇;謝萍;冀治航;王琳;劉牧華;張明川;朱軍龍;邢玲
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/04;G06Q10/08;G06F30/15;G06F30/27;G06N3/12
• 代理公司: 洛陽華和知識產權代理事務所(普通合伙) 41203
• 代理人: 陳佳麗

一種瓶裝液化氣車輛配送路徑優化方法，涉及車輛路徑優化技術領域，結合車輛運輸的實際情況，根據液化氣的運輸特點，建立與實際問題更加貼切的帶時間窗的車輛路徑問題的多目標數學模型，針對液化氣的特殊性，對模型約束進行限定，將目標進行細化，在對影響液化氣配送路徑的各類影響因素和確定原則進行分析后選取最小化風險、最小化成本和最小化車輛冗余三個目標，并用混合協同進化優化算法求解。本發明有益效果：使得液化氣運輸車輛規避運輸風險，減小事故發生的概率，減少液化氣運輸事故發生的概率，幫助承運企業解決低風險、低成本地完成運輸任務的關鍵難題，使得液化氣配送更具安全化、經濟化和高效化。

技術領域

本發明屬于車輛路徑優化技術領域，具體涉及一種瓶裝液化氣車輛配送路徑優化方法。

背景技術

目前，液化氣公司的運輸配送，多是采用傳統的方法，根據駕駛人員的經驗，人為的選擇路線，不但運輸成本高，并且常常因為路線規劃不合理造成液化氣不能及時到達，極大地降低了服務質量。而且，液化氣配送屬于危險材料運輸，具有易燃性、易爆性等危險特性，一旦其運輸過程中有事故發生，往往會帶來較嚴重的人員傷亡及財產損失。對于承運企業而言，風險與成本是需要兼顧的兩個重要因素。因此，根據多目標車輛路徑問題(MOVRP)，研究并設計有效的優化方法，調度運輸車隊低風險、低成本地完成運輸任務是承運企業需要解決的關鍵難題。

多目標車輛路徑問題(MOVRP)是一項經典組合優化問題，屬于NP-Hard問題，精確算法不能在有限時間內給出最優解，且隨著規模的增大求解難度呈指數級增加。為了有效滿足液化氣企業對客戶的配送需求，可以使用多目標進化優化算法在有限時間內給出相對較優解。但是，液化氣的配送路徑需要滿足客戶時間窗和最大車輛載荷兩種嚴格約束，使得問題模型的可行域較小，一般的多目標進化算法往往會表現出較差的收斂性和多樣性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種瓶裝液化氣車輛配送路徑優化方法，解決現有瓶裝液化氣車輛配送過程中的路徑優化問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種瓶裝液化氣車輛配送路徑優化方法，包括：

步驟一、根據液化氣配送車輛路徑問題的描述，建立數學模型：

定義完整圖G＝(N,A)，N＝{0,1,2,…,n}為配送中心和客戶點集，A＝{arc(i,j)|i,j∈N,i≠j}是路徑的集合，節點0為配送中心節點，C為不包含配送中心節點0的客戶點集，已知每個客戶點i的位置,其需求量及配送時間窗要求分別為g_i和[Ta_i,Tb_i]，配送中心最多用K輛車從配送中心到達所有的客戶點，每輛車從配送中心出發，最后返回到配送中心，每輛車的最大載貨量為Q，T_ik為車輛k到客戶i的時刻，w_ik為車輛k在客戶i的等待時間，A＝{arc(i,j)|i,j∈N,i≠j}是邊的集合，定義d_ij為arc(i,j)的距離，即客戶點i到客戶點j的距離，且d_ij＝d_ji，t_ij為客戶點i到客戶點j的運輸時間，車輛k從客戶i到客戶j的實時裝載量為al_ijk，路徑事故率為p_ij以及與其相關的暴露人口為液化氣配送共包含三個目標，風險低、成本低以及車輛冗余度低，建立目標函數如下：

決策變量：

該問題的可行解必須滿足的約束條件有：