[發(fā)明專利]基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210137321.0
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114819249A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮婧;祝子豪;孫知信;孫哲;趙學(xué)健;胡冰;汪胡青
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00;G06Q10/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，初始化算法參數(shù)；

步驟2：順序編碼，隨機(jī)生成初始獅群，計(jì)算獅群個(gè)體初始適應(yīng)度值，使用帕累托非支配排序機(jī)制以及個(gè)體擁擠距離來對個(gè)體進(jìn)行排序，確定初始獅王，母獅和幼獅；

步驟3：檢測是否有外敵入侵，若有，查看入侵者能否支配當(dāng)前獅王，能則取代當(dāng)前獅王，不能則被驅(qū)趕；

步驟4：使用獅群傳代算子PO和嘗試次數(shù)maxtrial實(shí)現(xiàn)獅群位置更新；

步驟5：使用平衡化算子優(yōu)化工作負(fù)載均衡目標(biāo)；

步驟6：更新獅群中獅王和其他個(gè)體的最佳位置，重新確定獅群個(gè)體的身份；

步驟7：判斷迭代次數(shù)t是否等于算法最大迭代次數(shù)T，如果不等于，則t+1，回到步驟3，重復(fù)進(jìn)行步驟3到步驟6，直到t＝T，此時(shí)記錄獅群歷史最優(yōu)個(gè)體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟1建立的建立路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型具體為：

以及約束函數(shù)：

w∈[0,m),w∈N⁺

其中G＝(V,E)為配送網(wǎng)絡(luò)；V為節(jié)點(diǎn)集，V＝{0,1,2,......,n}，其中0表示配送中心，其余節(jié)點(diǎn)表示客戶；E為弧集，E＝{(i,j)|i,j∈V,i≠j}；K為車輛集，K＝{1,2,......,m}，即m輛車，對應(yīng)m位司機(jī)，z_k為0-1決策變量，0表示第k輛車因?yàn)樗緳C(jī)個(gè)人原因無法參與配送，令num(∑z_k＝0)為w，表示無法參與配送的司機(jī)數(shù)，則實(shí)際車輛數(shù)為p＝m-w；d_ij為弧(i,j)的行駛距離；R_k為子路徑集，R_k＝{r₁,r₂,......,r_p}，r_k表示第k輛車的行駛路徑；為該路徑的客戶點(diǎn)數(shù)；表示該路徑上的第i個(gè)客戶點(diǎn)；C為配送車輛的最大載重；Q_i表示每個(gè)客戶點(diǎn)的需求量；y_ik為0-1決策變量，1表示客戶點(diǎn)i由車輛k服務(wù)；t表示迭代次數(shù)；第一個(gè)約束函數(shù)表示每輛車服務(wù)的客戶點(diǎn)總需求量不超過自身載重；第二個(gè)約束函數(shù)表示車輛集中哪些車參加配送；第三個(gè)約束函數(shù)表示不能參與配送的車輛數(shù)小于車輛總數(shù)m，且為正整數(shù)；第四個(gè)約束函數(shù)表示一個(gè)客戶只能由一輛車提供服務(wù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟1中初始化算法參數(shù)包括算法最大迭代次數(shù)T，獅群大小P，獅群成年獅子的占比B，入侵因子lf。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

步驟21：對配送路徑進(jìn)行實(shí)數(shù)編碼，然后對獅群初始化；

步驟22：對經(jīng)過帕累托排序的個(gè)體依據(jù)各自擁擠距離的大小確定他們的順序，排在最前面的個(gè)體成為獅王，依據(jù)獅群成年獅子的占比B的大小確定成年獅子的個(gè)數(shù)，按照個(gè)體排列順序確定其他個(gè)體的身份。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟21進(jìn)行實(shí)數(shù)編碼具體為：先生成代表配送中心的0，1～n代表所有需要配送的客戶點(diǎn)，隨機(jī)選擇客戶點(diǎn)加入，并判斷是否滿足所述路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的約束條件，不滿足則插入0代表當(dāng)前子路徑結(jié)束，再開辟一條子路徑，重復(fù)上述步驟，直到所有客戶點(diǎn)都已經(jīng)加入，最后以0結(jié)尾。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)獅群算法的疫情下社區(qū)物資車輛路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：

步驟31：每一代一開始生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)r，r∈(0,1)，比較r與入侵因子lf的大小，若比它小則代表有外敵入侵，進(jìn)入步驟32，若比它大則沒有入侵，結(jié)束步驟31，進(jìn)入步驟4；

步驟32：通過貪婪插入法生成一個(gè)較優(yōu)個(gè)體當(dāng)作入侵者，它的適應(yīng)度值若能支配現(xiàn)有獅王則替代獅王，反之被驅(qū)趕。