[發明專利]基于改進獅群算法的疫情下社區物資車輛路徑優化方法

在審

• 申請號: 202210137321.0
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114819249A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 宮婧;祝子豪;孫知信;孫哲;趙學健;胡冰;汪胡青
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 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任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明提供了一種基于改進獅群算法的疫情下社區物資車輛路徑優化方法，首先建立路徑規劃數學模型，初始化算法參數；順序編碼，使用帕累托非支配排序機制以及個體擁擠距離來對個體進行排序；檢測是否有外敵入侵；使用獅群傳代算子和嘗試次數實現獅群位置更新；使用平衡化算子優化工作負載均衡目標；更新種最佳位置，重新確定獅群個體的身份；重復直到達到迭代次數，記錄獅群歷史最優個體。本發明通過對原獅群算法的位置更新策略進行改進，使用獅群傳代算子和嘗試次數實現獅群位置更新，并使用平衡化算子優化工作負載均衡目標，解決了現有車輛路徑優化方法無法滿足疫情下社區物資運輸中車輛路徑的優化既保證工作量的公平性又保證高效性的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于改進獅群算法的疫情下社區物資車輛路徑優化方法， 屬于路徑預測領域。

背景技術

在傳統的車輛路徑優化問題研究中，目標總是降低總運輸成本、碳排放 量、運輸時間成本，提高客戶滿意度，這些目標的設立都與商業問題有關。 然而，在救災、緊急情況和人道主義后勤方面，會出現很多非營利組織、公 民和政府機構自愿將救災物資送到需要的地方。近兩年以來，受新冠疫情影 響，我國很多社區都采取過封閉式管理，這樣能夠最大程度上降低疫情的傳 播范圍以及居民的感染風險。社區內的居民生活日用品的需求成為了一個難 題，為了方便管理以及盡可能降低資金壓力，很多社區會招募志愿者參與生 活物資的配送，這里就會涉及到車輛路徑優化問題。不同于傳統商業模式下 的車輛路徑優化，司機為社區組織的志愿者，應盡可能使每條路徑的行程距 離均衡，在這里考慮的優先目標是服務方工作量的公平性，也可以理解為工 作負載，其次才應是運輸總成本。同時需要考慮疫情下的物資運送特征，存 在因司機近段時間去過中高風險地區而不能參與貨物配送的問題。現有的路 徑優化方法無法滿足疫情下的要求。

有鑒于此，確有必要提出一種新的基于改進獅群算法的疫情下社區物資 車輛路徑優化方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于改進獅群算法的疫情下社區物資車輛路徑 優化方法，以解決現有車輛路徑優化方法無法滿足疫情下社區物資運輸中車輛 路徑的優化既保證工作量的公平性又保證高效性的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于改進獅群算法的疫情下社區物資 車輛路徑優化方法，包括以下步驟：

步驟1：建立路徑規劃數學模型，初始化算法參數；

步驟2：順序編碼，隨機生成初始獅群，計算獅群個體初始適應度值，使用 帕累托非支配排序機制以及個體擁擠距離來對個體進行排序，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前獅王，能則 取代當前獅王，不能則被驅趕；

步驟4：使用獅群傳代算子PO和嘗試次數maxtrial實現獅群位置更新；

步驟5：使用平衡化算子優化工作負載均衡目標；

步驟6：更新獅群中獅王和其他個體的最佳位置，重新確定獅群個體的身份；

步驟7：判斷迭代次數t是否等于算法最大迭代次數T，如果不等于，則t+1， 回到步驟3，重復進行步驟3到步驟6，直到t＝T，此時記錄獅群歷史最優個體。

作為本發明的進一步改進，所述步驟1建立的建立路徑規劃數學模型具體 為：

以及約束函數：

w∈[0,m),w∈N⁺