《基于车辆路径规划装置及规划方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于车辆路径规划装置及规划方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102521724 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102521724 A *CN102521724A* (21)申请号 201110403916.8 (22)申请日 2011.12.07 G06Q 10/08(2012.01) G06Q 50/28(2012.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 1 号 (72)发明人 范文慧 徐华予 王威 寿文卉 (74)专利代理机构 北京中伟智信专利商标代理 事务所 11325 代理人 张岱 (54) 发明名称 基于车辆路径规划装置及规划方法 (57) 摘要 本发明公开一种。
2、基于车辆路径规划装置及路 径方法， 该装置包括路径存储模块， 存储至少一个 路径方案， 每个路径方案均包括一个出发地、 至少 一个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径 信息 ； 处理模块， 对路径存储模块内的路径方案 按处理模块内的对换、 插入、 同径对换、 交换和 / 或反向交换规则进行处理， 并将处理后得出的所 有路径方案存储至所述路径存储模块中 ； 以及比 较模块， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成 本最低原则对经处理后得出的所有路径方案进行 比较， 得出最优路径方案。 本发明设计了五种邻域 构造规划方法， 增加路径信息的搜索范围， 得到该 问题高质量的最佳路径方案组合， 从。
3、而降低物流 配送成本， 提高配送效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种基于车辆路径规划装置， 其特征在于， 包括 ： 路径存储模块， 存储至少一个路径方案， 每个路径方案均包括一个出发地、 至少一个目 的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 处理模块， 对路径存储模块内的路径方案按处理模块内的对换、 插入、 同径对换、 交换 和 / 或反向交换规则进行处理， 并将处理后得出的所有路径方案存储至所述路径存储模块 。
4、中 ； 以及， 比较模块， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后得出的所 有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 2. 根据权利要求 1 所述的基于车辆路径规划装置， 其特征在于， 所述路径方案均按一 定路径信息顺序构成路径方案组合。 3. 根据权利要求 2 所述的基于车辆路径规划的邻域构造装置， 其特征在于， 所述对换 规则为 ： 对换同一路径信息中或不同路径信息中的任意两个目的地的排列顺序或交换任意一 个目的地与出发地的排列顺序， 重新生成新路径方案组合。 4. 根据权利要求 3 所述的基于车辆路径规划的邻域构造装置， 其特征在于， 所述插入 规则为 ： 任选一。
5、路径方案组合中的一个目的地或一个出发地， 将其插入到所选路径方案组合的 任意位置， 重新排序生成新路径方案组合。 5. 根据权利要求 4 所述的基于车辆路径规划的邻域构造装置， 其特征在于， 所述同径 对换规则为 ： 选取一个路径信息中的一段连续目的地， 进行该段目的地中的边侧目的地对换重新排 序生成新路径方案组合。 6. 根据权利要求 5 所述的基于车辆路径规划的邻域构造装置， 其特征在于， 所述交换 规则为 ： 在任意两个路径信息中分别选择其尾部的至少两个连续目的地， 该两段目的地交换位 置重新排序生成新路径方案组合。 7. 根据权利要求 6 所述的基于车辆路径规划的邻域构造装置， 其特征。
6、在于， 所述反向 交换规则为 ： 取一个路径信息头部的至少两个连续目的地并顺序反转， 取另一个路径信息尾部的至 少两个连续目的地并顺序反转， 该两段目的地交换位置重新排序生成新路径方案组合。 8. 一种规划方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 存储至少一个路径方案， 按一定顺序排列构成路径方案组合， 其中， 每个路径方案均包 括一个出发地、 至少一个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 对路径方案内的需求点和出发点按对换、 插入、 同径对换、 交换和 / 或反向交换规则进 行处理， 重新排序生成新路径方案组合 ； 对新旧路径方案组合进行比较， 得出最优路径方案组合。 9. 根据权利。
7、要求 8 所述的基于车辆路径规划的邻域构造方法， 其特征在于， 所述对换、 插入、 同径对换、 交换或反向交换规则为上述权利要求 3-7 权利要求中任意权利要求所述 的对换、 插入、 同径对换、 交换或反向交换规则。 权 利 要 求 书 CN 102521724 A 2 1/4 页 3 基于车辆路径规划装置及规划方法 技术领域 0001 本发明涉及工程技术领域， 尤其涉及一种基于车辆路径规划装置及规划方法。 背景技术 0002 车辆路径规划是物流中心配送、 固体垃圾回收、 街道清理、 信件和报纸投递、 公共 汽车路线制定等多个领域实际应用问题的抽象。虽然该问题已经被证明是 NP 难问题之一， 。
8、但是由于其应用的广泛性和经济上的重大价值， 一直受到国内外学者的普遍关注。 0003 在邻域构造方法中， 若一个解通过某种变换称为另一个解， 那么这两个解互为邻 居。从初始解生成一个新解， 并以此产生更好的解， 这都是邻域构造过程。它常常作为优化 算法的一部分， 能够大大增加搜索范围， 加速收敛速度。目前， 邻域构造已经应用于求解车 辆路径规划问题。 然而， 专门针对这一类问题量身定做的邻域构造方法还远远不够， 有待进 一步研究。 发明内容 0004 针对上述问题， 本发明的目的在于提供一种基于车辆路径规划装置及规划方法， 优化物流配送的总成本。 0005 为达到上述目的， 本发明所述一种基于。
9、车辆路径规划装置， 包括 ： 0006 路径存储模块， 存储至少一个路径方案， 每个路径方案均包括一个出发地、 至少一 个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 0007 处理模块， 对路径存储模块内的路径方案按处理模块内的对换、 插入、 同径对换、 交换和 / 或反向交换规则进行处理， 并将处理后得出的所有路径方案存储至所述路径存储 模块中 ； 以及， 0008 比较模块， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后得出 的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0009 优选地， 所述路径方案均按一定路径信息顺序构成路径方案组合。 0010 优选地， 所述对。
10、换规则为 ： 0011 对换同一路径信息中或不同路径信息中的任意两个目的地的排列顺序或交换任 意一个目的地与出发地的排列顺序， 重新生成新路径方案组合。 0012 优选地， 所述插入规则为 ： 0013 任选一路径方案组合中的一个目的地或一个出发地， 将其插入到所选路径方案组 合的任意位置， 重新排序生成新路径方案组合。 0014 优选地， 所述同径对换规则为 ： 0015 选取一个路径信息中的一段连续目的地， 进行该段目的地中的边侧目的地对换重 新排序生成新路径方案组合。 0016 优选地， 所述交换规则为 ： 0017 在任意两个路径信息中分别选择其尾部的至少两个连续目的地， 该两段目的地。
11、交 说 明 书 CN 102521724 A 3 2/4 页 4 换位置重新排序生成新路径方案组合。 0018 优选地， 所述反向交换规则为 ： 0019 取一个路径信息头部的至少两个连续目的地并顺序反转， 取另一个路径信息尾部 的至少两个连续目的地并顺序反转， 该两段目的地交换位置重新排序生成新路径方案组 合。 0020 为了达到上述目的， 本发明所述一种规划方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0021 存储至少一个路径方案， 按一定顺序排列构成路径方案组合， 其中， 每个路径方案 均包括一个出发地、 至少一个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 0022 对路径方案内的需求点。
12、和出发点按对换、 插入、 同径对换、 交换和 / 或反向交换规 则进行处理， 重新排序生成新路径方案组合 ； 0023 对新旧路径方案组合进行比较， 得出最优路径方案组合。 0024 优选地， 所述对换、 插入、 同径对换、 交换或反向交换规则为上述的对换、 插入、 同 径对换、 交换或反向交换规则。 0025 本发明的有益效果为 ： 0026 本发明设计了基于车辆路径规划问题的五种邻域构造规划方法， 增加路径信息的 搜索范围， 得到该问题高质量的最佳路径方案组合， 从而降低物流配送成本， 提高配送效 率。 附图说明 0027 图 1 是本发明实施例中所述同一路径对换规则的示意图 ； 0028。
13、 图 2 是本发明实施例中所述不同路径对换规则的示意图 ； 0029 图 3 是本发明实施例中所述插入规则的示意图 ； 0030 图 4 是本发明实施例中所述同径对换规则的示意图 ； 0031 图 5 是本发明实施例中所述交换规则的示意图 ； 0032 图 6 是本发明实施例中所述反向交换规则的示意图。 具体实施方式 0033 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。 0034 本发明实施例所述一种基于车辆路径规划装置， 包括 ： 0035 路径存储模块， 存储至少一个路径方案， 每个路径方案均包括一个出发地、 至少一 个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 0036 处理模块， 。
14、对路径存储模块内的路径方案按处理模块内的对换、 插入、 同径对换、 交换和 / 或反向交换规则进行处理， 并将处理后得出的所有路径方案存储至所述路径存储 模块中 ； 以及， 0037 比较模块， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后得出 的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0038 所述路径方案均按一定路径信息顺序构成路径方案组合。 在此解释一下路径方案 组合， 一个路径方案组合包括至少一个路径方案， 在该路径方案组合中， 所有目的地均在其 内， 即是一个完整的路径方案。对于路径方案组合内包括的路径方案为包括有一些目的地 说 明 书 CN 102521724。
15、 A 4 3/4 页 5 的路径方案。 0039 对处理模块中所设定的处理规则进行说明 ： 0040 所述对换规则为 ： 对换同一路径信息中或不同路径信息中的任意两个目的地的排 列顺序或交换任意一个目的地与出发地的排列顺序， 重新生成新路径方案组合。 0041 所述插入规则为 ： 任选一路径方案组合中的一个目的地或一个出发地， 将其插入 到所选路径方案组合的任意位置， 重新排序生成新路径方案组合。 0042 所述同径对换规则为 ： 选取一个路径信息中的一段连续目的地， 进行该段目的地 中的边侧目的地对换重新排序生成新路径方案组合。 0043 所述交换规则为 ： 在任意两个路径信息中分别选择其尾。
16、部的至少两个连续目的 地， 该两段目的地交换位置重新排序生成新路径方案组合。 0044 所述反向交换规则为 ： 取一个路径信息头部的至少两个连续目的地并顺序反转， 取另一个路径信息尾部的至少两个连续目的地并顺序反转， 该两段目的地交换位置重新排 序生成新路径方案组合。 0045 为了达到上述目的， 本发明所述一种规划方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0046 存储至少一个路径方案， 按一定顺序排列构成路径方案组合， 其中， 每个路径方案 均包括一个出发地、 至少一个目的地和至少一个从出发地至目的地的路径信息 ； 0047 对路径方案内的需求点和出发点按对换、 插入、 同径对换、 交换和 。
17、/ 或反向交换规 则进行处理， 重新排序生成新路径方案组合 ； 0048 对新旧路径方案组合进行比较， 得出最优路径方案组合。 0049 其中， 所述对换、 插入、 同径对换、 交换或反向交换规则为上述的对换、 插入、 同径 对换、 交换或反向交换规则。 0050 由于现有构成一个基础路径方案组合， 然后在该路径方案组合上进行处理产生新 的路径方案组合。故需定义一个基础路径方案组合， 该定义形式可为 ： 定义 N 个目的地， 分 别取用 1-N 个自然数表示， 再采用 0 表示路径方案组合中的出发地。因此， 根据定义形式， 若存在5个目的地， 则基础路径方案组合的一种可能顺序为 ： 01230。
18、4050。 在该组合顺序中， 包括的路径方案分别为 ： 01230、 040、 050。在路径方案中， 一个路径排列顺序被定义为路径 信息。由于规定在路径方案组合顺序中， 两个或两个以上的 0 连续排在一起， 可以归为一个 0， 故顺序可简称为上述排列顺序。 0051 如图 1 所示为本发明实施例中所述同一路径对换规则的示意图。该基础路径方案 组合为 ： 042013050， 在图中可以看到， 对于同一路径方案中的两个目的地对换， 即 ： 42 对换 成 24， 重新得到路径方案组合 ： 024013050。对两个方案组合进行比较 ： 假设目的地 4 所要 求的送达时间为 4 个小时之内， 从。
19、出发地到目的地 4 的需要时间是 4 小时， 目的地 2 所要求 的送达时间为 2 个小时之内， 从出发地到目的地 2 的需要时间为 2 小时， 从目的地 2 到目的 地 4 的需要时间为 2 小时。 0052 如果按 0420 的路径方案进行配送， 满足了目的地 4 的要求， 满足不了目的地 2 的 要求 ； 如果按 0240 的路径方案进行配送， 满足了目的地 2 的要求， 也满足了目的地 4 的要 求。故 024013050 的路径方案组合优于 042013050 的路径方案组合。 0053 如图 2 所示为本发明实施例中所述不同路径对换规则的示意图。该基础路径方案 组合为 ： 0420。
20、13050， 在图中可以看到， 对于不同路径方案中的两个目的地对换， 即 ： 4 对换 说 明 书 CN 102521724 A 5 4/4 页 6 成 5， 重新得到路径方案组合 ： 052013040。进行多次对换规则处理， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后得出的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方 案。 0054 如图 3 所示为本发明实施例中所述插入规则的示意图。该基础路径方案组合为 ： 042013050， 在图中可以看到， 选取目的地或出发地进行插入， 即 ： 5 插入到 42， 重新得到路 径方案组合 ： 04520130。进行多次插入规则处理， 。
21、依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成 本最低原则对经处理后得出的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0055 如图 4 所示为本发明实施例中所述同径对换规则的示意图。该基础路径方案组合 为 ： 057413260， 在图中可以看到， 选取一个路径方案中的一段连续目的地， 进行该段目的地 的边侧目的地对换， 即 ： 413对换为314， 重新得到路径方案组合 ： 057314260。 进行多次同径 对换规则处理， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后得出的所 有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0056 如图 5 所示为本发明实施例中所述交换规则的示。
22、意图。该基础路径方案组合为 ： 012345067890， 在图中可以看到， 在任意两个路径信息中分别选择其尾部的至少两个连续 目的地， 该两段目的地交换位置， 即 ： 345 交换 89， 重新得到路径方案组合 ： 012890673450。 进行多次交换规则处理， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理后 得出的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0057 如图 6 所示为本发明实施例中所述反向交换规则的示意图。该基础路径方案组 合为 ： 012345067890， 在图中可以看到， 取一个路径信息头部的至少两个连续目的地并顺序 反转， 取另一个路径信息尾部的。
23、至少两个连续目的地并顺序反转， 该两段目的地交换位置， 即 ： 345 反向成 543， 67 反向成 76， 543 交换 76， 重新得到路径方案组合 ： 012760543890。进 行多次反向交换规则处理， 依据预设的时间最短、 路径最短和 / 或成本最低原则对经处理 后得出的所有路径方案进行比较， 得出最优路径方案。 0058 以上， 仅为本发明的较佳实施例， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在 本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。 说 明 书 CN 102521724 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102521724 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102521724 A 8 3/3 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 102521724 A 9 。