本發(fā)明本發(fā)明屬于電能計(jì)量裝置配送方法研究領(lǐng)域,尤其是一種智能電表的配送任務(wù)排程優(yōu)化方法。
背景技術(shù):
隨著電力建設(shè)和電力市場的快速發(fā)展,電能計(jì)量裝置的需求量不斷增加,客戶的用電需求更加個(gè)性化,目前省計(jì)量中心主要存在計(jì)量裝置業(yè)擴(kuò)新裝、故障維護(hù)和工程三種配送業(yè)務(wù)。隨著客戶差異化服務(wù)需求的深入以及省級(jí)計(jì)量中心柔性管理理念的貫徹,國網(wǎng)營銷部要求以提供更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)為目標(biāo),盡量縮短業(yè)務(wù)周期跨度,更快更好地滿足顧客需求,提高應(yīng)急業(yè)務(wù)服務(wù)水平。因此省計(jì)量中心的配送管理工作面臨著很大的挑戰(zhàn)。目前,傳統(tǒng)的配送任務(wù)主要依靠人工經(jīng)驗(yàn),沒有與需求、倉儲(chǔ)結(jié)合起來,配送路線和配送任務(wù)的先后順序都缺乏一定的管理規(guī)劃,這勢必會(huì)導(dǎo)致配送系統(tǒng)響應(yīng)速度慢,靈活性差、服務(wù)水平低和信息化程度低。在此情況下綜合考慮配送成本、配送時(shí)間、裝載率和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)等影響因素,設(shè)計(jì)配送任務(wù)智能排程計(jì)劃,對(duì)于有效地規(guī)范現(xiàn)有的配送業(yè)務(wù)流程,提高配送服務(wù)水平具有重要意義。
經(jīng)過檢索,在現(xiàn)有的已公開專利文獻(xiàn)中未發(fā)現(xiàn)與本專利申請(qǐng)相同的技術(shù)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)約能源、自動(dòng)執(zhí)行、穩(wěn)定可靠、適于推廣的智能電表的配送任務(wù)排程優(yōu)化方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種智能電表的配送任務(wù)排程優(yōu)化方法,其特征在于:包括下述步驟:
S1:獲取相關(guān)數(shù)據(jù),包括:需求站點(diǎn)數(shù)目、配送中心配送車輛類型、車輛數(shù)、額定載重量及與每輛車相關(guān)聯(lián)的司機(jī)出行費(fèi)用和司機(jī)每日的額定工作時(shí)長、任意兩個(gè)需求站點(diǎn)之間的距離、需求站點(diǎn)與配送中心之間的距離及單位距離運(yùn)輸成本、各需求站點(diǎn)的需求量及接收配送的時(shí)間窗;
S2:利用模糊對(duì)比法判斷計(jì)量中心已有的m輛車一周內(nèi)的總運(yùn)力能否滿足所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求,如果能夠滿足,則轉(zhuǎn)入S4;如果不能滿足則轉(zhuǎn)入S3之后轉(zhuǎn)至S1;
S3:未能滿足的任務(wù)量由下周配送;
S4:計(jì)算配送完所有需求點(diǎn)的需求量的最短時(shí)間來判斷配送中心已有的m輛車一天內(nèi)的總運(yùn)力能否滿足需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求;如果能夠滿足,則轉(zhuǎn)至S5;如果不能夠滿足,則轉(zhuǎn)入S6,之后轉(zhuǎn)至S7,再轉(zhuǎn)至S5;
S5:根據(jù)該日內(nèi)不同的適用條件和場景,設(shè)置數(shù)學(xué)模型,之后轉(zhuǎn)入S8;
S6:考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、時(shí)間、成本因素,建立組合權(quán)重,進(jìn)行排序;
S7:在S6的基礎(chǔ)上對(duì)配送業(yè)務(wù)劃分日程,進(jìn)行日程安排;
S8:利用貪心算法進(jìn)行對(duì)最優(yōu)解進(jìn)行搜索;
S9:通過不斷的搜索求解,得出最優(yōu)的配送任務(wù)排程方案。
而且,步驟S2所述模糊對(duì)比法包括如下步驟:
(1)計(jì)算需求站點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA,i表示站點(diǎn),i={0,1,2,…,n},i=0時(shí)為配送中心,否則為需求站點(diǎn),需求站點(diǎn)的總數(shù)目為n,qi表示需求站點(diǎn)i的需求量;
(2)窮舉的所有配送路徑共有n!條,每條路徑的總長度記為WTWALj(j=1,2,…,n!);
(3)計(jì)算出所有窮舉路徑的平均長度
(4)計(jì)算每輛車的平均運(yùn)輸距離k={1,2…,m}是配送中心擁有的車輛集合;
(5)計(jì)算每輛車的在途運(yùn)輸時(shí)間其中Vk為每輛車的平均行駛速度;
(6)計(jì)算每輛車每天跑的車次數(shù)其中T為司機(jī)每日的額定工作時(shí)長;
(7)計(jì)算車輛一周內(nèi)的總運(yùn)力其中,,CVk為車的額定裝載量;
(8)判斷ECTk的大小。
而且,所述(8)判斷ECTk的大小的具體步驟為:
①當(dāng)ECTk全部大于0或者部分大于0部分等于0時(shí),計(jì)算一周內(nèi)m輛車的總運(yùn)力其中CVk為車的額定裝載量,將F1與所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA比較,當(dāng)F1≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F1<MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,這時(shí)需要社會(huì)車輛的幫助;
②當(dāng)ECTk全部等于0時(shí),表示每輛車一天內(nèi)跑不完一個(gè)車次,此時(shí)需找出一個(gè)正整數(shù)M,至每輛車每天跑的車次數(shù)全部大于等于1為止,該正整數(shù)M代表了需要M天可以保證每個(gè)車輛k跑完至少一個(gè)車次,計(jì)算一周內(nèi)m輛車的總運(yùn)力將F2與所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA比較,當(dāng)F2≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F2<MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,此時(shí)這一周剩余的天數(shù)由于在這D天內(nèi)車輛不能完成一趟運(yùn)輸,故在D天內(nèi)估算的m輛車的總理想運(yùn)力則這一周內(nèi)m輛車的理想運(yùn)力F4=F2+F3,將F4繼續(xù)與MA比較,當(dāng)F4≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F4<MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,這時(shí)需要社會(huì)車輛的幫助。
而且,步驟S5中所述數(shù)學(xué)模型包括不同場景下的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。
而且,所述目標(biāo)函數(shù)
(1)Min其主要包括兩部分:車輛的固定啟用費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用組成。其中:m為投入使用的配送車輛;xijk為0、1變量,xijk=1表示車輛k從節(jié)點(diǎn)i行駛到節(jié)點(diǎn)j,否則xijk=0;dij表示配送點(diǎn)i到配送點(diǎn)j的運(yùn)輸距離;ck為車輛k的固定啟動(dòng)費(fèi)用;cijk:表示車輛k由節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j進(jìn)行配送的單位距離的運(yùn)輸費(fèi)用;
(2)Min其主要包括行駛時(shí)間和貨物裝卸時(shí)間。其中:tij為從節(jié)點(diǎn)i到需求節(jié)點(diǎn)j的行駛時(shí)間;tih為車輛在節(jié)點(diǎn)i的裝卸貨時(shí)間;
(3)Max或Max其分別表示車輛的載重利用率最大或車輛的容積利用率最大,其中:yki為0,1變量,yki=1表示需求站點(diǎn)i的任務(wù)由車輛k完成,否則yki=0;Gk為車輛k的額定載重量;qil為需求站點(diǎn)i對(duì)計(jì)量裝置l的需求量;gl為計(jì)量裝置l的單位重量;Qk為車輛k的額定裝載容量;qim為需求站點(diǎn)i需要裝載的周轉(zhuǎn)箱m的數(shù)量,qi1=pi1/12,qi2=pi2/4,qi3=pi3/12,qi4=pi3/12,qi5=pi5;vm為集裝箱m的體積。
而且,所述約束條件包括:
(a1)車輛k在巡回路線的連續(xù)性約束,即車輛k到達(dá)某一客戶節(jié)點(diǎn)也會(huì)離開,不會(huì)停留,
(a2)同一車輛只能在一條巡回路線上行駛約束,x0jk≤1;
(a3)車輛k的配送半徑約束,Wk為配送車輛k允許行駛的最遠(yuǎn)距離;
(a4)aj≤tj≤bj,ti為車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的時(shí)刻,aj:允許車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的最早時(shí)間點(diǎn),bj為允許車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的最晚時(shí)間點(diǎn)。
而且,所述約束條件包括:
步驟S6中所述考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、時(shí)間、成本因素的組合權(quán)重計(jì)算方式為:
權(quán)重其中Prio為各需求點(diǎn)的優(yōu)先級(jí),surround為各需求點(diǎn)到其他點(diǎn)的距離之和,Distance為各需求點(diǎn)到計(jì)量中心的距離,Time為各需求點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間窗,P,S,D,T分別為各參數(shù)的權(quán)重,并取S,D,T為1,為了方便比較優(yōu)先級(jí),取P為10(可調(diào)整)。將各需求點(diǎn)的權(quán)重按從大到小的順序排列,得到一個(gè)需求點(diǎn)序列
計(jì)算每輛車的權(quán)重其中VC為每輛車的平均車速,Volumn為每輛車的額定裝載量,Wages為司機(jī)的工資,CostPerKm為車輛每公里
消耗的費(fèi)用,V,Vo,W,C分別為各參數(shù)的權(quán)重,并取V,C為1,Vo,W為0.1;將每輛車的權(quán)重按從大到小的順序排列,得到一個(gè)車輛權(quán)重序列。
而且,步驟S7中所述的貪心算法包括如下步驟:
(1)將需求點(diǎn)按照不同的要求進(jìn)行排序;
(2)將車輛按照特定的目標(biāo)進(jìn)行排序;
(3)將一個(gè)需求點(diǎn)分配給一輛車后,判斷車輛完成該需求點(diǎn)的配送任務(wù)后是否還在這個(gè)需求點(diǎn)的配送服務(wù)時(shí)間窗之內(nèi),如果不在,則將該需求點(diǎn)分配給下一輛車;如果在,那么判斷這輛車的額定裝載量能否裝滿這個(gè)需求點(diǎn)的全部需求量,如果剛好裝滿,或裝入后車輛還有剩余容量,則將下一個(gè)需求點(diǎn)繼續(xù)分配給這輛車,如果車輛不能裝滿這個(gè)點(diǎn)的全部需求量,那么則裝入這輛車剩余空間的量,然后將這個(gè)點(diǎn)的剩余的需求量分配給下一輛車;
(4)當(dāng)需求點(diǎn)全部分配完畢時(shí),則整個(gè)分配過程結(jié)束。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
本方法結(jié)合省級(jí)計(jì)量中心智能電能表配送的需求類型、時(shí)間、空間和車輛能力等多個(gè)角度,重點(diǎn)考慮了計(jì)量裝置的配送任務(wù)排程優(yōu)化算法。通過計(jì)算機(jī)語言編程,將配送任務(wù)按照配送時(shí)間最短、配送成本最低、裝載率最高分別進(jìn)行了配送任務(wù)規(guī)劃,得出更為科學(xué)合理的配送方案,從而有利于省級(jí)計(jì)量中心滿足個(gè)性化的客戶需求。同時(shí)還考慮了不同類型業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí),進(jìn)行配送任務(wù)排程,可以有效提高配送效率和服務(wù)滿足率。為及時(shí)、經(jīng)濟(jì)、高效、準(zhǔn)確的智能電能表配送提供強(qiáng)有力的支撐。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的計(jì)量轉(zhuǎn)置的配送任務(wù)排程的邏輯思維圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述,以下實(shí)施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
一種智能電表的配送任務(wù)排程優(yōu)化方法,本發(fā)明方法結(jié)合省級(jí)計(jì)量中心智能電能表配送的需求類型、時(shí)間、空間和車輛能力等多個(gè)角度,重點(diǎn)考慮了智能電能表的配送任務(wù)排程進(jìn)行優(yōu)化算法。結(jié)合省級(jí)計(jì)量中心的實(shí)際情況,將智能電能表配送任務(wù)排程問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)配送中心,多個(gè)客戶、多種車型考慮客戶需求和地理位置等自身屬性特點(diǎn)、車容和時(shí)間限制的路徑規(guī)劃和車輛調(diào)度問題。在問題的研究中可以結(jié)合計(jì)量中心的配送需求改變目標(biāo)函數(shù),以適應(yīng)不同的配送情況,從而避免了傳統(tǒng)人工制定智能電能表配送計(jì)劃時(shí)的諸多弊端,為及時(shí)、經(jīng)濟(jì)、高效、準(zhǔn)確的智能電能表配送提供強(qiáng)有力的支撐。
如圖1所示,為本發(fā)明提供的計(jì)量轉(zhuǎn)置的配送任務(wù)排程的邏輯思維圖,包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
本發(fā)明的目的在于提供一種基于配送任務(wù)排程的配送車輛路徑優(yōu)化方法,包括下述步驟:
步驟1):獲取相關(guān)數(shù)據(jù),包括:需求站點(diǎn)數(shù)目、配送中心配送車輛類型、車輛數(shù)、額定載重量及與每輛車相關(guān)聯(lián)的司機(jī)出行費(fèi)用和司機(jī)每日的額定工作時(shí)長、任意兩個(gè)需求站點(diǎn)之間的距離、需求站點(diǎn)與配送中心之間的距離及單位距離運(yùn)輸成本、各需求站點(diǎn)的需求量及接收配送的時(shí)間窗等;
步驟2):利用模糊對(duì)比法判斷計(jì)量中心已有的m輛車一周內(nèi)的總運(yùn)力能否滿足所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求,如果能夠滿足,則轉(zhuǎn)入步驟4;如果不能滿足則轉(zhuǎn)入步驟3之后轉(zhuǎn)至步驟1;
所述模糊對(duì)比法包括如下步驟:
(1)計(jì)算需求站點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA,i表示站點(diǎn),i={0,1,2,…,n},i=0時(shí)為配送中心,否則為需求站點(diǎn),需求站點(diǎn)的總數(shù)目為n,qi表示需求站點(diǎn)i的需求量;
(2)窮舉的所有配送路徑共有n!條,每條路徑的總長度記為WTWALj(j=1,2,…,n!);
(3)計(jì)算出所有窮舉路徑的平均長度
(4)計(jì)算每輛車的平均運(yùn)輸距離k={1,2…,m}是配送中心擁有的車輛集合;
(5)計(jì)算每輛車的在途運(yùn)輸時(shí)間其中Vk為每輛車的平均行駛速度;
(6)計(jì)算每輛車每天跑的車次數(shù)其中T為司機(jī)每日的額定工作時(shí)長;
(7)計(jì)算車輛一周內(nèi)的總運(yùn)力其中,,CVk為車的額定裝載量;
(8)判斷ECTk的大?。孩佼?dāng)ECTk全部大于0或者部分大于0部分等于0時(shí),計(jì)算一周內(nèi)m輛車的總運(yùn)力其中CVk為車的額定裝載量。將F1與所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA比較,當(dāng)F1≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F1<MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,這時(shí)需要社會(huì)車輛的幫助。②當(dāng)ECTk全部等于0時(shí),表示每輛車一天內(nèi)跑不完一個(gè)車次,此時(shí)需找出一個(gè)正整數(shù)M,至每輛車每天跑的車次數(shù)全部大于等于1為止,該正整數(shù)M代表了需要M天可以保證每個(gè)車輛k跑完至少一個(gè)車次。計(jì)算一周內(nèi)m輛車的總運(yùn)力將F2與所有需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求MA比較,當(dāng)F2≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F2<MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,此時(shí)這一周剩余的天數(shù)由于在這D天內(nèi)車輛不能完成一趟運(yùn)輸,故在D天內(nèi)估算的m輛車的總理想運(yùn)力則這一周內(nèi)m輛車的理想運(yùn)力F4=F2+F3,將F4繼續(xù)與MA比較,當(dāng)F4≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)能送完所有點(diǎn)的需求;當(dāng)F4≥MA時(shí),所有車一周內(nèi)不能送完所有點(diǎn)的需求,這時(shí)需要社會(huì)車輛的幫助;
步驟3):未能滿足的任務(wù)量由下周配送;
步驟4):計(jì)算配送完所有需求點(diǎn)的需求量的最短時(shí)間來判斷配送中心已有的m輛車一天內(nèi)的總運(yùn)力能否滿足需求點(diǎn)一周內(nèi)的總需求。如果能夠滿足,則轉(zhuǎn)至S5;如果不能夠滿足,則轉(zhuǎn)入步驟6,之后轉(zhuǎn)至步驟7,再轉(zhuǎn)至步驟5;
步驟5):根據(jù)該日內(nèi)不同的適用條件和場景,設(shè)置數(shù)學(xué)模型,之后轉(zhuǎn)入步驟8;
所述數(shù)學(xué)模型包括不同場景下的目標(biāo)函數(shù)和約束條件:
目標(biāo)函數(shù)(1)Min其主要包括兩部分:車輛的固定啟用費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用組成。其中:m為投入使用的配送車輛;xijk為0、1變量,xijk=1表示車輛k從節(jié)點(diǎn)i行駛到節(jié)點(diǎn)j,否則xijk=0;dij表示配送點(diǎn)i到配送點(diǎn)j的運(yùn)輸距離;ck為車輛k的固定啟動(dòng)費(fèi)用;cijk:表示車輛k由節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j進(jìn)行配送的單位距離的運(yùn)輸費(fèi)用。
目標(biāo)函數(shù)(2)Min其主要包括行駛時(shí)間和貨物裝卸時(shí)間。其中:tij為從節(jié)點(diǎn)i到需求節(jié)點(diǎn)j的行駛時(shí)間;tih為車輛在節(jié)點(diǎn)i的裝卸貨時(shí)間。
目標(biāo)函數(shù)(3)Max或Max其分別表示車輛的載重利用率最大或車輛的容積利用率最大。其中:yki為0,1變量,yki=1表示需求站點(diǎn)i的任務(wù)由車輛k完成,否則yki=0;Gk為車輛k的額定載重量;qil為需求站點(diǎn)i對(duì)計(jì)量裝置l的需求量;gl為計(jì)量裝置l的單位重量;Qk為車輛k的額定裝載容量;qim為需求站點(diǎn)i需要裝載的周轉(zhuǎn)箱m的數(shù)量,qi1=pi1/12,qi2=pi2/4,qi3=pi3/12,qi4=pi3/12,qi5=pi5;vm為集裝箱m的體積。
約束條件包括:(a1)車輛k在巡回路線的連續(xù)性約束,即車輛k到達(dá)某一客戶節(jié)點(diǎn)也會(huì)離開,不會(huì)停留,(a2)同一車輛只能在一條巡回路線上行駛約束,x0jk≤1;(a3)車輛k的配送半徑約束,Wk為配送車輛k允許行駛的最遠(yuǎn)距離;(a4)aj≤tj≤bj,ti為車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的時(shí)刻,aj:允許車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的最早時(shí)間點(diǎn),bj為允許車輛到達(dá)需求點(diǎn)i的最晚時(shí)間點(diǎn)。
步驟6):考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、時(shí)間、成本因素,建立組合權(quán)重,進(jìn)行排序;
所述考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、時(shí)間、成本因素的組合權(quán)重計(jì)算方式為:
權(quán)重其中Prio為各需求點(diǎn)的優(yōu)先級(jí),surround為各需求點(diǎn)到其他點(diǎn)的距離之和,Distance為各需求點(diǎn)到計(jì)量中心的距離,Time為各需求點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間窗,P,S,D,T分別為各參數(shù)的權(quán)重,并取S,D,T為1,為了方便比較優(yōu)先級(jí),取P為10(可調(diào)整)。將各需求點(diǎn)的權(quán)重按從大到小的順序排列,得到一個(gè)需求點(diǎn)序列
計(jì)算每輛車的權(quán)重其中VC為每輛車的平均車速,Volumn為每輛車的額定裝載量,Wages為司機(jī)的工資,CostPerKm為車輛每公里
消耗的費(fèi)用,V,Vo,W,C分別為各參數(shù)的權(quán)重,并取V,C為1,Vo,W為0.1。將每輛車的權(quán)重按從大到小的順序排列,得到一個(gè)車輛權(quán)重序列。
步驟7):在步驟6的基礎(chǔ)上對(duì)配送業(yè)務(wù)劃分日程,進(jìn)行日程安排;
所述的貪心算法包括如下步驟:
(1)將需求點(diǎn)按照不同的要求進(jìn)行排序。
(2)將車輛按照特定的目標(biāo)進(jìn)行排序。
(3)將一個(gè)需求點(diǎn)分配給一輛車后,判斷車輛完成該需求點(diǎn)的配送任務(wù)后是否還在這個(gè)需求點(diǎn)的配送服務(wù)時(shí)間窗之內(nèi),如果不在,則將該需求點(diǎn)分配給下一輛車;如果在,那么判斷這輛車的額定裝載量能否裝滿這個(gè)需求點(diǎn)的全部需求量,如果剛好裝滿,或裝入后車輛還有剩余容量,則將下一個(gè)需求點(diǎn)繼續(xù)分配給這輛車,如果車輛不能裝滿這個(gè)點(diǎn)的全部需求量,那么則裝入這輛車剩余空間的量,然后將這個(gè)點(diǎn)的剩余的需求量分配給下一輛車。
(4)當(dāng)需求點(diǎn)全部分配完畢時(shí),則整個(gè)分配過程結(jié)束。
步驟8):利用貪心算法進(jìn)行對(duì)最優(yōu)解進(jìn)行搜索;
步驟9):通過不斷的搜索求解,得出最優(yōu)的配送任務(wù)排程方案。
盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實(shí)施例和附圖,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),各種替換、變化和修改都是可能的,因此,本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。