CN101592956B - 快捷货物运输路径确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通运输领域，尤其涉及对于要求快捷运输的货物确定其运输路径的技术。本发明提供了一种快捷货物运输路径确定装置及方法，包括：对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定其节点集合；根据所述节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。由于在确定主干运输网络中最短全程运输时间的路径时，还同时考查路径中的中转节点的中转时间是否可以满足快捷货物所需的中转时间，从而有效的避免了因货物的中转而导致货物不能按预先制定的运输方案及时装载到转运车辆上，而引起严重的时间延缓，并同时使得运输时间较短，满足了快捷货物的时效要求。

Description

快捷货物运输路径确定方法和装置 

技术领域

本发明涉及交通运输领域，尤其涉及对于要求快捷运输的货物确定其运输路径的技术。 

背景技术

快捷货物的运输对时效性和便捷性的要求很高。快捷货物运输方案是铁道部和快捷货物运输公司用于指挥快捷货物运输生产和中转作业的重要手段。传统的快捷货物运输方案中规定了快捷货物运输组织的基本原则，以及根据该原则制定车辆(挂运车次、运行区段、担当局、经由、装运区段)限装和准装的限定条件等。每次编制新运输方案的基本方法是参考以往的运输方案，编制人员通过以往经验、运能利用情况以及大致的运量情况，针对个别车次定义其装运区段、限装以及准装的内容，从而编制出新的运输方案。 

因此，现有技术对快捷货物的运输方案编制效率低，合理性差；从而导致快捷货物运输效率低，运输路径合理性差，运输成本较高。 

发明内容

本发明实施例提供了一种快捷货物运输路径确定方法及装置，用以保证快捷货物的运输路径可以满足快捷货物所需的中转时间，同时兼顾运输路径的全程运输时间是最短或较短的，以满足快捷货物的时效要求。 

一种快捷货物运输路径确定方法，包括： 

对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定一个节点集合，所述节点集合中包括所述第一节点、第二节点以及第一节点与第二节点之间的中转节点； 

将所述节点集合中的各中转节点的剩余装卸能力与所述快捷货物所需的装卸能力进行比较；若比较的中转节点的剩余装卸能力小于所述快捷货物所 需的装卸能力，则将该中转节点从所述节点集合中删除； 

根据所述节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；所述备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间； 

根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。 

一种快捷货物运输路径确定装置，包括：第一运输路径确定模块；所述第一运输路径确定模块包括： 

节点集合确定单元，用于对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定一个节点集合，所述节点集合中包括所述第一节点、第二节点以及第一节点与第二节点之间的中转节点； 

节点删除单元，用于将所述节点集合确定单元确定的节点集合中的各中转节点的剩余装卸能力与所述快捷货物所需的装卸能力进行比较；若比较的中转节点的剩余装卸能力小于所述快捷货物所需的装卸能力，则将该中转节点从所述节点集合中删除； 

备选路径确定单元，用于根据所述节点删除单元删除相关节点后的节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；所述备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间； 

运输路径确定单元，用于根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。 

本发明实施例由于在确定主干运输网络中最短全程运输时间的路径时，还同时考查路径中的中转节点的中转时间是否可以满足快捷货物所需的中转时间，从而可以保证确定的运输路径既可以满足快捷货物所需的中转时间，同时其全程运输时间也是最短或较短的。这样，有效的避免了因货物的中转而导致货物不能按预先制定的运输方案及时装载到转运车辆上，而引起严重的时间延缓，为服务质量提供了有效的保障，并同时使得运输时间较短，以满足快捷货物的时效要求。 

附图说明

图1为本发明实施例的全程运输方案确定方法流程图； 

图2为本发明实施例的主干运输网络中路径和节点示意图； 

图3为本发明实施例的主干运输网络中的运输路径确定方法其流程图； 

图4为本发明实施例的货物所需中转时间示意图； 

图5a为本发明实施例的中转节点的中转时间示意图； 

图5b为本发明实施例的相邻节点之间的运输时间示意图； 

图6为本发明实施例的主干运输网络中确定运输时间最短路径的方法流程图； 

图7为本发明实施例的K条备选路径确定方法流程图； 

图8为本发明实施例的快捷货物运输路径确定装置的内部结构框图。 

具体实施方式

快捷货物全程运输是一个完整的运输产品，不同运输企业、不同运输区段、不同运输方式和不同运输环节之间相互衔接、组织和协调，高效、优质地完成运输服务。快捷货物全程运输包括两部分：中长距离的货物运输服务和货物的集散服务，如在公铁联运的全程运输中，铁路担当中长距离的运输，公路用于将不同受理点的货物集结到装车点或者从卸车点将货物输送到客户要求的地方。铁路各个枢纽站和装车站以及线路形成的网络通常被称为主干运输网络，装卸车站和货物受理点之间的线路形成的网络通常被称为区域集散运输网络。当然，有些货物也可以只需要通过主干运输网络就可以运抵目的地。 

本发明实施例提供的快捷货物运输路径确定方法，流程图如图1所示，包括如下步骤： 

S100、根据快捷货物(此后简称货物A)在主干运输网络中运输的起始站点以及目的站点，确定节点集合S。 

假设将主干运输网络中的运输路径的每个站点视为组成路径的节点，货物A需要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点，则集合S中包含有所述第一节点(起始节点)、第二节点(终止节点)以及第一节点与第二节点之间的中转节点。对于起始节点与终止节点之间可能的中转节点一般由由管理人员或技术人员制定相应的文件预先确定了，一般情况下，不会考虑货物运输的绕行，比如北京到广州的货物，中转节点可以是郑州、徐州、武汉、南昌、石家庄等，货物不会运送到成都或甘肃进行中转。 

例如，如图2所示，假设货物A的起始站点为节点A(即第一节点)，货物A的目的站点为节点F(即第二节点)集合S中包括第一节点A、第二节点F以及中转节点B、C、D、E，这些中转节点之间具有连接关系，通过这些中转节点可以构成从第一节点A到达第二节点F的路径。 

S101、根据节点集合S确定货物A在主干运输网络中的运输路径。 

S102、根据主干运输网络中的运输路径确定快捷货物在区域集散运输网络中的运输路径。 

由于路径选取的不同，则货物A从起始站点出发的时间以及目的站点到达时间会有所不同，因此，在区域集散运输网络中对货物A进行集货(货物从受理点到车站的运输过程称为集货过程)与配送(货物从车站到受理点的运输过程称为配送过程)的运输方案也会随之变化，从整体考虑，区域集散运输网络中的运输路径也将会作相应的调整，以节约运输成本，达到较大的经济效益。 

S103、根据确定的主干运输网络中的运输路径以及区域集散运输网络中的运输路径，判断货物A运输时间是否满足时效要求；如果满足，执行步骤 S105；否则，执行步骤S104。 

S104、从集合S中重新确定主干运输网络中的运输路径，根据重新确定的主干运输网络中的运输路径，重新确定区域集散运输网络中的运输路径，跳转到步骤S103。 

S105、得到快捷货物的运输方案，结束。根据确定的主干运输网络中的运输路径以及区域集散运输网络中的运输路径组成快捷货物的全程运输路径，根据该运输方案就可以实现货物A的快捷运达。 

现有技术可以有多种根据节点集合S确定货物A在主干运输网络中的运输路径的具体方法，本发明实施例提供的主干运输网络中的运输路径确定方法其流程图如图3所示，包括如下步骤： 

S301、从节点集合S中删除装卸能力不满足要求的中转节点。 

具体为，将节点集合S中各中转节点的剩余装卸能力与货物A所需的装卸能力进行比较，确定出剩余装卸能力小于货物A所需装卸能力的中转节点，并从节点集合S中删除这些中转节点。中转节点的装卸能力由车站的基础设施和关键设备的组合能力决定，根据该节点同时刻需中转的货物的流量可以确定中转节点的剩余装卸能力。 

根据节点集合S中的节点可以具体采用如下两种方法确定运输路径，分别如步骤S302所述的方法，以及步骤S303-S305所述的方法： 

S302、根据节点集合S中的节点确定一条备选路径，以该备选路径作为货物A在主干运输网络中的运输路径。 

确定的备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求(即所述备选路径中的各中转节点的中转时间大于等于所述快捷货物所需的中转时间)；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终 止节点的其它路径的全程运输时间。确定备选路径的具体方法将在后续进行详细介绍。 

S303、根据节点集合S中的节点确定K条备选路径(K为大于1的自然数)。 

本领域技术人员可以根据实际情况设置K值。 

确定的K条备选路径中的每个备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中具有连接关系的节点构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间。确定备选路径的具体方法将在后续进行详细介绍。 

根据节点集合S中具有连接关系的相邻节点之间的运输时间，从满足货物A的中转要求的路径中确定运输时间最短的K条路径作为备选路径(具体确定方法将在后续进行详细介绍)。 

对多条备选路径进行评价，以及选择其中一条或多条路径运送货物的具体方法如下步骤所述： 

S304、对于K条备选路径，分别确定各路径的相关参数，根据参数对路径进行评价，根据评价结果选择货物A的运输路径。 

对于K条备选路径，分别确定各备选路径的最大可分配流量。具体为，对于某个备选路径，确定该路径中相邻节点之间的剩余运输流量，选择其中剩余运输流量中最小的作为该路径的最大可分配流量；可以从最大可分配流量大于货物A的流量的备选路径中选择一条路径作为货物A的运输路径；如果不存在最大可分配流量大于货物A的流量的备选路径，则可以选择多个备选路径作为货物A的运输路径(多个备选路径的最大可分配流量之和大于货物A的流量)。 

进一步，还可以考查各备选路径的运输时间以及中转次数等参数来选择运输路径，从而综合考虑货物A的运抵时效、减少中转作业次数，进一步降低运输成本。 

例如，对于备选路径中第i条备选路径(i为自然数，且1≤i≤K)，其最大可分配流量为f_i，其路径全程运输时间为t_i(全程运输包括节点间的在途运输时间以及节点的中转时间)，路径中转次数为q_i(即路径中转节点的个数)，则计算的该路径的评价值Z_i为： 

$Z_i=a\frac{f_i-F}{F}+b\frac{T-t_i}{t_i}+c\frac{1}{q_i}---\left(1\right)$

其中，F为货物A的流量，T为货物A的运抵时限，a、b、c分别为设定的各因素的权重因子，本领域技术人员可以根据实际情况设定。 

若评价值最大的路径的最大可分配流量大于货物A的流量，则选择该路径作为货物A的运输路径；否则，还需要从备选路径中再选择一条路径来满足货物A的运送，比如可以选择评价值较大的路径与评价值最大的路径同时作为货物A的运输路径。 

S305、选择了运输路径后，进行流量分配。 

如果选择的是一个运输路径，则货物A均从该路径进行发送；如果选择了一条以上的运输路径，则可以根据各运输路径的最大可分配流量来对货物A的流量进行分配。例如，可以根据各运输路径的最大可分配流量的比例来分配货物A的流量，或者，将货物A的流量尽可能分配给评价值最大的路径，即分配给评价值最大的路径的货物流量等于该路径的最大可分配流量，将货物A的其它流量则分配给其它运输路径。 

S306、在根据上述方法之一确定了运输路径后，更新选择的运输路径中相邻节点之间的剩余运输流量以及各节点的剩余装卸能力。 

在对货物A进行了流量分配后，确定了货物A在主干运输网络中的运输方案后，更新所选择的运输路径中相邻节点之间的剩余运输流量(即将相邻 节点之间的剩余运输流量减去分配给该路径的货物A的流量)以及各节点的剩余装卸能力，以作为确定下一个快捷货物的运输方案的路径参数。 

上述步骤S302中，从满足货物A的中转要求的路径中选择运输时间最短的路径作为货物A在主干运输网络中的运输路径的具体方法为： 

如图4所示，货物所需的中转时间指的是，货物从到达车辆卸下，到装上另一个转运车辆所需的时间(主要包括货物的装卸时间，而装卸时间通常与货物量大小有关，因此，可以根据货物的重量或体积等因素确定货物所需的中转时间)；如图5a所示，对于某个路径中的某个中转节点的中转时间指的是，在该路径中从到达该中转节点之前的节点发出的车辆到达该中转节点的到达时间与该中转节点向下一节点发车时间之间的时间差，即在该路径中的中转节点上接续的两列车的到达时间和出发时间的时间差。 

根据节点集合S中的节点以及节点之间的连接关系，可以构成至少一条起始节点为第一节点、终止节点为第二节点的路径。例如，如图2所示，构成起始节点为第一节点、终止节点为第二节点的路径有A-B-C-F、A-C-F、A-D-F、A-E-F。 

则确定运输时间最短路径的一种简单方法可以是：根据节点集合S中的节点之间的连接关系，确定路径集合Q，路径集合Q包含所有的由节点集合S中的节点所构成的以第一节点为起始节点、第二节点为终止节点的路径；对于路径集合Q中的每条路径，若确定该路径的中转节点不满足所述快捷货物所需的中转时间要求，则将该路径从路径集合Q中删除。具体为，将该路径的各中转节点的中转时间与货物A所需的中转时间进行比较；如果该中转节点的中转时间小于货物A所需的中转时间则将该路径从路径集合Q中删除。例如，对于某个路径，该路径中的一个中转节点的上一个节点发出的车辆到达该中转节点的到达时间t₁，从该中转节点向下一个节点发车的发车时间t₂，若t₂-t₁小于货物A所需的中转时间，则该中转节点的中转时间不能满足货物的中转要求，将该路径从路径集合Q中删除。 

在对路径集合Q中的每个路径的中转节点进行中转时间比较，并删除所有的不满足中转要求的路径后，对路径集合Q中的每个路径，计算该路径的具有连接关系的相邻节点之间的运输时间(相邻节点之间的运输时间如图5b所示，包括相邻节点之间的在途运输时间以及在前节点的中转时间)，根据该路径中的相邻节点之间的运输时间确定该路径的全程运输时间，从中选择全程运输时间最短的路径作为备选路径，而该备选路径将被作为货物A在主干运输网络中的运输路径。 

此外，还可以采用另一种算法实现满足货物A的中转要求的运输时间最短的路径的选择： 

根据节点集合S中的节点之间的连接关系，需要选择一条起始节点为第一节点、终止节点为第二节点的最短路径。假设，集合S中的节点个数为n，记集合S中的起始节点为s，集合S中除起始节点以外的节点为v_i，其中i为小于n的自然数，对于除起始节点以外的每个节点v_i赋予两个数值，一个是时间标号P{v_i}和T{v_i}，也就是说，每个节点v_i都具有一个T值(T{v_i})和一个P值(P{v_i})；P{v_i}记录的是从起始节点到该节点的最短时间，T{v_i}记录的是从起始节点到该节点的最短时间上界，开始时令T{v_i}＝+∞，P{v_i}＝0；另一个是前趋标号λ(v_i)＝m，记录的是从起始节点到该节点的最短路径上，与节点v_i具有连接关系的在前节点v_m。货物A需要的中转作业时间为 

货物A的装卸耗费为N_a ^zx。 

则上述步骤S302中，从满足货物A的中转要求的路径中选择运输时间最短的路径作为货物A在主干运输网络中的运输路径的另一种具体方法，流程如图6所示，包括： 

S601、令k＝1，P{s}＝0，其中，s为起始节点(即第一节点)，将s加入到集合S_k＝{s}中，即S_k＝{s}，并令T{v_i}＝+∞，其中 $v_i\⋐S/s.$

P{s}＝0表明起始节点s到节点s的运输时间为0，S₁集合中仅包含节点s； T{v_i}＝+∞，其中 $v_i\⋐S/s,$ 表明集合S中除节点s以外的节点的T值都赋值为+∞。 

S602、根据S_k集合，确定集合S_k+1。 

若k＝1，则考查每个与起始节点s具有连接关系、且不属于S_k的节点；即考查节点v_r，v_r满足：(s，v_r)∈L且 $v_r\∉S_k;$ 其中，r为自然数，集合L为集合S中节点的连接关系集合；如果T{v_r}＞P{s}+w_sr则令T{v_r}＝P{s}+w_sr，把λ(v_r)修改为s，即令λ(v_r)＝s；其中，w_sr为节点s到节点v_r之间的运输时间。 

记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_q，设集合R包含节点v_q；确定集合R中的各节点的T值中的最小值(假设为T{v′})，如果确定的最小值T{v′}＜+∞，将该最小值T{v′}所对应的节点v′以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并且把v′的T标号变为P标号，即令P{v′}＝T{v′}；否则，执行步骤S606。 

若k＞1，假设v_j是集合S_k中最后加入的节点，即 $v_j\∉S_{k-1},$ v_j∈S_k；考查每个与v_j具有连接关系、且不属于S_k的节点，即考查节点v_u，v_u满足：(v_j，v_u)∈L且 $v_u\∉S_k;$ 假设λ(v_j)＝v_g，即v_j的前趋节点为v_g，如果在由节点v_g、v_j、v_u所构成的路径上，节点v_j满足货物A所需中转时间要求(即车辆从v_j出发到v_u的出发时间减去车辆从v_g出发到v_j的到达时间大于货物A所需中转时间)，并且T{v_u}＞P{v_j}+w_ju，则令T{v_u}＝P{v_j}+w_ju，把λ(v_u)修改为v_j，即令λ(v_u)＝v_j；其中，w_ju为节点v_j到节点v_u之间的运输时间； 

记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_x，设集合R′包含节点v_x；确定集合R′中的各节点的T值中的最小值(假设为T{v″})，其中，v_x为不属于集合S_k的节点，如果确定的最小值T{v″}＜+∞，将该最小值T{v″}所对应的节点v″以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并且把v″的T标号变为P标号，即P{v″}＝T{v″}；否则，执行步骤S606(图6中未标)。 

S603、令k＝k+1。 

S604、判断节点v″′是否为终止节点(即第二节点)，如果是，执行步骤 S605；否则，跳转到步骤S602；其中，v″′∈S_k， ${v^{\′\′\′}}_j\∉S_{k-1}.$

S605、根据以下循环确定满足货物A的中转要求的运输时间最短的路径中的各节点： 

A、令v_p为终止节点t； 

B、令v_q＝λ(v_p)；则确定v_q为满足货物A的中转要求的运输时间最短的路径中的一个节点；若v_q为起始节点s，则跳转到步骤D；否则，顺序执行步骤C。 

C、令v_p＝v_q；跳转到步骤B。 

D、结束。 

S606、确定从起始节点到终止节点没有满足货物A的中转要求的路径，结束。 

事实上，现有技术在制定运输方案时往往不考虑中转节点的中转时间，因此，选择的运输路径即使是运输时间最短的，但是如果货物因为在中转节点的中转时间过长，导致该货物来不及赶上该中转节点发出的转运车辆，而不得不等到下次发车时刻，从而严重延缓了货物的运输时间，而该延缓的运输时间往往在事前并没有预计到，从而造成运输时间严重延缓，反而不如选择其它运输时间稍长而中转时间足够的运输路径。而本发明实施例在求解最短运输路径时，同时考虑路径的各中转节点的中转时间是否满足要求，在中转时间满足要求的基础上再求解最短运输路径，使得计算得出的运输路径可以保证货物的中转要求。 

上述步骤S303中，根据节点集合S中具有连接关系的相邻节点之间的运输时间，从满足货物A的中转要求的路径中选择运输时间最短的K条路径作为备选路径的具体方法，流程如图7所示，包括： 

S701、令i＝1；i为自然数；集类Ω为空。 

S702、根据节点集合S中的节点，确定第i条备选路径P_i。 

确定的备选路径P_i满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中具有连 接关系的节点构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间。 

确定该条备选路径P_i的方法可采用如上介绍的步骤S302的方法。 

S703、根据路径P_i，确定n_i-1个子路径集为 

其中，n_i为路径P_i所经过的节点(包括起始节点、中转节点和终止节点)的个数； 

记路径P_i所经过的节点为 s为节点集S中的起始节点，t为节点集S中的终止节点，则第j个子路径集L_j中包含的路径为：不经过节点 

但经过 节点的路径，其中j为小于n_i的自然数。 

S704、将 

添加到集类Ω中。 

S705、对于集类Ω中的每个子路径集，确定该子路径集中的满足中转要求的最短路。 

所述满足中转要求的最短路，指的是满足以下条件的路径：该最短路中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及该最短路的全程运输时间小于其所在子路径集中满足快捷货物中转要求的其它路径的全程运输时间。 

S706、根据集类Ω中的各子路径集的满足中转要求的最短路，确定第i+1条备选路径P_i+1，并将P_i所在的子路径集从Ω中删除。 

即第i+1条备选路径P_i+1满足以下条件：该备选路径的全程运输时间小于其它满足中转要求的最短路的全程运输时间。 

S707、令i＝i+1。 

S708、判断i是否等于K；如果是，执行步骤S709；否则，跳转到步骤S703。 

S709、将P₁～P_K作为满足货物A的中转要求的路径中选择运输时间最短的K条备选路径，结束。 

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。 

本发明实施例提供的一种快捷货物运输路径确定装置，如图8所示，包括：第一运输路径确定模块801。 

第一运输路径确定模块801用于对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物确定其在主干运输网络中的运输路径。 

第一运输路径确定模块801具体包括：节点集合确定单元811、备选路径确定单元812、运输路径确定单元813。 

节点集合确定单元811用于对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定一个节点集合，所述节点集合中包括所述第一节点、第二节点以及第一节点与第二节点之间的中转节点； 

备选路径确定单元812用于根据节点集合确定单元811确定的节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；所述备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间； 

运输路径确定单元813用于根据备选路径确定单元812确定的备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。 

进一步，第一运输路径确定模块801还包括：节点删除单元814。 

节点删除单元814用于将节点集合确定单元811确定的节点集合中的各中转节点的剩余装卸能力与所述快捷货物所需的装卸能力进行比较；若比较 的中转节点的剩余装卸能力小于所述快捷货物所需的装卸能力，则将该中转节点从所述节点集合中删除； 

以及所述备选路径确定单元812具体用于根据节点删除单元814删除相关节点后的节点集合中的节点确定设定条数的备选路径。 

如果设定条数为一条，则备选路径确定单元812具体用于根据节点集合中的节点之间的连接关系确定路径集合，所述路径集合中包含所有的由节点集合中的节点所构成的以第一节点为起始节点、第二节点为终止节点的路径；对于路径集合中的每条路径，将该路径的各中转节点的中转时间与所述快捷货物所需的中转时间进行比较；如果该中转节点的中转时间小于所述快捷货物所需的中转时间，则将该路径作为不满足中转要求的路径从路径集合中删除；在将所有的不满足中转要求的路径从路径集合中删除后，确定路径集合中的每个路径的全程运输时间，从中选择全程运输时间最短的路径作为所述备选路径。 

如果备选路径确定单元812中设定条数为K条，其中K等于1，则备选路径确定单元812具体根据如下方法A1～A4确定备选路径： 

A1、令k＝1，集合S_k＝{s}，其中，s为所述第一节点； 

A2、根据集合S_k确定集合S_k+1具体为： 

若k＝1，则对于每个与起始节点s具有连接关系、且不属于S_k的节点v_r，如果T{v_r}＞P{s}+w_sr，则令T{v_r}＝P{s}+w_sr、λ(v_r)＝s；其中，w_sr为节点s到节点v_r之间的运输时间；记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_q，设集合R包含节点v_q；确定集合R中的各节点的T值中的最小值T{v′}，其中，v_q为不属于集合S_k的节点，若T{v′}＜+∞，将该最小值T{v′}所对应的节点v′以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并令P{v′}＝T{v′}； 

若k＞1，假设v_j满足条件： $v_j\∉S_{k-1},$ v_j∈S_k；则对于每个与v_j具有连接关系、且不属于S_k的节点v_u，如果在由节点v_g、v_j、v_u所构成的路径上，节点v_j满足所述快捷货物所需中转时间要求、并且T{v_u}＞P{v_j}+w_ju，则令 T{v_u}＝P{v_j}+w_ju，λ(v_u)＝v_j；其中，w_ju为节点v_j到节点v_u之间的运输时间；记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_x，设集合R′包含节点v_x；确定集合R′中的各节点的T值中的最小值T{v″}，其中，v_x为不属于集合S_k的节点，如果确定的T{v″}＜+∞，将该最小值T{v″}所对应的节点v″以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并令P{v″}＝T{v″}； 

A3、令k＝k+1； 

A4、判断节点v″′是否为所述第二节点；如果不是，跳转到A2；如果是，根据以下步骤B1～B4，确定所述备选路径；其中，v″′∈S_k， ${v^{\′\′\′}}_j\∉S_{k-1};$

B1、令v_p为终止节点t； 

B2、令v_q＝λ(v_p)；则确定v_q为满足货物A的中转要求的运输时间最短的路径中的一个节点；若v_q为起始节点s，则跳转到步骤B4；否则，执行步骤B3； 

B3、令v_p＝v_q；跳转到步骤B2； 

B4、结束。 

或者，备选路径确定单元812确定一条备选路径的另一个具体方法可以是：根据所述节点集合中的节点之间的连接关系确定路径集合，所述路径集合中包含所有的由节点集合中的节点所构成的以第一节点为起始节点、第二节点为终止节点的路径； 

对于路径集合中的每条路径，将该路径的各中转节点的中转时间与所述快捷货物所需的中转时间进行比较；如果该中转节点的中转时间小于所述快捷货物所需的中转时间，则将该路径作为不满足中转要求的路径从路径集合中删除； 

在将所有的不满足中转要求的路径从路径集合中删除后，确定路径集合中的每个路径的全程运输时间，从中选择全程运输时间最短的路径作为所述备选路径。 

如果设定条数为K条，所述K大于1，则备选路径确定单元812具体用 于根据所述节点集合中的节点确定一条备选路径P₁；根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1，其中，i为自然数；当确定出第K条备选路径P_K时，则得到所述K条备选路径P₁～P_K； 

其中，根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1具体为： 

根据路径P_i，确定n_i-1个子路径集为 

其中，n_i为路径P_i所经过的节点；记路径P_i所经过的节点为 

s为节点集S中的起始节点，t为节点集S中的终止节点，则第j个子路径集L_j中包含的路径为：不经过节点 

但经过 

节点的路径； 

将 

添加到集类Ω中； 

对于集类Ω中的每个子路径集，确定该子路径集中的满足中转要求的最短路，所述满足中转要求的最短路，指的是满足以下条件的路径：该最短路中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及该最短路的全程运输时间小于其所在子路径集中满足快捷货物中转要求的其它路径的全程运输时间； 

根据集类Ω中的各子路径集的满足中转要求的最短路，确定第i+1条备选路径P_i+1，并将P_i所在的子路径集从Ω中删除；所述P_i+1满足以下条件：该备选路径的全程运输时间小于其它满足中转要求的最短路的全程运输时间。 

在备选路径确定单元812确定了K条备选路径后，运输路径确定单元813具体用于确定各备选路径的最大可分配流量；从最大可分配流量大于所述快捷货物的流量的备选路径中选择一条作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。 

或者，运输路径确定单元813具体用于根据如下公式确定各备选路径的评价值；若评价值最大的备选路径的最大可分配流量大于所述快捷货物的流量，则选择该备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径；否则，选择多条备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径，选择的多条备选路径的最大可分配流量之和大于所述快捷货物的流量，并且，选择的多条备选路径的评价值大于其它备选路径的评价值； 

$Z_i=a\frac{f_i-F}{F}+b\frac{T-t_i}{t_i}+c\frac{1}{q_i}$

其中，i为自然数，且1≤i≤K，K为备选路径的个数，Z_i为第i条备选路径的评价值，f_i为第i条备选路径的最大可分配流量，t_i为第i条备选路径的全程运输时间，q_i为第i条备选路径的中转次数；F为所述快捷货物的流量，T为所述快捷货物的运抵时限，a、b、c分别为设定的权重因子。 

进一步，快捷货物运输路径确定装置还包括：第二运输路径确定模块802。 

第二运输路径确定模块802用于根据所述第一运输路径确定模块确定的主干运输网络中的运输路径，确定所述快捷货物在区域集散运输网络中的运输路径。 

进一步，快捷货物运输路径确定装置还包括：判断模块803。 

判断模块803用于判断第一运输路径确定模块801确定的主干运输网络中的运输路径以及第二运输路径确定模块802区域集散运输网络中的运输路径是否满足所述快捷货物的时效要求，如果不满足，则通知第一运输路径确定模块801重新确定主干运输网络中的运输路径；以及 

第二运输路径确定模块802根据第一运输路径确定模块801重新确定的主干运输网络中的运输路径，重新确定区域集散运输网络中的运输路径。 

本发明实施例由于在确定主干运输网络中最短全程运输时间的路径时，还同时考查路径中的中转节点的中转时间是否可以满足快捷货物所需的中转时间，从而可以保证确定的运输路径既可以满足快捷货物所需的中转时间，同时其全程运输时间也是最短或较短的。这样，有效的避免了因货物的中转而导致货物不能按预先制定的运输方案及时装载到转运车辆上，而引起严重的时间延缓，为服务质量提供了有效的保障，并同时使得运输时间较短。 

进一步，本发明实施例还考查每个节点的剩余装卸能力，避免选择装卸 能力不够的节点所在的路径。 

进一步，本发明实施例确定多条备选路径，并对各备选路径进行评价，根据评价结果选择一条或多条作为运输路径，实现货物流量的合理分配，使得运输路径的确定更为合理，提高运输效率。 

进一步，本发明实施例在确定主干运输网络中的运输路径后，还根据主干运输网络去求解区域集散运输网络中的运输路径，以进一步提高运输效率；并且对确定的主干运输网络以及区域集散运输网络中的运输路径进行时效要求的判断，如果不满足时效要求，将对运输路径进行调整，以提高运输效率。 

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。 

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (13)

1.一种快捷货物运输路径确定方法，其特征在于，包括：

对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定一个节点集合，所述节点集合中包括所述第一节点、第二节点以及第一节点与第二节点之间的中转节点；

将所述节点集合中的各中转节点的剩余装卸能力与所述快捷货物所需的装卸能力进行比较；若比较的中转节点的剩余装卸能力小于所述快捷货物所需的装卸能力，则将该中转节点从所述节点集合中删除；

根据所述节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；所述备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间；

根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定条数为一条，所述根据所述节点集合中的节点确定设定条数的备选路径，具体包括：

根据所述节点集合中的节点之间的连接关系确定路径集合，所述路径集合中包含所有的由节点集合中的节点所构成的以第一节点为起始节点、第二节点为终止节点的路径；

对于路径集合中的每条路径，若确定该路径的中转节点不满足所述快捷货物所需的中转时间要求，则将该路径从路径集合中删除；

在将所有的不满足中转时间要求的路径从路径集合中删除后，确定路径集合中的每个路径的全程运输时间，从中选择全程运输时间最短的路径作为所述备选路径。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定条数为一条，所述根据所述节点集合中的节点确定设定条数的备选路径，具体包括以下步骤：

A1、令k＝1，集合S_k＝{s}，其中，s为所述第一节点；

A2、根据集合S_k确定集合S_k+1具体为：

若k＝1，则对于每个与起始节点s具有连接关系、且不属于S_k的节点v_r，如果T{v_r}＞P{s}+w_sr，则令T{v_r}＝P{s}+w_sr、λ(v_r)＝s；其中，w_sr为节点s到节点v_r之间的运输时间；记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_q，设集合R包含节点v_q；确定集合R中的各节点的T值中的最小值T{v′}，其中，v_q为不属于集合S_k的节点，若T{v′}＜+∞，将该最小值T{v′}所对应的节点v′以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并令P{v′}＝T{v′}，所述节点v_r的T值为T{v_r}，表示从起始节点到节点v_r的最短时间上界，所述P{v′}为节点v_r的P值，表示从起始节点到节点v′的最短时间，所述λ(v_r)表示从起始节点到节点v_r的最短路径上，与节点v_r具有连接关系的在前节点；

若k＞1，假设v_j满足条件：

v_j∈S_k；则对于每个与v_j具有连接关系、且不属于S_k的节点v_u，如果在由节点v_g、v_j、v_u所构成的路径上，节点v_j满足所述快捷货物所需的中转时间要求、并且T{v_u}＞P{v_j}+w_ju，则令T{v_u}＝P{v_j}+w_ju，λ(v_u)＝v_j；其中，w_ju为节点v_j到节点v_u之间的运输时间；记属于集合S，但不属于集合S_k的节点为v_x，设集合R′包含节点v_x；确定集合R中的各节点的T值中的最小值T{v″}，其中，v_x为不属于集合S_k的节点，如果确定的T{v″}＜+∞，将该最小值T{v″}所对应的节点v″以及S_k中的节点组合为集合S_k+1，并令P{v″}＝T{v″}；

A3、令k＝k+1；

A4、判断节点v″′是否为所述第二节点；如果不是，跳转到A2；如果是，根据以下步骤B1～B4，确定所述备选路径；其中，v″′∈S_k，

B1、令v_p为终止节点t；

B2、令v_q＝λ(v_p)；则确定v_q为满足货物A的中转要求的运输时间最短的路径中的一个节点；若v_q为起始节点s，则跳转到步骤B4；否则，执行步骤B3；

B3、令v_p＝v_q；跳转到步骤B2；

B4、结束。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定条数为K条，所述K大于1，以及所述根据所述节点集合中的节点确定设定条数备选路径，具体包括：

根据所述节点集合中的节点确定一条备选路径P₁；

根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1，其中，i为自然数；

当确定出第K条备选路径P_K时，则得到所述K条备选路径P₁～P_K；

所述根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1，具体为：

根据路径P_i，确定n_i-1个子路径集为

其中，n_i为路径P_i所经过的节点；记路径P_i所经过的节点为

s为节点集S中的起始节点，t为节点集S中的终止节点，

为节点集S中起始节点到终止节点之间的中转节点，则第j个子路径集L_j中包含的路径为：不经过节点

但经过

节点的路径，其中j为小于n_i的自然数；

将

添加到集类Ω中；

对于集类Ω中的每个子路径集，确定该子路径集中的满足中转要求的最短路，所述满足中转要求的最短路，指的是满足以下条件的路径：该最短路中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及该最短路的全程运输时间小于其所在子路径集中满足快捷货物中转要求的其它路径的全程运输时间；

根据集类Ω中的各子路径集的满足中转要求的最短路，确定第i+1条备选路径P_i+1，并将P_i所在的子路径集从Ω中删除；所述P_i+1满足以下条件：该备选路径的全程运输时间小于其它满足中转要求的最短路的全程运输时间。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径，具体包括：

确定各备选路径的最大可分配流量；

从最大可分配流量大于所述快捷货物的流量的备选路径中选择一条作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径，具体包括：

根据如下公式确定各备选路径的评价值：

$Z_i=a\frac{f_i-F}{F}+b\frac{{T-t}_i}{t_i}+c\frac{1}{q_i}$

其中，i为自然数，且1≤i≤K，K为备选路径的个数，Z_i为第i条备选路径的评价值，f_i为第i条备选路径的最大可分配流量，t_i为第i条备选路径的全程运输时间，q_i为第i条备选路径的中转次数；F为所述快捷货物的流量，T为所述快捷货物的运抵时限，a、b、c分别为设定的权重因子；

若评价值最大的备选路径的最大可分配流量大于所述快捷货物的流量，则选择该备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径；

否则，选择多条备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径，选择的多条备选路径的最大可分配流量之和大于所述快捷货物的流量，并且，选择的多条备选路径的评价值大于其它备选路径的评价值。

7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，在确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径之后，还包括：

根据确定的主干运输网络中的运输路径，确定所述快捷货物在区域集散运输网络中的运输路径。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在确定所述快捷货物在区域集散运输网络中的运输路径之后，还包括：

判断确定的主干运输网络以及区域集散运输网络中的运输路径是否满足所述快捷货物的时效要求，如果不满足，则重新确定主干运输网络以及区域集散运输网络中的运输路径。

9.一种快捷货物运输路径确定装置，其特征在于，包括：第一运输路径确定模块；所述第一运输路径确定模块包括：

节点集合确定单元，用于对于要从主干运输网络中的第一节点运送到第二节点的快捷货物，确定一个节点集合，所述节点集合中包括所述第一节点、第二节点以及第一节点与第二节点之间的中转节点；

节点删除单元，用于将所述节点集合确定单元确定的节点集合中的各中转节点的剩余装卸能力与所述快捷货物所需的装卸能力进行比较；若比较的中转节点的剩余装卸能力小于所述快捷货物所需的装卸能力，则将该中转节点从所述节点集合中删除；

备选路径确定单元，用于根据所述节点删除单元删除相关节点后的节点集合中的节点确定设定条数的备选路径；所述备选路径满足以下条件：所述备选路径由所述节点集合中某些具有连接关系的节点依次连接构成，所述备选路径的起始节点与终止节点分别为第一节点、第二节点；所述备选路径中的各中转节点满足所述快捷货物所需的中转时间要求；以及所述备选路径的全程运输时间小于由所述节点集合中的节点连接构成的、以第一节点与第二节点分别为起始节点与终止节点的其它路径的全程运输时间；

运输路径确定单元，用于根据所述备选路径确定所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述设定条数为K条，所述K大于1；以及

所述备选路径确定单元具体用于根据所述节点集合中的节点确定一条备选路径P₁；根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1，其中，i为自然数；当确定出第K条备选路径P_K时，则得到所述K条备选路径P₁～P_K；

其中，根据第i条备选路径P_i确定第i+1条备选路径P_i+1具体为：

根据路径P_i，确定n_i-1个子路径集为

其中，n_i为路径P_i所经过的节点；记路径P_i所经过的节点为

s为节点集S中的起始节点，t为节点集S中的终止节点，

为节点集S中起始节点到终止节点之间的中转节点，则第j个子路径集L_j中包含的路径为：不经过节点

但经过

节点的路径，其中j为小于n_i的自然数；

将

添加到集类Ω中；

对于集类Ω中的每个子路径集，确定该子路径集中的满足中转要求的最短路，所述满足中转要求的最短路，指的是满足以下条件的路径：该最短路中的各中转节点的中转时间大于所述快捷货物所需的中转时间；以及该最短路的全程运输时间小于其所在子路径集中满足快捷货物中转要求的其它路径的全程运输时间；

根据集类Ω中的各子路径集的满足中转要求的最短路，确定第i+1条备选路径P_i+1，并将P_i所在的子路径集从Ω中删除；所述P_i+1满足以下条件：该备选路径的全程运输时间小于其它满足中转要求的最短路的全程运输时间。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述运输路径确定单元具体用于根据如下公式确定各备选路径的评价值；若评价值最大的备选路径的最大可分配流量大于所述快捷货物的流量，则选择该备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径；否则，选择多条备选路径作为所述快捷货物在主干运输网络中的运输路径，选择的多条备选路径的最大可分配流量之和大于所述快捷货物的流量，并且，选择的多条备选路径的评价值大于其它备选路径的评价值；

$Z_i=a\frac{f_i-F}{F}+b\frac{T-t_i}{t_i}+c\frac{1}{q_i}$

其中，i为自然数，且1≤i≤K，K为备选路径的个数，Z_i为第i条备选路径的评价值，f_i为第i条备选路径的最大可分配流量，t_i为第i条备选路径的全程运输时间，q_i为第i条备选路径的中转次数；F为所述快捷货物的流量，T为所述快捷货物的运抵时限，a、b、c分别为设定的权重因子。

12.如权利要求9-11任一所述的装置，其特征在于，还包括：

第二运输路径确定模块，用于根据所述第一运输路径确定模块确定的主干运输网络中的运输路径，确定所述快捷货物在区域集散运输网络中的运输路径。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：

判断模块，用于判断确定的主干运输网络以及区域集散运输网络中的运输路径是否满足所述快捷货物的时效要求，如果不满足，则通知所述第一运输路径确定模块重新确定主干运输网络中的运输路径；以及

所述第二运输路径确定模块根据所述第一运输路径确定模块重新确定的主干运输网络中的运输路径，重新确定区域集散运输网络中的运输路径。

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