CN109816147A - 一种航空货运路由规划方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空货运路由规划方法，通过获取客户方至少一个航空货运的订单信息，根据约束条件进行路由规划，并对不同的订单信息输出满足优化目标的规划航线路由，当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，则进行拆单。最终输出结果以运输成本最优、时效最快为可选择优化目标，输出多种航线路由及对应的运输成本和时间，并且为节约运输成本，将起飞时刻相近、第一航段相同的订单拼成一个运单，当运单对应的航班业载不足时，进行拆单，实现了根据客户订单需求，从航空信息资源池中智能推荐满足订单需求，并且运输成本最优、时效最快的目标航线或航线组合。

Description

一种航空货运路由规划方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及航空货运规划领域，尤其是一种航空货运路由规划方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

航空货运已经成为物流运输的重要方式，相比其它的物流运输手段，航空货运具有速度快、单价高和货物限制条件严格等特点。航空公司的货运收益也已经成为其营收的重要来源，航空货运除使用专门的货运飞机外，民航航班的机腹货仓也是其运力的主要组成部分。

航空货运市场的不断增长使得承运企业面对的运力安排、路径规划和订单拼拆等问题更加复杂。目前，大量的航空货运的成员单位对上述问题的解决很大程度上依靠的是人员经验，采取人工分单和手动订单路径规划的形式进行，因此现在需要提供一种根据客户订单需求，从航空信息资源池中智能推荐满足订单需求，并且运输成本最优或时效最快的目标航线。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种运输成本最优、时效最快的航空货运路由规划方法、装置、设备和存储介质。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种航空货运路由规划方法，包括步骤：

获取至少一个航空货运的订单信息；

基于约束条件进行路由规划，并根据不同的订单信息和优化目标生成并输出最优的三种规划航线路由；

当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单；

所述规划航线路由包括满足所述订单信息的路由线路、对应的运输成本和运输时间；

所述拼单条件指：起飞时间前后相差不超过半小时并且第一航段相同的订单对应的航线路由进行拼单。

进一步地，所述订单信息包括始发地、目的地、运输时间要求和货物信息；

所述运输时间要求指起飞时刻和到达时刻；

所述货物信息包括货物重量、货物体积和货物类型。

进一步地，所述约束条件包括：直达约束条件、中转约束条件和运输时间约束条件，具体为：

所述直达约束条件指：直达优先，当直达航班业载不足时，考虑中转方案，如果中转，则需满足：

前一航班到达时刻≥后一航班起飞时刻+半小时；

所述中转约束条件指：国际航线，不能在第三国中转；

所述运输时间约束条件指：安排的航班满足客户需求的起飞时刻和到达时刻。

进一步地，所述优化目标包括以下至少一种：运输成本最优条件和时间最优条件，所述运输成本最优条件指规划的航线路由运输成本最小，所述时间最优条件指规划的航线路由运输所需时间最短。

进一步地，所述运输成本最优条件具体为：

其中，L表示航线路由，m表示航班，i表示第i个订单，C_iL表示第i个订单使用航线路由L运输的运输成本，C₁表示货物运输基本费用，G_o表示货物运输基本费用的限制重量，G_im表示订单i在m航班上的装货重量，C_m表示货物超重的运输费用，Y_i表示订单i最晚到达时刻，T_ei表示订单i的到达时刻，C_i表示订单i早于最早到达时刻到达所需费用，I表示判断条件，即当Y_i-T_ei>0条件满足时，

进一步地，所述时间最优条件具体为：

t_iL＝T_ei,L-T_si,L

其中，L表示航线路由，t_iL表示订单i用航线路由L运输所需的时间，T_ei,L表示订单i用航线路由L运输的起飞时间，T_si,L表示订单i用航线路由L运输的到达时间。

第二方面，本发明还提供一种航空货运路由规划装置，包括：

获取订单信息模块，用于获取至少一个航空货运的订单信息；

路由规划模块，用于基于约束条件进行路由规划，并根据不同的订单信息和优化目标生成并输出最优的三种规划航线路由；

拼单拆单模块，用于当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。

第三方面，本发明还提供一种航空货运路由规划的控制设备，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质预置存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面任一项所述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过获取客户至少一个航空货运的订单信息，根据约束条件进行路由规划，并对应不同的订单信息和优化目标输出满足优化目标的规划航线路由，当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。保证最终以运输成本最优、时效最快为目标，输出多种航线路由及对应的运输成本和时间，并且为节约运输成本，将起飞时刻相近、第一航段相同的订单拼成一个运单，当运单对应的航班业载不足时，进行拆单，实现根据客户订单需求，从航空信息资源池中智能推荐满足订单需求、约束条件和优化目标的前三位目标航线或航线组合。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的航空货运路由规划方法流程图；

图2是本发明一种实施方式的航空货运路由规划装置结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

首先介绍本发明中一些名词定义。

(1)可供运力：航空公司航班理论上可以装载的货邮重量。

(2)运行可供：航班实际能装载的货邮重量，该值是动态变化的，与燃油、旅客数量、行李等都有关系。

(3)合计货邮：航班实际运输货邮的重量。

(4)剩余业载：运行可供减去实际货邮重量。

(5)航班利用率：即航班腹舱的装载情况，具体是：(合计货邮/运行可供)*100％。

(6)航线：飞机飞行的路线，包含始发地，中转点和目的地。

(7)航段：一个航线的最小单元，如：航线A→B→C包含航段A→B和航段B→C。

(8)航班：飞机由始发站按规定的航线起飞，经过经停站至终点站或没有经停站直达终点站的运输飞行。

(9)直达：中途不换飞机直接到达，如：对同一飞机，A→B为A到B直达，A→B→C为：A到B直达，B到C直达，A到C直达。

实施例一：

本实施例根据客户订单需求，从航空信息资源池中智能推荐满足约束条件、订单需求，并且运输成本最优或时效最快的目标航线(或航线组合)。

如图1所示，为本实施例的一种航空货运路由规划方法流程图，包括步骤：

S1：获取订单信息，具体是获取至少一个客户的航空货运订单信息，其中订单信息包括始发地、目的地、运输时间要求和货物信息等，运输时间要求指起飞时刻和到达时刻，货物信息包括货物重量、货物体积和货物类型。

S2：路由规划，指根据约束条件进行路由规划，并输出不同订单在其优化目标下对应的满足优化目标的规划航线路由。

S3：拼单拆单，指判断包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。

本实施例中首先根据客户货物需求订单信息，从资源池中智能推荐出与订单对应的最优的前三条规划航线路由，包含满足客户需求的路由线路、对应的运输成本和运输时间。

然后进行拼单选择，具体是：客户下单后，根据各个订单对应的航线路由，将起飞时间相近，指起飞时间前后相差半小时，并且第一航段相同的多个订单拼成一个运单进行规划，在满足航班业载和到达时间前提下，以运输成本最优输出对应航班，其中，订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。

约束条件包括直达约束条件、中转约束条件和运输时间约束条件，具体为：

1)直达约束条件指：直达优先，当直达航班业载不足时，考虑中转方案，如果中转，则需满足：前一航班到达时刻≥后一航班起飞时刻+半小时；

2)中转约束条件指：国际航线，不能第三国中转；

3)运输时间约束条件指：安排的航班满足客户需求的起飞时刻和到达时刻；

还需要提前预估运行可供和实时剩余业载，其中运行可供＝合计货邮+剩余业载。

本实施例进行航线路由规划时，不同业务类型需要输入的预置信息如下表1所示，其中业务类型包括：航空路由推荐和拼单。

获得输入的预置信息后，根据优化目标进行输出，其中优化目标包括以下至少一种：运输成本最优条件和时间最优条件，其中运输成本最优条件指规划的航线路由运输成本最小，即总运输成本最优，时间最优条件指规划的航线路由运输所需时间最短，即时效最快。

航空路由推荐输出包括：(a)满足需求的排名前三的航空路由；(b)各航空路由对应的运输成本；(c)各航空路由对应的运输时间。

拼单输出包括：(a)各订单对应的运单；(b)各订单对应的航班路由；(c)各订单对应的运输成本；(d)各订单对应的运输时间。

下面具体介绍本实施例的模型。

根据优化目标，

运输成本最优条件的具体目标函数，即选择运输成本最优的路径为：

订单i由航线路由L运输的运输成本：

其中，L表示航线路由，m表示航班，i表示第i个订单，C_iL表示第i个订单由航线路由L运输的运输成本，C₁表示货物运输基本费用，G_o表示货物运输基本费用的限制重量，G_im表示订单i在m航班上的装货重量，C_m表示货物超重的运输费用，Y_i表示订单i最晚到达时刻，T_ei表示订单i的到达时刻，C_i表示订单i早于最早到达时刻到达所需费用，I表示判断条件，即当Y_i-T_ei>0条件满足时，即订单i由航线路由L运输的运输成本为：货物运输基本费用加上货物超重费用以及早于最早到达时刻到达目的地所需的费用。

时间最优条件的目标函数，即选择所需时间最短的路径，具体为：

订单i用航线路由L运输所需的时间：

t_iL＝T_ei,L-T_si,L (4)

其中，L表示航线路由，t_iL表示订单i用航线路由L运输所需的时间，T_si,L表示订单i用航线路由L运输的起飞时间，T_ei,L表示订单i用航线路由L运输的到达时间，即订单i运输所需的时间为：订单i的到达时刻减去订单i的起飞时刻。

约束条件具体如下。

运行可供为：

W＝G+R (5)

其中，W表示运行可供，G表示合计货邮，R表示剩余业载，G_im表示订单i在航班m上的装货重量，R_m表示航班m的剩余业载，V_im表示订单i在航班m上的装货体积，V_m表示航班m的可供体积，即保证航班m的剩余业载和可供体积满足订单需求。

直达约束条件为：

其中，L_d表示直达航线路由，L_t表示中转航线路由，Q_d表示客户是否有直达需求，即Q_d＝1表示客户有直达需求，Q_d＝0表示客户没有直达需求，I表示判断条件，即Q_d＝1条件满足时，I_[Qd＝1]值为1，Q_d＝0条件满足时I_[Qd＝0]的值为1。

中转约束条件为：

N_iL≤1,L＝1,2,…,n (9)

其中，N_iL表示订单i在航线路由L中对应的国际航段数量，航班数最大为n，需要保证国际航线不在第三国中转。

运输时间约束条件为：

X_i≤T_si≤X_i' (10)

Y_i≤T_ei≤Y_i' (11)

其中，X_i表示订单i最早起飞时刻，X_i'表示订单i最晚起飞时刻，T_si表示订单i实际起飞时刻，Y_i表示订单i最早到达时刻，Y_i'表示订单i最晚到达时刻，T_ei表示订单i实际到达时刻，即保证安排的每一航线路由均满足客户需求的起飞时刻和到达时刻。

当有中转的航线路由约束条件为：

其中，j、j+1均表示航班，表示中转航线路由中航班j的到达时刻，表示中转航线路由中航班j+1的起飞时刻，C表示中转货物所需的装卸货时间，即保证有中转的航线路由中，后一航班起飞时刻大于等于前一航班到达时刻加C小时，C的最小值为0.5小时。

当N_iL＝1时，即有1个国际航班中转航段，需要报关的货物约束条件为：

T_sb≤t_b+X_i (13)

Y_i'+t_b≤T_eb (14)

其中，b表示关口，T_sb表示关口b最早的报关时刻，T_eb表示关口b最晚的报关时刻，t_b表示关口b的报关操作时长，X_i表示订单i最早起飞时刻，Y_i'表示订单i最晚到达时刻，即保证需要报关的货物，满足报关时间和报关操作时长的限制。

下面以两个具体的示例来介绍本发明的航空货运路由规划方法的实现过程。

航线路由规划示例：

假设订单1的信息为：始发地为A，目的地为D，货物重量为Gi，体积为Vi，要求起飞时间区间为[X_i,X_i']，最晚到达时间为Y_i'。

S11：以航段为最小单位，首先搜索起飞时间为[X_i,X_i']且以A为始发地的所有航段，计算所有航段所需运输时间、剩余业载和运输成本，提取出满足下述运输条件的航段，运输条件为：

1)所需运输时间≤Y_i'-X_i；

2)剩余业载≥Gi；

3)可供体积≥Vi；

若所有满足时间要求的航段的剩余业载均小于Gi或可供体积均小于Vi，则将订单拆成满足航班最小剩余业载和可供体积的最少份数。

S12：进行匹配判断，若搜索到的航段与始发地A和目的地D完全匹配，则进一步判断，始发地A的起飞时刻T_si和目的地D的到达时刻T_ei是否满足时间条件：X_i≤T_si≤X_i'和T_ei≤Y_i'，若满足条件，则输出此航段A→D及对应的运输时间、运输成本和此时的航空剩余业载，如果不满足，进入步骤S13。

S13：继续以航段终点作为始发点，搜索航班j+1的起飞时刻＞(航班j的到达时刻+0.5h)的所有航段，直到并提取满足S11中运输条件的航段。

S14：判断，如果搜索到的航段终点与目的地D相同，且航段属性为“国际航空”的数量≤1(此操作是为了保证不在第三国中转)。

如果航段属性为“国际航空”的数量为1，则要保证订单1满足报关需求，即最早到达时刻加报关操作时长大于等于关口最早报关时刻，最晚到达时刻加报关操作时长小于等于关口最晚报关时刻，即T_sb≤t_b+X_i和Y_i'+t_b≤T_eb；

进一步判断始发地A的起飞时刻T_si和目的地D的到达时刻T_ei是否满足时间条件：X_i≤T_si≤X_i'和T_ei≤Y_i'，若满足，则输出其所有航段及对应的运输时间、运输成本和此时的剩余业载。

S15：对步骤S13至步骤S14进行迭代，直至所有满足条件的航段元素为空。

S16：根据优化目标，运输成本最优条件和/或时间最优条件，选择排名前三的最优方案即可。

拼单示例：

假设现有n个订单，对应客户选择的n条航线路由R1，R2，…，Rn。

S21：首先将每条航线路由对应的起飞时刻和第一航段信息组合成不同的ID，将ID相同的各航线路由，分类合并成k个组，即k个运单，每个运单包含m_i个订单，共个订单。

S22：对于k个运单，对每个运单计算合计货邮总重G_y，以运输成本最优的优化目标选择对应航班，判断所选航班的剩余业载是否≥G_y，若满足，则直接运输第一航段，否则，根据航班剩余业载将运单拆成最小份数，将运单分配给成本最优和次优的航班，以此类推运输第一航段。

S23：对于n个订单，判断若订单i的下一航段不为空，则根据其航线，并以成本最优为目标选择对应航班。

实施例二：

如图2所示，为本实施例的航空货运路由规划装置结构框图，包括：

获取订单信息模块，用于获取至少一个航空货运的订单信息；路由规划模块，用于根据约束条件进行路由规划，并对应不同的订单信息输出满足优化目标的规划航线路由；拼单拆单模块，用于当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。

另外，本发明还提供一种航空货运路由规划的控制设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行实施例一的方法。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行实施例一的方法。

本发明通过获取客户至少一个航空货运的订单信息，根据约束条件进行路由规划，并对应不同的订单信息输出满足优化目标的规划航线路由，当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。保证最终以运输成本最优、时效最快为目标，输出多种航线路由及对应的运输成本和时间，并且为节约运输成本，将起飞时刻相近、第一航段相同的订单拼成一个运单，当运单对应的航班业载不足时，进行拆单，实现了根据客户订单需求，从航空信息资源池中智能推荐满足订单需求，并且运输成本最优、时效最快的目标航线。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种航空货运路由规划方法，其特征在于，包括步骤：

获取至少一个航空货运的订单信息；

基于约束条件进行路由规划，并根据不同的订单信息和优化目标生成并输出最优的三种规划航线路由；

当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单；

所述规划航线路由包括满足所述订单信息的路由线路、对应的运输成本和运输时间；

所述拼单条件指：起飞时间前后相差不超过半小时并且第一航段相同的订单对应的航线路由进行拼单。

2.根据权利要求1所述的一种航空货运路由规划方法，其特征在于，所述订单信息包括始发地、目的地、运输时间要求和货物信息；

所述运输时间要求指起飞时刻和到达时刻；

所述货物信息包括货物重量、货物体积和货物类型。

3.根据权利要求1所述的一种航空货运路由规划方法，其特征在于，所述约束条件包括：直达约束条件、中转约束条件和运输时间约束条件，具体为：

所述直达约束条件指：直达优先，当直达航班业载不足时，考虑中转方案，如果中转，则需满足：

前一航班到达时刻≥后一航班起飞时刻+半小时；

所述中转约束条件指：国际航线，不能在第三国中转；

所述运输时间约束条件指：安排的航班满足客户需求的起飞时刻和到达时刻。

4.根据权利要求1所述的一种航空货运路由规划方法，其特征在于，所述优化目标包括以下至少一种：运输成本最优条件和时间最优条件，所述运输成本最优条件指规划的航线路由运输成本最小，所述时间最优条件指规划的航线路由运输所需时间最短。

5.根据权利要求4所述的一种航空货运路由规划方法，其特征在于，所述运输成本最优条件具体为：

其中，L表示航线路由，m表示航班，i表示第i个订单，C_iL表示第i个订单使用航线路由L运输的运输成本，C₁表示货物运输基本费用，G_o表示货物运输基本费用的限制重量，G_im表示订单i在m航班上的装货重量，C_m表示货物超重的运输费用，Y_i表示订单i最晚到达时刻，T_ei表示订单i的到达时刻，C_i表示订单i早于最早到达时刻到达所需费用，I表示判断条件，即当Y_i-T_ei>0条件满足时，

6.根据权利要求4所述的一种航空货运路由规划方法，其特征在于，所述时间最优条件具体为：

t_iL＝T_ei,L-T_si,L

其中，L表示航线路由，t_iL表示订单i用航线路由L运输所需的时间，T_ei,L表示订单i用航线路由L运输的起飞时间，T_si,L表示订单i用航线路由L运输的到达时间。

7.一种航空货运路由规划装置，其特征在于，包括：

获取订单信息模块，用于获取至少一个航空货运的订单信息；

路由规划模块，用于基于约束条件进行路由规划，并根据不同的订单信息和优化目标生成并输出最优的三种规划航线路由；

拼单拆单模块，用于当包括多个订单时，根据拼单条件进行拼单，当订单的货物重量大于对应的航班业载时，进行拆单。

8.一种航空货运路由规划的控制设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质预置存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至6任一项所述的方法。