CN113537538A - 一种商品混凝土智能调度方法 - Google Patents

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CN113537538A CN202010287783.1A CN202010287783A CN113537538A CN 113537538 A CN113537538 A CN 113537538A CN 202010287783 A CN202010287783 A CN 202010287783A CN 113537538 A CN113537538 A CN 113537538A
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石从黎
陈敬
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Chongqing Construction Engineering Group Co Ltd
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Chongqing Construction Engineering Building Materials & Logistics Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种商品混凝土智能调度方法，包括以下几个步骤：步骤一，总站处理；步骤二，分站生产；步骤三，车调度：分站点结合客户需求、现有砼车数量、运输距离，并综合考虑车辆在施工现场的浇筑时间以及缓冲时间根据智能派单模式给出砼车调度方案砼；步骤四，泵车调度：利用GPS获取泵车的的地理位置,将经纬度转换为平面坐标之后，再用Floyd算法对泵车转移的路径进行规划。与传统的调度方法相比，本方案从总站处理、分站生产、砼车调度和泵车调度等多个方面就行独特特征设计；本方案可起到良好的调度效果，大幅度地增加了调度的效率，且适用性非常强，有效地提高计划编排和各类资源的使用效率。

Description

一种商品混凝土智能调度方法
技术领域
本发明属于物流管理领域，具体涉及一种商品混凝土智能调度方法。
背景技术
混凝土是当今世界用量最大、用途最广泛的建筑材料之一。当前，建筑施工工地的混凝土供应主要有两种方式：现场拌制和专业的商品混凝土厂配送。两种供应方式各有范围。商品混凝土的配送是由商品混凝土厂根据施工工地需求，依预先设计的配比搅拌混合后，装入混凝土预拌车运往施工工地。
若不能合理安排各混凝土预拌车的出厂时间和出车顺序，就会影响到商品混凝土生产厂和施工工地双方的利益，导致各类资源不能被有效地利用。混凝土的配送就成为了商品混凝土产业供销环节中一个非常突出的一环。
专利号为201711059858.5的专利公开了一种基于遗传算法和爬山算法的混凝土配送车辆调度方法。其针对混凝土车辆调度问题，加入了时间窗惩罚机制，建立数学模型，使用基于遗传算法和爬山算法的混合遗传算法求解模型，最后得出该模型的最优车辆调度方案。该优化方法将人工智能算法中的遗传算法与爬山算法结合起来,充分利用了遗传算法较强的全局搜索能力与爬山算法较强的局部搜索能力，在遗传算法过程中加入爬山操作，有效地提高了算法的收敛速度和搜索最优解的能力。
该方案虽然可起到一定的调度效果，但主要侧重点在于爬山这一特定条件，适用性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种商品混凝土智能调度方法，以提高计划编排和各类资源的使用效率。
为了达到上述目的，本发明提供一种商品混凝土智能调度方法，包括以下几个步骤：
步骤一，总站处理：
当总站接到各分站上报订单后，首先对上报分站的搅拌能力、原材料数量和砼车数量进行预判，上报分站具备产能生产该订单则以智能派单模式将其分配给上报分站进行生产；上报分站不具产能生产，则将该订单与其他产能剩余分站进行匹配；
步骤二，分站生产：
各分站通过智能编排方法将以各任务的开盘时间、任务量、标号、浇筑速度、浇筑方式、运距及车辆需求量为目标参数进行生产；
步骤三，砼车调度：
分站点结合客户需求、现有砼车数量、运输距离，并综合考虑车辆在施工现场的浇筑时间以及缓冲时间根据智能派单模式给出砼车调度方案；缓冲时间包括砼车对接泵车、冲洗和登记花费的时间。
步骤四，泵车调度：
利用GPS获取泵车的的地理位置,将经纬度转换为平面坐标之后，再用Floyd算法对泵车转移的路径进行规划。
进一步，所述智能派单模式包括以下几个步骤：
stepl:将各分站上报订单的订单编号，每个分站报了Lj个订单，对于第一个分站j＝1；
step2:在分站内部建立以15分钟为间隔的时间窗序列，一天共96个时间窗序列，对分站上报的订单信用等级进行排序；
step3:计算每个订单一共要发几车，对于订单
Figure BDA0002449189770000021
其中Ei表示订单总的需求量，13 表示砼车的平均运输能力；
step4:根据订单上报的浇筑速度以及泵机的个数ni计算每趟的发车个数，对于订单i每趟车的发车个数为：
Figure BDA0002449189770000022
一共要发的趟数为：
Figure BDA0002449189770000023
其中， vi为订单上报的浇筑速度；
step5:在当前分站订单编排不变的情况下，从订单的开盘时间开始，利用空余时间窗对该订单进行安排,每趟车都从开盘时间开始，每趟车都花一个小时的时间窗进行编排，一共花出Ui个小时。判断是否存在充足的空余转时间窗来完成该订单的生产，是则转step 7,否则转step 6；
step6:从开盘时间开始花ui+2个小时，搜索订单i所需的所有空格数，判断这个时间跨度中空格数是否大于等于
Figure BDA0002449189770000024
是则转step7,否则将订单计入集合C,同时标记订单i在上报分站受搅拌机的能力限制；
step7:记录当前所有己经编排的订单所占用的时间窗跨度,并计算在当前时间跨度里己编排订单的原材料用量；若
Figure BDA0002449189770000025
则上报分站具有足够的原材料生产该订单，转step8；否则将订单计入集合C,同时标记订单i在上报分站受原材料限制；
其中，to表示当前所有安排好的订单的初始时间窗,ti表示当前编排订单的截止编排时间窗，第 i个订单所需水泥、砂、石子的原材料为mki,m1i表示所需水泥的总量,m2i表示所需砂的总量,m3i表示所需石子的总量；
step8:将编排好的订单i进行车辆匹配，每个时间窗建立一个可用车辆集合，一天96个时间窗, 根据车辆的通行证、长度、高度与订单进行匹配，并记录车辆的返站时间，再将其计入返站时间窗对应的可用车辆集合；所述返站时间窗为：
Figure BDA0002449189770000031
车辆返站后再次纳入到该时间窗对应的可用车辆的集合中；
step9:将所有具有空余产能的分站计入集合D；
step10:将集合C中的订单i与集合D中的分站一一进行通行证匹配，首先筛选出距离订单i 50 公里以内的分站，然后判断是否有具有通行证的车分站来完成订单i,如果没有将订单i返回分站生产并给出提示信息订单i在上报分站生产受什么因素的限制且需要特定通行证的车辆完成运输, i＝i+1且i≤b,转step10,如果存在具有通行证的车接受订单i,转step11；
step11:则按step5-step8对产能进行匹配，如果集合中只有一个分站与集合中的某个订单进行匹配，则输出信息该订单可以匹配该分站，i＝i+1且i≤b,转step 9否则停止；如果有多个分站对集合中的某个订单有产能匹配，则转step12；如果没有分站与之产能匹配，系统给出提示信息，订单i所需产能，各分站剩余产能分别是多少，i＝i+1且i≤bstep10；否则停止；
step12:将所有匹配分站的生产成本a1k、税率成本a2k、材料成本a3k、运输成本a4k进行排序，系统给出提示信息订单i派送到可匹配的分站生产，分别所需成本是多少，i＝i+1且i≤b,转 step10,否则停止。
进一步，所述缓冲时间包括砼车对接泵车、冲洗和登记花费的时间。
进一步，在step8中，还包括以下步骤：
step 8.1；从第一个订单开始，从第一砼车开始搜索，直到找到第一辆与客户相连的车辆j，如果这辆车没有与任意一个订单匹配，那么客户i与车辆匹配成功，i＝i+1且i≤m，如果该辆车己经有客户与之匹配，将该客户做为第k个，所述k＜i,转step 8.2；
step 8.2:让订单k从第j+1辆车开始访问，若存在一辆与订单k相连且没有与其他订单匹配的车辆，将搜索到的第一辆车与订单k匹配,进而订单i与车辆j匹配,i＝i+1且i≤m；转step 8.1；如果订单k从第j+1辆车搜索到的车辆存在与之相连但这些车辆都与其他订单匹配，那么就从这些车辆的第一辆开始返回查询与之匹配的订单是否还有其他与之相连但未与其他订单匹配的车辆,即重复step 8.2，依次递归，直到所有的订单有车辆匹配或者所有的车辆有订单匹配。
进一步，所述分站的时间窗内，从砼车出站
Figure BDA0002449189770000032
到回站
Figure BDA0002449189770000033
的时间窗跨度之内，车辆显示为1表示正在工作，时间窗显示为0表示空闲可调配，从而得到空余砼车的数量，从而根据智能派单模式进行调控；
所述砼车出站所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000041
所述Ω为分站内的时间窗，维度为4，所述
Figure BDA0002449189770000042
是整个时间窗，维度为3；
所述砼车到施工地点所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000043
其中
Figure 1
所述dlj为订单l到分站j的距离，vl为砼车去往工地的平均速度；
所述砼车在施工现场的浇筑时间所占的时间跨度为：
Figure BDA0002449189770000045
其中，a|ρl表示a能被ρl整除，
Figure BDA0002449189770000046
表示a不能被ρl整除；
进而可得到砼车结束作业所处时间窗为：
Figure 295991DEST_PATH_FDA0002449189760000041
所述砼车驶出施工点所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000048
所述砼车驶回分站点所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000049
其中，
Figure BDA00024491897700000410
所述v2表示砼车在驶回分站的过程中的平均速度；
其中，
Figure BDA00024491897700000411
为缓冲时间；
其中
Figure BDA00024491897700000412
为第l个订单第k辆砼车在第i个分站的第
Figure BDA00024491897700000413
个搅拌机出站的时间窗。
进一步，所述智能编排方法包括以下几个步骤：
Step00l:建立搅拌机时间窗，以1分钟为间隔，将每个搅拌机所对应的一天分成1440个时间窗；
Step002:建立满足通行证、长度和高度要求的砼车集合Ci；根据车辆入站的打卡顺序来确定车辆的派送顺序；针对每个泵车对砼车的通行证、长度和高度的选择,根据这些限制条件，系统识别每个泵车可卸货的砼车；
Step003:设置每个订单的路况减少量ai；
Step004:对所有订单的客户信用等级进行排序；
Step005:每个订单的派送任务以泵车为单位进行采集泵机实际到达现场时间；
Step006:确认泵机的客户输入的开盘时间t0、第一批次砂浆类型、辆数、混凝土类型及方量并输入系统开始编排，转step7；
Step007:在集合C中根据车辆打卡顺序依次选取砼车进行砂浆和混凝土的装料，砂浆车最先发；根据开盘时间以及预估的装料时间和预估的作业时间确定每辆砼车的装料时间以及发车间隔，并记录当前订单已发几车，已发方量；
所述发车间隔为：60*vi/13的发车间隔进行发车，Vi表示第i个泵车现场浇筑速度；
所述每辆通车的装料时间为：(V-ai)*hj，其中，hj表示搅拌1方j种类型的混凝土所需的时间；
step008:根据现场所剩砼车数量计算现场可维持的时间长度L；再根据集合Ci中正在排队的砼车容量即可确定装料时间t，若从分站到现场的运输时间T加上t大于L,转step9；否则转step10；
step009:根据当前可用车辆容积，选择连续时间窗立马安排生产，记录当前已发几车及已发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；
step010:最多等待L-t-T分钟之后安排生产，记录当前己发几车及己发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；若累计发料量大于等于订单需求量,停止。
与传统的调度方法相比，本方案从总站处理、分站生产、砼车调度和泵车调度等多个方面就行独特特征设计，具有以下四个特点：
(1)总部结合各站点的生产资料对订单进行最优化分配，给出给订单的分配方案；
(2)站点结合自身产能，订单需求进行生产，给出站点的最优的生产方案；
(3)站点结合客户需求、现有砼车车数量、运输距离等因素，给出砼车调度方案；
(4)站点结合客户需求,现有泵机数量等因素，给出泵机调度方案。
本方案可起到良好的调度效果，大幅度地增加了调度的效率，且适用性非常强，有效地提高计划编排和各类资源的使用效率。
附图说明
图1为本发明实施例的流程框图。
图2为本发明实施例中订单与砼车的匹配示例图；
图3为本发明实施例中订单与砼车的匹配示例图；
图4为本发明实施例中订单与砼车的匹配示例图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1所示：
本方案提供一种商品混凝土智能调度方法，如图1所示，主体为商品混凝土智能调度系统，主要包括四个部分，分别是总部派单系统、分站生产系统、砼车调度系统和泵车调度系统。通过相关参数将这四个子系统相联系，最终形成智能生产调度系统。
在总部派单系统中，当总站接到各分站上报订单后，首先对上报分站的产能(搅拌能力，原材料, 砼车数量)进行预判，如果上报分站具备产能生产该订单则将其分配给上报分站进行生产。如果上报分站不具产能生产，则将该订单与其他产能剩余分站进行匹配。首先匹配是否有砼车具备通行证运输该订单，如果没有这样的分站，系统提示信息：上报分站产能不足，产能剩余分站的车辆不具有通行证运输该订单。如果具有一个这样的分站与之车辆匹配，系统提示信息：上报分站产能不足，存在唯一一个产能剩余且车辆具有通行证的分站运输该订单(需要具体到哪一个分站)。如果存在多个车辆匹配的分站，则需进行下一级产能匹配。如果存在唯一一个分站与之产能匹配，系统提示信息：上报分站产能不足,存在唯一一个分站与之车辆与产能匹配(需要具体到哪一个分站)。如果存在多个分站与之产能匹配，则需进行再下一级的计算，计算产能匹配的分站中哪一个分站成本最低。系统提示信息：上报分站产能不足，存在多个与之车辆和产能匹配的分站，每个分站分别的生产成本为。如果没有分站与之产能匹配，系统提示信息：上报分站产能不足，存在多个分站与之车辆匹配，各个分站的剩余产能分别是多少，该订单需要的方量为多少。
在分部生产系统中，各站点将以各任务的信息(开盘时间、任务量、标号、浇筑速度、浇筑方式、运距及车辆需求量)为目标参数，客户信用等级和综合供应成本优选为参考指标。利用时间窗算法以及动态规划思想在分部生产计划智能编排模式上形成的优化智能编排模式。在这个系统中我们需要考虑,各个订单可利用的有效时间窗不同，一个时间窗内最多只能有一个订单占位，各个订单每小时的出车数量，以及新订单不定时、无规律的加入等因素。给出一个使得尽可能多的订单在客户要求时间范围内被完成的生产编排方案。其难点在于该规划是一个动态规划，因为有新订单不定时、无规律的加入,可用砼车数量跟不上订单生产进度以及交通管制或者是道路拥堵等情况影响订单的完成时间，从而引起整个生产编排的改变。
在砼车调度系统中，分站点结合客户需求、现有砼车数量、运输距离等因素并综合考虑车辆在施工现场的浇筑时间以及缓冲时间(砼车对接泵车、冲洗、登记等)，给出砼车调度方案。首先各个分站在不同时间段可调度的砼车数量不同，这将直接影响到订单能否按时完成，本部分利用0-1规划在砼车调度系统建立智能编排模式。根据实时路况与现场浇筑情况预算砼车实际完成一次运输任务需要的时间，当前可利用的砼车标记为0,正在工作的砼车标记为1,然后根据砼车的可调度数量设计出使得砼车在施工现场等待的时间最少，最大程度的提高砼车的利用率的砼车调度方案。
在泵机调度系统中，本部分主要考虑泵车从一个工地到另一个工地如何进行转移，利用GPS获取泵车的的地理位置,将经纬度转换为平面坐标之后，再用Floyd算法对泵车转移的路径进行规划,从而使得泵车从一个工地到另外一工地的用时最短。
具体的调度方法包括以下步骤：
步骤一，总站处理：
当总站接到各分站上报订单后，首先对上报分站的搅拌能力、原材料数量和砼车数量进行预判，上报分站具备产能生产该订单则以智能派单模式将其分配给上报分站进行生产；上报分站不具产能生产，则将该订单与其他产能剩余分站进行匹配。
所述智能派单模式包括以下步骤：
stepl:将各分站上报订单的订单编号，每个分站报了Lj个订单，对于第一个分站j＝1；
step2:在分站内部建立以15分钟为间隔的时间窗序列，一天共96个时间窗序列，对分站上报的订单信用等级进行排序；
step3:计算每个订单一共要发几车，对于订单
Figure BDA0002449189770000071
其中Ei表示订单总的需求量，13 表示砼车的平均运输能力；
step4:根据订单上报的浇筑速度以及泵机的个数ni计算每趟的发车个数，对于订单i每趟车的发车个数为：
Figure DEST_PATH_FDA0002449189760000012
一共要发的趟数为：
Figure DEST_PATH_FDA0002449189760000013
其中，vi为订单上报的浇筑速度；
step5:在当前分站订单编排不变的情况下，从订单的开盘时间开始，利用空余时间窗对该订单进行安排,每趟车都从开盘时间开始，每趟车都花一个小时的时间窗进行编排，一共花出Ui个小时。判断是否存在充足的空余转时间窗来完成该订单的生产，是则转step 7,否则转step 6；
所述分站的时间窗内，从砼车出站
Figure BDA0002449189770000081
到回站
Figure BDA0002449189770000082
的时间窗跨度之内，车辆显示为1表示正在工作，时间窗显示为0表示空闲可调配，从而得到空余砼车的数量，从而根据智能派单模式进行调控；；
所述砼车出站所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000083
所述Ω为分站内的时间窗，维度为4，所述
Figure BDA0002449189770000084
是整个时间窗，维度为3；
所述砼车到施工地点所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000085
其中
Figure BDA0002449189770000086
所述dlj为订单l到分站j的距离，vl为砼车去往工地的平均速度；
所述砼车在施工现场的浇筑时间所占的时间跨度为：
Figure BDA0002449189770000087
其中，a|ρl表示a能被ρl整除，
Figure BDA0002449189770000088
表示a不能被ρl整除；
进而可得到砼车结束作业所处时间窗为：
Figure 819376DEST_PATH_FDA0002449189760000041
所述砼车驶出施工点所处时间窗为：
Figure BDA00024491897700000810
；
所述砼车驶回分站点所处时间窗为：
Figure BDA0002449189770000091
其中，
Figure BDA0002449189770000092
所述v2表示砼车在驶回分站的过程中的平均速度；
所述
Figure BDA0002449189770000093
为第l个订单第k辆砼车在第i个分站的第
Figure BDA0002449189770000097
个搅拌机出站的时间窗
step6:从开盘时间开始花ui+2个小时，搜索订单i所需的所有空格数，判断这个时间跨度中空格数是否大于等于
Figure BDA0002449189770000094
是则转step7,否则将订单计入集合C,同时标记订单i在上报分站受搅拌机的能力限制；
step7:记录当前所有己经编排的订单所占用的时间窗跨度,并计算在当前时间跨度里己编排订单的原材料用量；若
Figure BDA0002449189770000095
则上报分站具有足够的原材料生产该订单，转step8；否则将订单计入集合C,同时标记订单i在上报分站受原材料限制；
其中，to表示当前所有安排好的订单的初始时间窗,ti表示当前编排订单的截止编排时间窗，第 i个订单所需水泥、砂、石子的原材料为mki,m1i表示所需水泥的总量,m2i表示所需砂的总量,m3i表示所需石子的总量；
step8:将编排好的订单i进行车辆匹配，每个时间窗建立一个可用车辆集合，一天96个时间窗, 根据车辆的通行证、长度、高度与订单进行匹配，并记录车辆的返站时间，再将其计入返站时间窗对应的可用车辆集合；所述返站时间窗为：
Figure BDA0002449189770000096
车辆返站后再次纳入到该时间窗对应的可用车辆的集合中；
step 8.1；从第一个订单开始，从第一砼车开始搜索，直到找到第一辆与客户相连的车辆j，如果这辆车没有与任意一个订单匹配，那么客户i与车辆匹配成功，i＝i+1且i≤m，如果该辆车己经有客户与之匹配，将该客户做为第k个，所述k＜i,转step 8.2；
step 8.2:让订单k从第j+1辆车开始访问，若存在一辆与订单k相连且没有与其他订单匹配的车辆，将搜索到的第一辆车与订单k匹配,进而订单i与车辆j匹配，i＝i+1且i≤m；转 step 8.1；如果订单k从第j+1辆车搜索到的车辆存在与之相连但这些车辆都与其他订单匹配，那么就从这些车辆的第一辆开始返回查询与之匹配的订单是否还有其他与之相连但未与其他订单匹配的车辆,即重复step 8.2，依次递归，直到所有的订单有车辆匹配或者所有的车辆有订单匹配。
举个例子：
如图2所示，从一个点出发，如果有能匹配的点，那就匹配上,如果发现所有连出去的边都己经被匹配了，就用占了这个点的那个点去找其他的匹配.首先1号节点连到5,发现5没有被占，连上. 然后从2出发，发现连到了6,而且6也没被占，连上。
如图3所示，从3出发,连到5,就会发现5己经被连接了，因此我们需要从5找到1,看1的其他边，1还连到7,7没有被占，连上(如果这时7被占了，我们就要通过7找到连到7的那个点，通过这个点在找有没有它能连出去的边.这是一个递归的过程)。
如图4所示，然后是4,发现4连到6,6被占了，那我们通过6找到2,发现2是真的连不出去了就这样匹配完成。
step9:将所有具有空余产能的分站计入集合D；
step10:将集合C中的订单i与集合D中的分站一一进行通行证匹配，首先筛选出距离订单i 50 公里以内的分站，然后判断是否有具有通行证的车分站来完成订单i,如果没有将订单i返回分站生产并给出提示信息订单i在上报分站生产受什么因素的限制且需要特定通行证的车辆完成运输, i＝i+1且i≤b,转step10,如果存在具有通行证的车接受订单i,转step11；
step11:则按step5-step8对产能进行匹配，如果集合中只有一个分站与集合中的某个订单进行匹配，则输出信息该订单可以匹配该分站，i＝i+1且i≤b,转step 9否则停止；如果有多个分站对集合中的某个订单有产能匹配，则转step12；如果没有分站与之产能匹配，系统给出提示信息，订单i所需产能，各分站剩余产能分别是多少，i＝i+1且i≤bstep10；否则停止；
step12:将所有匹配分站的生产成本a1k、税率成本a2k、材料成本a3k、运输成本a4k进行排序，系统给出提示信息订单i派送到可匹配的分站生产，分别所需成本是多少，i＝i+1且i≤b,转 step10,否则停止。
步骤二，分站生产：
各分站通过智能编排方法将以各任务的开盘时间、任务量、标号、浇筑速度、浇筑方式、运距及车辆需求量为目标参数进行生产；
所述智能编排方法包括以下几个步骤：
Step00l:建立搅拌机时间窗，以1分钟为间隔，将每个搅拌机所对应的一天分成1440个时间窗；
Step002:建立满足通行证、长度和高度要求的砼车集合Ci；根据车辆入站的打卡顺序来确定车辆的派送顺序；针对每个泵车对砼车的通行证、长度和高度的选择,根据这些限制条件，系统识别每个泵车可卸货的砼车；
Step003:设置每个订单的路况减少量ai；
Step004:对所有订单的客户信用等级进行排序；
Step005:每个订单的派送任务以泵车为单位进行采集泵机实际到达现场时间；
Step006:确认泵机的客户输入的开盘时间t0、第一批次砂浆类型、辆数、混凝土类型及方量并输入系统开始编排，转step7；
Step007:在集合C中根据车辆打卡顺序依次选取砼车进行砂浆和混凝土的装料，砂浆车最先发；根据开盘时间以及预估的装料时间和预估的作业时间确定每辆砼车的装料时间以及发车间隔，并记录当前订单已发几车，已发方量；
所述发车间隔为：60*vi/13的发车间隔进行发车，Vi表示第i个泵车现场浇筑速度；
所述每辆通车的装料时间为：(V-ai)*hj，其中，hj表示搅拌1方j种类型的混凝土所需的时间；
step008:根据现场所剩砼车数量计算现场可维持的时间长度L；再根据集合Ci中正在排队的砼车容量即可确定装料时间t，若从分站到现场的运输时间T加上t大于L,转step9；否则转step10；
step009:根据当前可用车辆容积，选择连续时间窗立马安排生产，记录当前已发几车及已发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；
step010:最多等待L-t-T分钟之后安排生产，记录当前己发几车及己发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；若累计发料量大于等于订单需求量, 停止。
步骤三，砼车调度：
分站点结合客户需求、现有砼车数量、运输距离，并综合考虑车辆在施工现场的浇筑时间以及缓冲时间根据智能派单模式给出砼车调度方案；
步骤四，泵车调度：
利用GPS获取泵车的的地理位置,将经纬度转换为平面坐标之后，再用Floyd算法对泵车转移的路径进行规划。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
步骤一，总站处理：
当总站接到各分站上报订单后，首先对上报分站的搅拌能力、原材料数量和砼车数量进行预判，上报分站具备产能生产该订单则以智能派单模式将其分配给上报分站进行生产；上报分站不具产能生产，则将该订单与其他产能剩余分站进行匹配；
步骤二，分站生产：
各分站通过智能编排方法将以各任务的开盘时间、任务量、标号、浇筑速度、浇筑方式、运距及车辆需求量为目标参数进行生产；
步骤三，砼车调度：
分站点结合客户需求、现有砼车数量、运输距离，并综合考虑车辆在施工现场的浇筑时间以及缓冲时间根据智能派单模式给出砼车调度方案；
步骤四，泵车调度：
利用GPS获取泵车的的地理位置,将经纬度转换为平面坐标之后，再用Floyd算法对泵车转移的路径进行规划。
2.根据权利要求1所述的一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：所述智能派单模式包括以下几个步骤：
step1:将各分站上报订单的订单编号，每个分站报了Lj个订单，对于第一个分站j＝1；
step2:在分站内部建立以15分钟为间隔的时间窗序列，一天共96个时间窗序列，对分站上报的订单信用等级进行排序；
step3:计算每个订单一共要发几车，对于订单i：
Figure FDA0002449189760000011
其中Ei表示订单总的需求量，13表示砼车的平均运输能力；
step4:根据订单上报的浇筑速度以及泵机的个数ni计算每趟的发车个数，对于订单i每趟车的发车个数为：
Figure FDA0002449189760000012
一共要发的趟数为：
Figure FDA0002449189760000013
其中，vi为订单上报的浇筑速度；
step5:在当前分站订单编排不变的情况下，从订单的开盘时间开始，利用空余时间窗对该订单进行安排,每趟车都从开盘时间开始，每趟车都花一个小时的时间窗进行编排，一共花出Ui个小时。判断是否存在充足的空余转时间窗来完成该订单的生产，是则转step 7,否则转step 6；
step6：从开盘时间开始花ui+2个小时，搜索订单i所需的所有空格数，判断这个时间跨度中空格数是否大于等于
Figure FDA0002449189760000021
是则转step7，否则将订单计入集合C，同时标记订单i在上报分站受搅拌机的能力限制；
step7：记录当前所有已经编排的订单所占用的时间窗跨度，并计算在当前时间跨度里己编排订单的原材料用量；若
Figure FDA0002449189760000022
则上报分站具有足够的原材料生产该订单，转step8；否则将订单计入集合C，同时标记订单i在上报分站受原材料限制；
其中，to表示当前所有安排好的订单的初始时间窗，ti表示当前编排订单的截止编排时间窗，第i个订单所需水泥、砂、石子的原材料为mki，m1i表示所需水泥的总量，m2i表示所需砂的总量，m3i表示所需石子的总量；
step8：将编排好的订单i进行车辆匹配，每个时间窗建立一个可用车辆集合，一天96个时间窗，根据车辆的通行证、长度、高度与订单进行匹配，并记录车辆的返站时间，再将其计入返站时间窗对应的可用车辆集合；所述返站时间窗为：
Figure FDA0002449189760000023
车辆返站后再次纳入到该时间窗对应的可用车辆的集合中；
step9：将所有具有空余产能的分站计入集合D；
step10：将集合C中的订单i与集合D中的分站一一进行通行证匹配，首先筛选出距离订单i50公里以内的分站，然后判断是否有具有通行证的车分站来完成订单i，如果没有将订单i返回分站生产并给出提示信息订单i在上报分站生产受什么因素的限制且需要特定通行证的车辆完成运输，i＝i+1且i≤b，转step10，如果存在具有通行证的车接受订单i，转step11；
step11：则按step5-step8对产能进行匹配，如果集合中只有一个分站与集合中的某个订单进行匹配，则输出信息该订单可以匹配该分站，i＝i+1且i≤b，转step 9否则停止；如果有多个分站对集合中的某个订单有产能匹配，则转step12；如果没有分站与之产能匹配，系统给出提示信息，订单i所需产能，各分站剩余产能分别是多少，i＝i+1且i≤bstep10；否则停止；
step12：将所有匹配分站的生产成本a1k、税率成本a2k、材料成本a3k、运输成本a4k进行排序，系统给出提示信息订单i派送到可匹配的分站生产，分别所需成本是多少，i＝i+1且i≤b，转step10，否则停止。
3.根据权利要求2所述的一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：所述缓冲时间包括砼车对接泵车、冲洗和登记花费的时间。
4.根据权利要求2所述的一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：在step8中，还包括以下步骤：
step 8.1；从第一个订单开始，从第一砼车开始搜索，直到找到第一辆与客户相连的车辆j，如果这辆车没有与任意一个订单匹配，那么客户i与车辆匹配成功，i＝i+1且i≤m，如果该辆车己经有客户与之匹配，将该客户做为第k个，所述k＜i，转step 8.2；
step 8.2：让订单k从第j+1辆车开始访问，若存在一辆与订单k相连且没有与其他订单匹配的车辆，将搜索到的第一辆车与订单k匹配，进而订单i与车辆j匹配，i＝i+1且i≤m；转step 8.1；如果订单k从第j+1辆车搜索到的车辆存在与之相连但这些车辆都与其他订单匹配，那么就从这些车辆的第一辆开始返回查询与之匹配的订单是否还有其他与之相连但未与其他订单匹配的车辆，即重复step 8.2，依次递归，直到所有的订单有车辆匹配或者所有的车辆有订单匹配。
5.根据权利要求2所述的一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：所述分站的时间窗内，从砼车出站
Figure FDA0002449189760000031
到回站
Figure FDA0002449189760000032
的时间窗跨度之内，车辆显示为1表示正在工作，时间窗显示为0表示空闲可调配，从而得到空余砼车的数量，从而根据智能派单模式进行调控；
所述砼车出站所处时间窗为：
Figure FDA0002449189760000033
所述Ω为分站内的时间窗，维度为4，所述∧是整个时间窗，维度为3；
所述砼车到施工地点所处时间窗为：
Figure FDA0002449189760000034
其中
Figure FDA0002449189760000035
所述dlj为订单1到分站j的距离，υl为砼车去往工地的平均速度；
所述砼车在施工现场的浇筑时间所占的时间跨度为：
Figure FDA0002449189760000036
其中，a|ρl表示a能被ρl整除，
Figure FDA0002449189760000037
表示a不能被ρl整除；
进而可得到砼车结束作业所处时间窗为：
Figure FDA0002449189760000041
所述砼车驶出施工点所处时间窗为：
Figure FDA0002449189760000042
所述砼车驶回分站点所处时间窗为：
Figure FDA0002449189760000043
其中，
Figure FDA0002449189760000044
所述υ2表示砼车在驶回分站的过程中的平均速度；
所述
Figure FDA0002449189760000045
为第1个订单第k辆砼车在第i个分站的第
Figure FDA0002449189760000046
个搅拌机出站的时间窗。
6.根据权利要求2所述的一种商品混凝土智能调度方法，其特征在于：所述智能编排方法包括以下几个步骤：
Step001:建立搅拌机时间窗，以1分钟为间隔，将每个搅拌机所对应的一天分成1440个时间窗；
Step002:建立满足通行证、长度和高度要求的砼车集合Ci；根据车辆入站的打卡顺序来确定车辆的派送顺序；针对每个泵车对砼车的通行证、长度和高度的选择,根据这些限制条件，系统识别每个泵车可卸货的砼车；
Step003:设置每个订单的路况减少量ai；
Step004:对所有订单的客户信用等级进行排序；
Step005:每个订单的派送任务以泵车为单位进行采集泵机实际到达现场时间；
Step006:确认泵机的客户输入的开盘时间t0、第一批次砂浆类型、辆数、混凝土类型及方量并输入系统开始编排，转step7；
Step007:在集合C中根据车辆打卡顺序依次选取砼车进行砂浆和混凝土的装料，砂浆车最先发；根据开盘时间以及预估的装料时间和预估的作业时间确定每辆砼车的装料时间以及发车间隔，并记录当前订单已发几车，已发方量；
所述发车间隔为：60*vi/13的发车间隔进行发车，Vi表示第i个泵车现场浇筑速度；
所述每辆通车的装料时间为：(V-ai)*hj，其中，hj表示搅拌1方j种类型的混凝土所需的时间；
step008:根据现场所剩砼车数量计算现场可维持的时间长度L；再根据集合Ci中正在排队的砼车容量即可确定装料时间t，若从分站到现场的运输时间T加上t大于L,转step9；否则转step10；
step009:根据当前可用车辆容积，选择连续时间窗立马安排生产，记录当前已发几车及已发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；
step010:最多等待L-t-T分钟之后安排生产，记录当前己发几车及己发方量；以后发车就根据采集的现场的实际浇筑速度，对其进行发车次序及间隔的安排；若累计发料量大于等于订单需求量,停止。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115271558A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 保利长大工程有限公司 基于物联网的浇筑台车智能派遣系统、方法及存储介质
CN116188204A (zh) * 2023-03-21 2023-05-30 湖北庭凯建筑工程有限公司 基于物联网的建筑施工材料生产运输智能监测管理系统

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