CN113810217B - 分拣网络的节点功能配置方法和装置 - Google Patents
分拣网络的节点功能配置方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种分拣网络的节点功能配置方法和装置,其中方法包括:获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。采用本申请,可以降低分拣网络的整体分拣成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术,特别是涉及一种分拣网络的节点功能配置方法和装置。
背景技术
区域性电子商务及快递物流网络承载了大量的物流活动:包括仓库商品的集散,快递的揽收、传站,以及区域外的货物流入、流出。一个区域通常会存在多个分拣中心,每个分拣中心具有揽收、传站、干/支线进出港中的一种或多种功能,规划人员在改造区域性的分拣网络时,需要确定分拣中心的位置以及每个分拣中心的功能,并确定网络中起点(Origin,记为O)到终点(Destination,记为D)的路由。
构造型启发式方法是一种常用的分拣中心选址方法。该方法应用贪心规则尽可能分配所有O/D的路由,并根据路由选择情况确定分拣位置及功能。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种分拣网络的节点功能配置方法和装置,可以降低分拣网络的整体分拣成本。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
一种分拣网络的节点功能配置方法,包括:
获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;
基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;
基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。
较佳地,所述采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合包括:
基于所述网络拓扑配置信息,采用随机生成的方式,随机生成预设数量m1组功能配置;
判断所述m1组功能配置中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第一初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第一初始功能配置集合中;
对于所述第一初始功能配置集合中的每组功能配置E1,i,在该组功能配置E1,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E1,i,min;如果功能配置E1,i,min的网络物流总成本小于功能配置E1,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E1,i,min加入第二初始功能配置集合中,否则,将功能配置E1,i加入所述第二初始功能配置集合中;
对所述第二初始功能配置集合进行去重处理;
根据所述第二初始功能配置集合中的组功能配置,确定每种分拣功能r的分拣中心数量范围[pr min,pr max];
遍历每种分拣功能r,基于该分拣功能r的所述分拣中心数量范围[pr min,pr max]和所述网络拓扑配置信息,随机生成预设数量m2组功能配置,并加入第三初始功能配置集合中;
判断所述第三初始功能配置集合中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第四初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第四初始功能配置集合中;
对于所述第四初始功能配置集合中的每组功能配置E4,i,在该组功能配置E4,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E4,i,min,如果功能配置E4,i,min的网络物流总成本小于功能配置E4,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E4,i,min加入第五初始功能配置集合中,否则,将功能配置Ei加入所述第五初始功能配置集合中;所述网络物流总成本根据所述价值属性配置信息计算得到;
对所述第五初始功能配置集合进行去重处理,得到所述候选功能配置集合。
较佳地,判断一组功能配置是否可用包括:
基于当前组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由;
如果所有路由均分配成功,则判定当前组功能配置可用,否则,判定当前组功能配置不可用。
较佳地,所述基于当前组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由包括:
根据预设的路由优先级策略,对所述分拣网络在当前组功能配置下的所有对起点和终点O/D,按照优先级降序排序;所述路由优先级策略包括:一对起点和终点之间的可行路由数量越少则优先级越高,当可行路由数量相同时,起点和终点之间的运输单数量越少则优先级越高;
按照所述排序,依次为每对所述起点和终点分配路由,其中,所述分配包括:从当前O/D的可行路由中,选择一条符合预设路由条件的路由,分配给当前O/D;其中,所述路由条件包括;路由上的分拣中心距离相应的起点和终点最近、且路由上的分拣中心的当前剩余产能大于当前O/D的运输单数量;路由上的分拣中心数量小于等于2。
较佳地,所述从该组功能配置的所有邻域集合中,获取一组可用的功能配置包括:
遍历当前组功能配置的每个邻域集合中的每组功能配置,判断该组功能配置是否可用,如果是,则获取该组功能配置,并退出遍历。
较佳地,一组功能配置的所述邻域集合的生成包括:
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中没有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,为该分拣中心增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第一邻域集合Nr open中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,删除该分拣中心的分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第二邻域集合Nr close中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心i时,对于当前组功能配置中不具有该分拣功能r的每个分拣中心j,基于当前组功能配置,删除分拣中心i的分拣功能r,同时,为分拣中心j增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第三邻域集合Nr change中;
将所有所述分拣功能对应的所述第一邻域集合Nr open、所述第二邻域集合Nr close和所述第三邻域集合Nr change,确定为当前组功能配置的邻域集合。
较佳地,所述利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置包括:
从所述候选功能配置集合中,按照网络物流总成本降序,选择前n组功能配置;n>=1;
基于所述规划信息,采用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置;
从所有优选功能配置中,选择网络物流总成本最低的一组功能配置,作为所述分拣网络的功能配置优化结果并输出。
较佳地,所述获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置包括:
遍历所述前n组功能配置中的每组功能配置E2,j,基于每组功能配置E2,j,执行K次随机扰动过程;所述K次随机扰动过程包括:
d1、按照预设的邻域集合构建方法,为所述功能配置E2,j构建邻域集合;
d2、将当前的功能配置最优组X初始化为所述功能配置E2,j;将当前的功能配置参考组x初始化为所述功能配置E2,j;
d3、从当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中随机选择一个邻域集合Tk;
d4、从所选择的邻域集合Tk中,选择出运输总成本最低且可用的一组功能配置Eq,将当前的功能配置参考组x更新为所述功能配置Eq;
d5、在当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低、且小于所述功能配置参考组x的网络物流总成本的一组可用功能配置Ex,min;如果搜索成功,则执行步骤d6,否则,执行步骤d7;
d6、如果功能配置Ex,min的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为功能配置Ex,min,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
d7、如果当前的功能配置参考组x的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为当前的功能配置参考组x,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
d8、如果k小于预设的最大搜索范围kmax,则返回步骤d3,否则,将当前的功能配置最优组X,作为所述功能配置E2,j对应的优选功能配置。
较佳地,所述网络物流总成本的计算方法包括:
计算所述分拣网络中的所有对起点和终点O/D在预设历史周期内的运输成本之和F1;
计算所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的固定成本之和F2;
计算所所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的分拣操作成本之和F3;
计算所述F1、所述F2和所述F3的和,得到所述网络物流总成本。
一种分拣网络的节点功能配置装置,包括:
信息获取模块,用于获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;
多点搜索模块,用于基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;
单点搜索模块,用于基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。
本发明实施例还提出了一种分拣网络的节点功能配置设备,包括处理器和存储器;
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序,用于使得所述处理器执行如上所述的分拣网络的节点功能配置方法。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质,其中存储有计算机可读指令,该计算机可读指令用于执行如上所述的分拣网络的节点功能配置方法。
由上述技术方案可见,本发明实施例提出的分拣网络的节点功能配置方案,基于网络拓扑配置信息和价值属性配置信息,先后利用多点搜索方式和多点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,为分拣网络中的节点配置分拣功能。如此,由于在进行分拣功能配置时,充分考虑了网络物流总成本的优化,因此,利用本发明实施例所输出的功能配置,对分拣网络的分拣中心节点进行配置,可以有效降低分拣网络的物流成本。
附图说明
图1为现有的分拣网络示意图;
图2为本发明实施例的方法流程示意图;
图3为根据本发明实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有的构造型启发式方法会导致区域性分拣网络的整体分拣成本较高,具体原因分析如下:
现有构造型启发式方法在路由时尽可能地选择最短路径,而分拣网络中不同中转环节的运输成本往往不同,这样,选择最短路径并不能确保选择物流成本最小的路径。另外,在为一组O/D选择路由时,如果其最短路径是物流成本最低的路径,则也有可能该最短路径上的分拣中心由于其分拣资源已配置给之前的其他组O/D,而无法为该组O/D配置最短路径。因此,上述构造型启发式方法并不能对网络的整体分拣成本进行优化,从而导致网络的整体分拣成本较高。
为了清楚阐述本发明的技术方案,在对本发明实施例进行详细说明前,先对本发明所基于的业务场景和数学模型介绍如下:
规划区域性的分拣网络需要确定开放运营的分拣中心及分拣功能。具体的分拣功能包括揽收、传站、干线进港、干线出港、支线进港和支线出港。每种分拣功能决定分拣中心是否有连接某一组起点或终点的权限。起点(O)包括仓库,站点(对应分拣揽收功能),干线(对应分拣干线进港功能),支线(对应分拣支线进港功能);终点(D)包括站点(对应分拣传站功能),干线(对应分拣干线出港功能),支线(对应分拣支线出港功能)。
起点到终点的运输必须经过至少一个分拣中心,由于规划对象是区域性分拣网络,为保证时效,假设连接O/D的路由最多通过两个分拣心。每个起点到每个终点仅允许存在一条路由。由于管理原因,规划人员也会限制具有某种功能的分拣中心数量,特别是干线进港、干线出港,支线进港,支线出港这四种功能。还需要通过每个分拣中心的运输单数量不能超过分拣中心预设的产能上限(即运输单数量最大值)。
优化目标为最小化总成本,成本项包括:(1)分拣固定成本,(2)与分拣处理单量相关的变动成本,(3)起点到分拣、分拣之间、分拣到终点的运输成本。求解上述问题的数学模型表示如下:
1、符号描述:
W:仓库集合,i,m∈W;
S:站点集合,i,l,m,n∈S;
D:分拣集合,j,k,m,n∈D;
IN:干线进港,支线进港,i,m,r∈IN;
OUT:干线出港,支线出港,l,n,r∈OUT。
2、参数:
Cj:分拣j容量限制;
ODil:起点i到终点l单量;
cmn:节点m到节点n单/每公里运输成本;
dmn:节点m到节点n的距离;
chj:分拣j单位操作成本;
crj:分拣j固定成本;
Lr:具有r功能的分拣数量上限;
较大数。
3、决策变量:
xijkl:0-1变量,等于1表示起点i到终点l的需经过分拣j和分拣k(当j=k时表示仅通过一个分拣);否则为0;
yj:等于1表示分拣j开放,否则为0;
frj:等于1表示分拣j具有功能r,否则为0;
zmn:节点m到节点n的运输单量;
4、目标函数:
5、约束条件:
图1为本发明实施例的流程示意图,如图1所示,该实施例实现的分拣网络的节点功能配置方法主要包括:
步骤101、获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息。
具体的,所述分拣网络为区域性的分拣网络。
在一个实施方式中,所述网络拓扑配置信息具体包括如下内容:
网络节点数据:包括分拣候选点、仓库和站点的地理信息,分拣中心产能上限;
用户配置信息,包括用户配置的现有分拣中心必须具有的功能,以及现有仓库、站点与分拣的必须连接线路,每种分拣功能的数量上限。
所述价值属性配置信息,用于计算网络物流总成本,具体包括下述信息:
所有起点到终点(O/D)的运输单数量;该运输单数量可以根据历史订单信息统计得到;
成本配置信息:包括节点的固定、变动成本,仓库与分拣中心间运输成本相关项,站点与分拣中间之间运输成本相关项,分拣中心之间运输成本相关项。
步骤102、基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能。
本步骤中,为了降低方案的整体运算量,提高功能配置的优化效率,先将采用多点搜索方式,粗筛出一些评价参数值较优的功能配置,作为候选功能配置,以便在后续步骤中,在一个较小的搜索范围内,进一步采用单点搜索方式,确定出最终采用的一组功能配置。
在一个实施方式中,具体可以下述方法,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合:
步骤a1、基于所述网络拓扑配置信息,采用随机生成的方式,随机生成预设数量m1组功能配置。
本领域技术人员可根据实际需要设置m1的取值。较佳地,m1为大于1的正整数。
步骤a2、判断所述m1组功能配置中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第一初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第一初始功能配置集合中。
本步骤a2,用于基于所述m1组功能配置,生成m1组可用的功能配置。即如果某组功能配置不可用,则从其相邻组功能配置中,获取一组可用的功能配置。
在一实施方式中,具体可以采用下述方法,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置:
遍历当前组功能配置的每个邻域集合中的每组功能配置,判断该组功能配置是否可用,如果是,则获取该组功能配置,并退出遍历。
具体地,如果基于一组功能配置不能确保网络中的所有起点终点间有路由,则说明该组功能配置不可用。基于此,可以采用下述方法判断一组功能配置是否可用:
基于当前组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由;如果所有路由均分配成功,则判定当前组功能配置可用,否则,判定当前组功能配置不可用。
在一个实施方式中,上述方法中可以采用下述方法,基于一组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由:
步骤b1、根据预设的路由优先级策略,对所述分拣网络在当前组功能配置下的所有对起点和终点O/D,按照优先级降序排序。
其中,所述路由优先级策略可以包括:一对起点和终点之间的可行路由数量越少则优先级越高,当可行路由数量相同时,起点和终点之间的运输单数量越少则优先级越高。
步骤b2、按照所述排序,依次为每对所述起点和终点分配路由。
其中,所述分配包括:从当前O/D的可行路由中,选择一条符合预设路由条件的路由,分配给当前O/D;所述路由条件包括;路由上的分拣中心距离相应的起点和终点最近、且路由上的分拣中心的当前剩余产能大于当前O/D的运输单数量;路由上的分拣中心数量小于等于2。
在一个实施方式中,对于一组功能配置,可以采用下述规则为该功能配置生成所述邻域集合:
对于每种分拣功能r,构建下述三种集合:
第一邻域集合表示新增1个具有r功能的分拣中心,r∈R;
第二邻域集合表示减少1个具有r功能的分拣中心,r∈R;
第三邻域集合表示减少1个具有r功能的分拣中心i,同时增加1个具有该功能r的分拣中心j,r∈R;
其中,集合R={揽收,传站,干线进港,干线出港,支线进港,支线出港}。
基于上述规则,生成所述领域集合的方法为:
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中没有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,为该分拣中心增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第一邻域集合Nr open中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,删除该分拣中心的分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第二邻域集合Nr close中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心i时,对于当前组功能配置中不具有该分拣功能r的每个分拣中心j,基于当前组功能配置,删除分拣中心i的分拣功能r,同时,为分拣中心j增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第三邻域集合Nr change中;
将所有所述分拣功能对应的所述第一邻域集合Nr open、所述第二邻域集合Nr close和所述第三邻域集合Nr change,确定为当前组功能配置的邻域集合。
步骤a3、对于所述第一初始功能配置集合中的每组功能配置E1,i,在该组功能配置E1,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E1,i,min;如果功能配置E1,i,min的网络物流总成本小于功能配置E1,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E1,i,min加入第二初始功能配置集合中,否则,将功能配置E1,i加入所述第二初始功能配置集合中。
本步骤,用于为第一初始功能配置集合中的每组功能配置E1,i,从邻域集合中搜索比其评价值更好的可用功能配置。
本步骤中邻域集合的生成方法同上述步骤a1中的方法,在此不再赘述。
步骤a4、对所述第二初始功能配置集合进行去重处理。
步骤a5、根据所述第二初始功能配置集合中的组功能配置,确定每种分拣功能r的分拣中心数量范围[pr min,pr max]。
本步骤中将根据第二初始功能配置集合中的组功能配置,来确定每种分拣功能的较优的分拣中心数量范围,以缩小后续搜过的范围,从而可以更快地找到较好的功能配置,减少了整体运算量。
步骤a6、遍历每种分拣功能r,基于该分拣功能r的所述分拣中心数量范围[pr min,pr max]和所述网络拓扑配置信息,随机生成预设数量m2组功能配置,并加入第三初始功能配置集合中。
这里,在基于一种分拣功能r随机生成的m2组功能配置中,每组功能配置中该种分拣功能r的分拣中心数量pr,将在所述分拣中心数量范围[pr min,pr max]内。
步骤a7、判断所述第三初始功能配置集合中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第四初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第四初始功能配置集合中。
本步骤,用于基于第三初始功能配置集合,得到一个所有元素都为可用功能配置的第四初始功能配置集合。
步骤a8、对于所述第四初始功能配置集合中的每组功能配置E4,i,在该组功能配置E4,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E4,i,min,如果功能配置E4,i,min的网络物流总成本小于功能配置E4,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E4,i,min加入第五初始功能配置集合中,否则,将功能配置Ei加入所述第五初始功能配置集合中。
步骤a9、对所述第五初始功能配置集合进行去重处理,得到所述候选功能配置集合。
在一个实施方式中,上述方法中的网络物流总成本可以根据所述价值属性配置信息计算得到。具体计算方法如下:
计算所述分拣网络中的所有对起点和终点O/D在预设历史周期内的运输成本之和F1;
计算所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的固定成本之和F2;
计算所所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的分拣操作成本之和F3;
计算所述F1、所述F2和所述F3的和,得到所述网络物流总成本。
步骤103、基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。
在一个实施方式中,为了基于候选功能配置集合,快速、准确地找到较好的一组功能配置,可以采用下述方法利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置:
从所述候选功能配置集合中,按照网络物流总成本降序,选择前n组功能配置;n>=1;
基于所述规划信息,采用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置;
从所有优选功能配置中,选择网络物流总成本最低的一组功能配置,作为所述分拣网络的功能配置优化结果并输出。
在一个实施方式中,为了找到评价值更优的功能配置,可以采用下述方法获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置:
遍历所述前n组功能配置中的每组功能配置E2,j,基于每组功能配置E2,j,执行K次随机扰动过程;所述K次随机扰动过程包括:
步骤d1、按照预设的邻域集合构建方法,为所述功能配置E2,j构建邻域集合;
步骤d2、将当前的功能配置最优组X初始化为所述功能配置E2,j;将当前的功能配置参考组x初始化为所述功能配置E2,j;
步骤d3、从当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中随机选择一个邻域集合Tk;
步骤d4、从所选择的邻域集合Tk中,选择出运输总成本最低且可用的一组功能配置Eq,将当前的功能配置参考组x更新为所述功能配置Eq;
步骤d5、在当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低、且小于所述功能配置参考组x的网络物流总成本的一组可用功能配置Ex,min;如果搜索成功,则执行步骤d6,否则,执行步骤d7;
步骤d6、如果功能配置Ex,min的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为功能配置Ex,min,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
步骤d7、如果当前的功能配置参考组x的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为当前的功能配置参考组x,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
步骤d8、如果k小于预设的最大搜索范围kmax,则返回步骤d3,否则,将当前的功能配置最优组X,作为所述功能配置E2,j对应的优选功能配置。
由上述方法实施例可以看出,上述分拣网络的节点功能配置方法,基于网络拓扑配置信息和价值属性配置信息,先后利用多点搜索方式和多点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,为分拣网络中的节点配置分拣功能。如此,在进行分拣功能配置时,充分考虑了网络物流总成本的优化。因此,利用本发明实施例所提出的节点功能配置方法,对分拣网络的分拣中心节点进行配置,可以有效降低分拣网络的物流成本。
与上述方法实施例相对应,本申请还提出了一种分拣网络的节点功能配置装置,如图在所示包括:
信息获取模块,用于获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;
多点搜索模块,用于基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;
单点搜索模块,用于基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。
本发明实施例还提出了一种分拣网络的节点功能配置设备,包括处理器和存储器;
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序,用于使得所述处理器执行如上所述的分拣网络的节点功能配置方法。
其中,存储器具体可以实施为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器(Flash memory)、可编程程序只读存储器(PROM)等多种存储介质。处理器可以实施为包括一或多个中央处理器或一或多个现场可编程门阵列,其中现场可编程门阵列集成一或多个中央处理器核。具体地,中央处理器或中央处理器核可以实施为CPU或MCU。
需要说明的是,上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的,可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的,可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分,实际实现时,一个模块可以分由多个模块实现,多个模块的功能也可以由同一个模块实现,这些模块可以位于同一个设备中,也可以位于不同的设备中。
各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如,一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器,如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式,或是采用专用的永久性电路,或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块,可以根据成本和时间上的考虑来决定。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质,存储用于使一机器执行如本申请所述方法的指令。具体地,可以提供配有存储介质的系统或者装置,在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码,且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外,还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中,随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作,从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。
用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地,可以由通信网络从服务器计算机或云上下载程序代码。
在本文中,“示意性”表示“充当实例、例子或说明”,不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁,各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分,而并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”,并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系,而非限定这些相关部分的绝对位置。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种分拣网络的节点功能配置方法,其特征在于,包括:
获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;
基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;
基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出;
所述采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合包括:
基于所述网络拓扑配置信息,采用随机生成的方式,随机生成预设数量m1组功能配置;
判断所述m1组功能配置中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第一初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第一初始功能配置集合中;
对于所述第一初始功能配置集合中的每组功能配置E1,i,在该组功能配置E1,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E1,i,min;如果功能配置E1,i,min的网络物流总成本小于功能配置E1,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E1imin加入第二初始功能配置集合中,否则,将功能配置E1,i加入所述第二初始功能配置集合中;
对所述第二初始功能配置集合进行去重处理;
根据所述第二初始功能配置集合中的组功能配置,确定每种分拣功能r的分拣中心数量范围[pr min,pr max];
遍历每种分拣功能r,基于该分拣功能r的所述分拣中心数量范围[pr min,pr max]和所述网络拓扑配置信息,随机生成预设数量m2组功能配置,并加入第三初始功能配置集合中;
判断所述第三初始功能配置集合中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第四初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第四初始功能配置集合中;
对于所述第四初始功能配置集合中的每组功能配置E4,i,在该组功能配置E4,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E4,i,min,如果功能配置E4,i,min的网络物流总成本小于功能配置E4,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E4,i,min加入第五初始功能配置集合中,否则,将功能配置Ei加入所述第五初始功能配置集合中;所述网络物流总成本根据所述价值属性配置信息计算得到;
对所述第五初始功能配置集合进行去重处理,得到所述候选功能配置集合。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置包括:
遍历当前组功能配置的每个邻域集合中的每组功能配置,判断该组功能配置是否可用,如果是,则获取该组功能配置,并退出遍历。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,判断一组功能配置是否可用包括:
基于当前组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由;
如果所有路由均分配成功,则判定当前组功能配置可用,否则,判定当前组功能配置不可用。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于当前组功能配置,为所述分拣网络中的每对起点和终点,分配路由包括:
根据预设的路由优先级策略,对所述分拣网络在当前组功能配置下的所有对起点和终点O/D,按照优先级降序排序;所述路由优先级策略包括:一对起点和终点之间的可行路由数量越少则优先级越高,当可行路由数量相同时,起点和终点之间的运输单数量越少则优先级越高;
按照所述排序,依次为每对所述起点和终点分配路由,其中,所述分配包括:从当前O/D的可行路由中,选择一条符合预设路由条件的路由,分配给当前O/D;其中,所述路由条件包括;路由上的分拣中心距离相应的起点和终点最近、且路由上的分拣中心的当前剩余产能大于当前O/D的运输单数量;路由上的分拣中心数量小于等于2。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,一组功能配置的所述邻域集合的生成包括:
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中没有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,为该分拣中心增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第一邻域集合Nr open中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心时,基于当前组功能配置,删除该分拣中心的分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第二邻域集合Nr close中;
对于每种分拣功能r,遍历当前组功能配置中具有该分拣功能r的分拣中心;其中,当遍历到一个分拣中心i时,对于当前组功能配置中不具有该分拣功能r的每个分拣中心j,基于当前组功能配置,删除分拣中心i的分拣功能r,同时,为分拣中心j增加分拣功能r,得到一组相邻功能配置,并加入该种分拣功能r对应的第三邻域集合Nr change中;
将所有所述分拣功能对应的所述第一邻域集合Nr open、所述第二邻域集合Nr close和所述第三邻域集合Nr change,确定为当前组功能配置的邻域集合。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置包括:
从所述候选功能配置集合中,按照网络物流总成本降序,选择前n组功能配置;n>=1;
基于所述规划信息,采用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置;
从所有优选功能配置中,选择网络物流总成本最低的一组功能配置,作为所述分拣网络的功能配置优化结果并输出。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述获得所述前n组功能配置各自对应的一组优选功能配置包括:
遍历所述前n组功能配置中的每组功能配置E2,j,基于每组功能配置E2,j,执行K次随机扰动过程;所述K次随机扰动过程包括:
d1、按照预设的邻域集合构建方法,为所述功能配置E2,j构建邻域集合;
d2、将当前的功能配置最优组X初始化为所述功能配置E2,j;将当前的功能配置参考组x初始化为所述功能配置E2,j;
d3、从当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中随机选择一个邻域集合Tk;
d4、从所选择的邻域集合Tk中,选择出运输总成本最低且可用的一组功能配置Eq,将当前的功能配置参考组x更新为所述功能配置Eq;
d5、在当前的功能配置参考组x的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低、且小于所述功能配置参考组x的网络物流总成本的一组可用功能配置Ex,min;如果搜索成功,则执行步骤d6,否则,执行步骤d7;
d6、如果功能配置Ex,min的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为功能配置Ex,min,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
d7、如果当前的功能配置参考组x的网络物流总成本小于当前的功能配置最优组X的网络物流总成本,则将当前的功能配置最优组X更新为当前的功能配置参考组x,设置当前的迭代次数k为1,执行步骤d8;否则,设置当前的迭代次数k为k+1,执行步骤d8;
d8、如果k小于预设的最大搜索范围kmax,则返回步骤d3,否则,将当前的功能配置最优组X,作为所述功能配置E2,j对应的优选功能配置。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述网络物流总成本的计算方法包括:
计算所述分拣网络中的所有对起点和终点O/D在预设历史周期内的运输成本之和F1;
计算所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的固定成本之和F2;
计算所所述分拣网络中的所有分拣中心在所述历史周期内的分拣操作成本之和F3;
计算所述F1、所述F2和所述F3的和,得到所述网络物流总成本。
9.一种分拣网络的节点功能配置装置,其特征在于,包括:
信息获取模块,用于获取分拣网络的规划信息,所述规划信息包括网络拓扑配置信息和价值属性配置信息;
多点搜索模块,用于基于所述规划信息,采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合;其中,所述候选功能配置集合包括至少两组功能配置,每组功能配置包括所述分拣网络内节点具有的分拣功能;所述采用多点搜索方式,生成候选功能配置集合包括:基于所述网络拓扑配置信息,采用随机生成的方式,随机生成预设数量m1组功能配置;判断所述m1组功能配置中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第一初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第一初始功能配置集合中;对于所述第一初始功能配置集合中的每组功能配置E1,i,在该组功能配置E1,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E1,i,min;如果功能配置E1,i,min的网络物流总成本小于功能配置E1,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E1,i,min加入第二初始功能配置集合中,否则,将功能配置E1,i加入所述第二初始功能配置集合中;对所述第二初始功能配置集合进行去重处理;根据所述第二初始功能配置集合中的组功能配置,确定每种分拣功能r的分拣中心数量范围[pr min,pr max];遍历每种分拣功能r,基于该分拣功能r的所述分拣中心数量范围[pr min,pr max]和所述网络拓扑配置信息,随机生成预设数量m2组功能配置,并加入第三初始功能配置集合中;判断所述第三初始功能配置集合中的每组功能配置是否可用,如果是,则将该组功能配置加入第四初始功能配置集合;否则,从该组功能配置的邻域集合中,获取一组可用的功能配置,加入所述第四初始功能配置集合中;对于所述第四初始功能配置集合中的每组功能配置E4,i,在该组功能配置E4,i的所有邻域集合中,搜索网络物流总成本最低且可用的一组功能配置E4,i,min,如果功能配置E4,i,min的网络物流总成本小于功能配置E4,i的网络物流总成本,则将搜索到的功能配置E4,i,min加入第五初始功能配置集合中,否则,将功能配置Ei加入所述第五初始功能配置集合中;所述网络物流总成本根据所述价值属性配置信息计算得到;对所述第五初始功能配置集合进行去重处理,得到所述候选功能配置集合;
单点搜索模块,用于基于所述规划信息和所述候选功能配置集合,利用单点搜索方式,以网络物流总成本作为评价参数,确定所述分拣网络的功能配置并输出。
10.一种分拣网络的节点功能配置设备,其特征在于,包括处理器和存储器;
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序,用于使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的分拣网络的节点功能配置方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其中存储有计算机可读指令,该计算机可读指令用于执行如权利要求1至8中任一项所述的分拣网络的节点功能配置方法。
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