KR101678300B1 - 운행 일정 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

운행 일정 생성 방법 및 장치가 개시된다. 운행 일정 생성 방법은 배송 차량이 지점들에 도착하는 시각의 범위를 나타내는 타임 윈도우를 생성하는 단계; 착송지의 타임 윈도우의 종료 시각이 빠른 순서로 주문을 정렬하는 단계; 주문의 정렬 순서를 기반으로 주문에 관련된 상품의 픽업 및 배송을 위한 복수의 운행 경로들을 생성하는 단계; 복수의 운행 경로들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 선택하는 단계; 및 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 설정하는 단계를 포함하고, 지연 시간을 최소로 하고 수행 완료 주문 수를 최대화로 할 수 있다.

Description

운행 일정 생성 방법 및 장치{METHOD FOR GENERATING DRIVING SCHEDULE AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 운행 일정 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실시간으로 발생하는 주문에 대하여 탁송지에서의 상품 픽업 및 착송지로의 상품 배송을 효율적으로 수행할 수 있도록 배송 차량의 운행 경로를 생성하고 대기 시간을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제(PDPTW, pickup and delivery problem with time windows)에서, 적재 용량의 제한이 있는 배송 차량은 탁송지와 착송지를 오고 가며 다수의 상품을 배송하기 위해 최적의 경로를 통해 운행되어야 한다. 여기서, 탁송지는 상품에 관한 배송 의뢰가 발생한 장소를 의미하고, 착송지는 상품이 도착하는 장소를 의미한다.

타임 윈도우는, 배송 차량의 탁송지 또는 착송지 도착 시각에 제한이 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 배송 차량은 상품 포장이 완료된 이후에나 배송될 상품을 픽업하기 위해 탁송지에 도착할 수 있고 착송지에는 예정된 배송일 또는 배송시각 내에 도착해야 한다.

타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제(PDPTW)와 같이 실시간으로 발생하는 정보를 바탕으로 운행 일정이 생성되는 경우, 시간적으로 많은 조건이 부가될 수 있어서 정보의 제한성이 존재한다. 이러한 정보의 제한성을 극복하기 위해 여러 스케줄링(scheduling) 방법들이 연구되어 왔다. 이러한 스케줄링 방법들을 대기 전략(waiting strategy)이라 한다.

운행 일정 생성 방법과 관련하여, 기존의 기술로서 전체 구간을 여러 개의 구간으로 나누는 방법, 배송 차량의 용량 제약이 없는 Dynamic PDPTW를 수행 완료 후 바로 다음 위치로 출발하는 drive-first 방법과 수행 완료 후 최대한 늦게 다음 위치로 출발하는 wait-first 방법이 제안되었다.

이러한 기존의 운행 일정 생성 방법들에서는 이미 발생한 주문만을 기초로 경로를 생성하고 대기 시간을 설정하기 때문에 과거 주문 정보를 참조하여 미래 주문에 대응하기에는 적합하지 않다.
배송 시스템의 효율적 관리를 위해서는 무엇보다 관련 정보를 가공하여 알맞게 사용하고 실시간 정보를 받아 가공된 정보에 적용하는 것이 중요하다. 배송 시스템의 효율성 증대의 방법으로는 수송경로 문제 최적화, 미래 예측 및 대응을 통한 배송망 관리의 최적화 등 여러 가지 방법이 있다. 이중에서 수송경로 문제 최적화의 경우 모든 경로를 한 번씩 지나갔다가 시작지점으로 돌아오는 모든 경로 중에서 각 경로 마다 비용과 제약을 고려하여 식을 세우고 최적의 해, 즉 최적의 경로를 찾는 일명 '세일즈맨 최단경로 문제(travelling salesman problem)'는 80년대에 공식화되었지만, 현대의 배송 시스템에서도 중요한 과제가 되고 있다.
경로 최적화는 배송 과정에서의 시간과 비용의 절약을 궁극적 목표로 한다. 이 과정에서 실시간 정보의 처리 기술과 빅데이터(많은 양의 정보) 처리 기술은 배송 경로의 최적화를 위한 중요한 기술로 대두되고 있다. '세일즈맨 최단경로 문제(traveling salesman problem)'는 위의 설명처럼 각 경로의 비용과 제약을 고려하여 최적의 경로를 찾는 문제이다. 예를 들어, [도 8]의 A에서 E까지의 배송 경로(A-B-D-E-C-A)는 총 2가지가 있다. 배송에 거치는 경로만 보면 A-C-E가 가장 가까운 경로로 보인다.
하지만, 각 경로마다 소요되는 비용(A-B구간:500원, B-D구간:500원, D-E구간:500원, E-C구간:1000원, C-A구간:1000원)이 추가가 된다면 경로 A-B-D-E-D-B-A인 경우 소요비용은 3000원이고 경로가 A-C-E-C-A인 경우 소요비용은 4000원이다, 따라서 최적의 경로는 A-B-D-E-D-B-A가 된다. 이와 같이 최단경로 문제는 최소거리 외에 최소비용을 고려하면 그 해법은 달라질 수 있다.
실제 배송 시스템에서는 훨씬 많은 경로상의 거리와 비용, 시간을 고려하게 되기 때문에 더욱 많은 경우의 수가 발생하게 된다.
또한, 배송 시스템의 효율적인 관리를 위해서는 과거의 방대한 정보를 통해 미래를 예측하는 것이 매우 중요하다. 미래를 예측하게 되면 시간적 경제적 낭비 없이 배송 시스템을 운영 할 수 있으며 향후 고객의 변화를 예측하여 배송 센터를 확장하거나 차량을 증편하고, 인적 자원을 더 늘리는 등 변화할 미래에 대해 빈틈없는 준비, 투자를 할 수 있다. 그리고 미래 예측을 통해 자원의 낭비와 시간의 낭비를 줄일 수 있게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 실시간으로 발생하는 상품 배송에 관한 배송 차량의 운행 일정을 효율적으로 세우기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운행 경로 및 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 포함하는 운행 일정을 생성하는 장치에서 수행되는 운행 일정 생성 방법에 있어서, 운행 일정 생성 방법은, 배송 차량이 상기 지점들에 도착하는 시각의 범위를 나타내는 타임 윈도우(time window)를 생성하는 단계; 상기 타임 윈도우 중에서 착송지의 타임 윈도우의 종료 시각이 빠른 순서로 주문을 정렬하는 단계; 주문의 정렬 순서를 기반으로 주문에 관련된 상품의 픽업 및 배송을 위한 복수의 후보 경로들을 생성하는 단계; 상기 복수의 후보 경로들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 선택하는 단계; 및 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 배송 차량이 대기하는 대기 시간을 설정하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 타임 윈도우는, 상품 정보, 주문 시각 정보 및 탁송지 정보 중 적어도 하나를 기반으로 생성될 수 있다.

여기서, 상기 운행 경로를 선택하는 단계는, 배송 차량의 이동거리, 탁송지에서의 지연 시간, 착송지에서의 지연 시간 및 배송 차량에 의해 수행된 주문 수 중에서 적어도 하나를 기반으로 복수의 운행 경로들 각각의 운행 비용을 산출하는 단계; 및 산출된 운행 비용들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 최종 운행 경로로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 대기 시간을 설정하는 단계는, 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 중에서 제1 지점과 연속하는 제2 지점 간의 이동에 있어서 상기 이동에 따른 제1 이동 시간 및 상기 제2 지점에서 타임 윈도우 시작 시각과 도착 시각의 차이에 해당하는 제1 잉여 시간에 상기 제1 지점 에서 대기할 대기 시간을 설정할 수 있다.

여기서, 상기 대기 시간을 설정하는 단계는, 상기 제1 잉여 시간에 대한 정보를 획득하는 단계; 미래 주문이 예상되는 가상의 제3 지점을 생성하는 단계; 및 배송 차량이 상기 제1 지점, 상기 제3 지점 및 상기 제2 지점을 순차적으로 경유하는 경로에 대한 제2 이동 시간을 고려하여 상기 대기 시간을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가상의 제3 지점은, 상기 제1 지점 또는 상기 제2 지점으로부터 미리 설정된 범위 이내에 위치할 수 있다.

여기서, 상기 가상의 제3 지점은, 과거에 발생한 복수의 주문에 관련된 탁송지 또는 착송지를 기초로 생성될 수 있다.

여기서, 상기 가상의 제3 지점은, 상기 장소들의 좌표값의 평균을 기초로 생성될 수 있다.

여기서, 상기 대기 시간은, 상기 제1 잉여 시간과 상기 제1 이동 시간의 합에서 상기 제2 이동 시간을 감산함으로써 생성되는 제2 잉여 시간 이하로 설정될 수 있다.

여기서, 상기 운행 일정 생성 방법은, 추가 주문이 발생된 경우, 상기 추가 주문에 대한 타임 윈도우를 생성하는 단계; 상기 추가 주무에 대한 타임 윈도우의 종료 시각을 기반으로 상기 운행 경로를 수정하는 단계; 및 수정된 운행 경로 상의 복수의 지점에서 배송 차량이 대기하는 상기 대기 시간을 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 운행 경로 및 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 포함하는 운행 일정을 생성하는 장치로서, 운행 일정 생성 장치는, 상기 운행 경로 및 상기 대기 시간을 생성하기 위한 연산을 처리하는 프로세서; 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 배송 차량이 상기 지점들에 도착하는 시각의 범위를 나타내는 타임 윈도우(time window)를 생성하는 단계; 상기 타임 윈도우 중에서 착송지의 타임 윈도우의 종료 시각이 빠른 순서로 주문을 정렬하는 단계; 주문의 정렬 순서를 기반으로 주문에 관련된 상품의 픽업 및 배송을 위한 복수의 후보 경로들을 생성하는 단계; 상기 복수의 후보 경로들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 선택하는 단계; 및 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 배송 차량이 대기하는 대기 시간을 설정하도록 실행 가능한, 운행 일정 생성 장치.

본 발명에 의하면, 탁송지 및 착송지에서의 지연 시간이 최소화 될 수 있다. 또한, 배송 차량 간의 수행 주문 수의 차이가 최소화 될 수 있다.

도 1은 타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제에서 배송 차량의 운행 경로를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 실시간으로 발생하는 주문을 대상으로 k분 마다 Static PDPTW가 풀이되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 배송 차량의 경로 선택을 나타내는 개념도이다.
도 6은 도 4에 관한 경로 선택 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 배송 차량의 대기 시간 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 종래기술에 따른 최단 경로 수행을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에서 다루는 문제는 배송 차량을 이용한 상품 픽업 및 배송에 관한 것이다. 여기서, 차량은 항공기, 선박, 지하철, 이륜차 및 도보를 포함할 수 있다. 또한, 상품은 서류, 꽃, 음식 및 쇼핑 물품을 포함할 수 있다.

배송 차량은 상품 픽업을 위해 탁송지를 경유할 수 있고 상품 배송을 위해 착송지를 경유할 수 있다. 배송 차량이 음식을 배송한다면 탁송지는 음식점이고 착송지는 주문 장소일 수 있다.

그리고 상품의 준비 완료 시각과 배송 완료 기한이 존재하기 때문에 본 발명은 "타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제"(PDPTW, Pickup and Delivery Problem with Time windows)에 관한 것이다. 만약, 운행 일정을 생성하기 전에 모든 정보를 알 수 있다면 픽업 및 배송 문제는 Static PDPTW이다. 하지만 본 발명에서 다루는 운행 일정 생성은, 소수의 정보만이 사전에 접근 가능하고 대부분의 정보는 시간이 흐름에 따라 발생하기 때문에, 동적인 "타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제"(Dynamic PDPTW, Dynamic Pickup and Delivery Problem with Time Windows)이다. Dynamic PDPTW에 대한 해법으로 Static PDPTW에 대한 반복적인 풀이가 요구된다. Static PDPTW에 관한 해법은 문제를 푸는 시점 이전에 이미 발생하여 알려진 주문을 대상으로 수행 된다.

본 발명에서 과거의 데이터를 이용하여 배송 차량의 대기 시간을 설정하는 대기 전략이 제시된다. 또한, 본 발명에서는 배송 차량 재지정 옵션이 사용될 수 있다. 따라서, 주문에 관한 상품이 배송 완료되기 전이라면, 상품 픽업 및 배송에 지정되는 배송 차량이 실시간으로 변경될 수 있다.

본 발명에서 다루는 운행 일정 생성 방법의 특성은 다음과 같다. 주문은 상품의 픽업과 관련된 픽업 주문과 상품의 배송에 관련된 배송 주문으로 분류될 수 있다. 하나의 주문을 구성하는 픽업과 배송은 동일한 배송 차량에 의해 수행되어야 한다.상품이 음식이고 음식점이 탁송지에 해당하는 경우, 음식이 준비된 이후에 배송 차량은 음식 픽업을 할 수 있다. 따라서 음식점의 음식 준비 완료 시각은 음식점의 타임 윈도우(time windows) 시작 시각이 된다. 단, 배송 차량이 음식점의 타임 윈도우 시작 시각 보다 먼저 도착해서 대기하는 것은 허용된다. 그리고, 배송 차량은 늦어도 각 지점에서 요구되는 타임 윈도우 종료 시각까지 탁송지 및 착송지에 도착해야 한다.

도 1은 타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제에서 배송 차량의 운행 경로를 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도 1을 참고하면, 타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제(pickup and delivery problem with time windows)에 관한 배송 차량의 운행 경로가 나타나 있다.

배송 차량은 대기지에서 대기하고 있는 상태에서 탁송지 및 착송지로 표시되는 지점을 경유할 수 있다. 여기서, 대기지는 다양한 장소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 음식점에서 직접 배송을 하는 경우, 대기지는 음식점일 수 있다. 전문 배송 업체에서 음식점으로부터 배송 의뢰를 받아 배송하는 경우, 대기지는 전문 배송 업체일 수 있다. 그리고, 음식 배송에 한정되는 것이 아니기 때문에 대기지는 물류 창고, 주차장 등 다양한 장소를 더 포함할 수 있다. 또한, 배송 차량은 대기지를 거치지 않고 탁송지 및 착송지만을 경유할 수 있다.

배송 차량으로 복수의 차량이 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 배송 차량들이 구비되어 있는 경우, 각각의 배송 차량마다 복수의 운행 경로가 생성되고 그 중에서 하나의 경로가 선택될 수 있다. 따라서, 복수의 차량에 대해 주문이 할당되므로 배송 차량 마다 운행 일정이 생성될 수 있다.

배송 차량은 대기지에서 출발해서 상품 픽업을 위해 1번 탁송지(음식점) 및 2번 탁송지를 경유한다. 배송 차량은 주문을 받고 1번 탁송지 및 2번 탁송지에 도착하여 각각의 배송 음식을 픽업하여 착송지인 1' 및 2'에 배송을 완료할 수 있다.

1번에서 1'번으로의 상품 배송 주문 및 2번에서 2'번으로의 상품 배송 주문이 존재하는 경우, 배송 차량은 먼저 1번으로 이동할 수 있다. 1번에 도착한 경우 배송 차량에 상품이 적재될 수 있다. 그 후에, 배송 차량은 2번으로 이동할 수 있다. 배송 차량이 2번에 도착한 후 배송 차량에 상품이 다시 적재될 수 있다. 이러한 방법으로 상품을 적재한 배송 차량은 1'번 및 2'번을 방문하여 상품 배송을 완료한다. 그리고, 배송 차량은 나머지 3번 내지 6번에 관련된 주문에 따른 상품 픽업 및 배송을 실시간으로 설정되는 경로에 따라 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 실시간으로 발생하는 주문을 대상으로 k분 마다 Static PDPTW가 풀이되는 과정을 나타내는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 시간의 흐름에 따라 주문이 발생하고, 일정 시간(k 분)마다 Static PDPTW에 대한 해법이 반복적으로 실행될 수 있다. 상기 서술한 바와 같이 본 발명에서 다루는 운행 일정 생성은 소수의 정보만이 사전에 알려져 있고 대부분의 정보가 시간의 흐름에 따라 발생하는 동적인 "타임 윈도우를 갖는 픽업 및 배송 문제"(Dynamic PDPTW, Dynamic Pickup and Delivery Problem with Time Windows)이다. Dynamic PDPTW에 관한 해법을 위해서 Static PDPTW에 대한 해법이 반복적으로 수행되어야 한다. Static PDPTW에 관한 해법은 문제를 푸는 시점 이전에 이미 발생하여 알려진 주문을 대상으로 수행 된다.

이하 실시간으로 발생하는 상품 또는 음식 배송 주문에 따른 상품 픽업 및 배송을 위해 배송 차량의 경로를 일정 시간마다 새롭게 생성하는 운행 일정 생성 방법 및 그 생성 장치가 개시된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 장치를 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구현될 수 있는 운행 경로 및 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 포함하는 운행 일정을 생성하는 장치로서, 운행 일정 생성 장치(10)는, 운행 경로 및 대기 시간을 생성하기 위한 연산을 처리하는 프로세서(11) 및 프로세서(11)를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(12)를 포함한다. 그리고 상기 적어도 하나의 명령은, 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 방법의 각 단계가 수행하도록 실행 가능하다.

여기서, 운행 일정 생성 장치(10)는 운행 일정에 관한 다양한 알고리즘을 이용하는 소프트웨어가 탑재된 하드웨어 장치로서 PC, 태블릿 컴퓨터, 무선 단말을 포함할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 운행 일정 생성 장치(10)는, 배송 차량이 주문에 관련된 지점들에 도착하는 시각의 범위를 나타내는 타임 윈도우를 생성할 수 있다(S410).

주문은 실시간으로 발생할 수 있다. 따라서, 현재 시점에서 복수의 주문이 발생되어 있는 경우에, 상기 복수의 주문은 상품에 관한 픽업 및 배송이 모두 완료된 주문, 픽업만이 완료된 주문 그리고 픽업 및 배송이 모두 예정되어 있는 주문을 포함할 수 있다. 만약 현재 시점 이후에 주문이 추가로 발생하는 경우에, 운행 일정 생성 장치(10)는 추가로 발생한 주문을 기존의 운행 경로에 포함시키고 기존의 운행 경로를 업데이트 하거나 새로운 운행 경로를 생성할 수 있다. 또한, 추가 주문 발생과 무관하게 운행 경로 생성 장치(10)는 일정한 시간(k분)마다 기존의 운행 경로를 버리고 새로운 운행 경로를 생성할 수 있다. 이 경우에, 상기 복수의 주문 중에서 픽업 및 배송이 모두 완료된 주문 외의 주문은 새로운 운행 경로 생성에 이용될 수 있다. 즉, 픽업 및 배송이 요구되는 주문에 관련된 탁송지 및 착송지를 경유하는 운행 경로가 생성될 수 있다.

타임 윈도우는 탁송지 또는 착송지에 대해서 생성될 수 있다. 또한, 타임 윈도우는 시작 시각 및 종료 시각을 포함할 수 있다. 따라서, 하나의 탁송지 또는 착송지에 대해서는 타임 윈도우 시작 시각과 타임 윈도우 종료 시각이 설정될 수 있다.

타임 윈도우 시작 시각은 탁송지의 경우 상품의 준비가 완료된 시각을 의미한다. 착송지로의 배송은 빠를수록 좋고 착송지에서 타임 윈도우 시작은 열려있기 때문에 타임 윈도우 시작 시각은 정의되지 않는다. 타임 윈도우 종료 시각은 배송 차량이 탁송지 또는 착송지에 도착해야 하는 시간 구간 중 가장 늦은 시각을 의미한다. 타임 윈도우 시작 및 도착 시각에 제한이 없는 경우에 타임 윈도우 시작 시각 또는 도착 시각은 열려 있다고 표현될 수 있다.

타임 윈도우는, 상품 정보, 주문 시각 정보 및 탁송지 정보 중 적어도 하나를 기반으로 생성될 수 있다. 상품 정보는 상품의 특성 또는 종류에 관한 정보이다. 일반적인 경우, 착송지의 타임 윈도우 종료 시각은 주문 시각을 기준으로 설정될 수 있다. 주문 순서에 따라 배송이 이루어지기 때문이다. 탁송지 정보는 탁송지의 지리적 위치에 관한 정보이다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 생성된 타임 윈도우 중에서 착송지의 타임 윈도우 종료 시각이 빠른 순서로 주문을 정렬할 수 있다(S420). 이는 상품 배송이 완료되어야 하는 순서에 따라 해당 주문을 정렬하는 것을 뜻한다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 주문의 정렬 순서를 기반으로 주문에 관련된 상품의 배송을 위한 복수의 운행 경로들을 생성할 수 있다(S430).

주문에 따른 상품의 픽업 및 배송을 담당하는 배송 차량은 복수 개가 구비될 수 있다. 따라서, 하나의 배송 차량에 대해서 복수 개의 운행 경로가 생성될 수 있다. 그리고, 최초로 생성된 특정 배송 차량의 운행 경로는 시간의 경과에 따라 발생하는 추가 주문에 관련된 탁송지 및 착송지를 포함하도록 일정 시간마다 새롭게 업데이트 될 수 있다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 복수의 운행 경로들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 선택할 수 있다(S440). 즉, 운행 일정 생성 장치(10)는 배송 차량의 이동거리, 탁송지 또는 착송지에서의 지연 시간 및 배송 차량에 의해 수행된 주문 수 중에서 적어도 하나를 기반으로 복수의 운행 경로들 각각의 운행 비용을 산출할 수 있다. 그리고, 운행 일정 생성 장치(10)는 산출된 운행 비용들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 최종 운행 경로로 선택할 수 있다. 운행 비용을 연산하는 식은 다음 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

다음의 표 1은 운행 비용에 관한 수학식 1에 포함된 기호를 설명한다.

본 발명에 따른 실시예로서 운행 일정 생성 장치(10)는 생성된 경로를 변경함으로써 변경된 경로를 선택할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 경로 변경 선택을 나타내는 개념도이다.

도 5를 참조하면, 상부의 운행 경로는 본래의 운행 경로에 해당하는 제1 경로이고 하부의 운행 경로는 수정된 운행 경로에 해당하는 제2 경로이다.

도 6은 도 5에 관한 경로 선택 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 운행 일정 생성 장치(10)는 선택된 배송 차량의 제1 경로에서 지점과 지점을 연결하는 간선을 변경함으로써 제1 경로를 제2 경로로 수정할 수 있다(S441).

여기서, 간선은 지점과 지점을 연결하는 경로의 일부를 의미한다. 예를 들어, 생성된 제1 경로에서 2번-3번 간선 및 3번-7번 간선 대신에 2번-3번 간선 및 6번-7번 간선이 채택되는 경우 지름길에 해당되는 제2 경로가 생성될 수 있다. 거리적인 이유와 시간적인 이유가 모두 지름길을 찾는데 고려될 수 있다. 수정된 제2 경로는 가능한 경로이어야 한다. 즉, 배송 차량이 수정된 경로에 따라 운행하는 경우 각 지점에서의 타임 윈도우 도착 시각 이내에 해당 지점에 도착해야 한다.

결국 운행 일정 생성 장치(10)는 1번-2번-6번-5번-4번-3번-7번-8번과 같이 연결되는 제1 경로를 수정하여 1번-2번-3번-4번-5번-6번-7번-8번과 같이 연결되는 제2 경로를 생성할 수 있다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 경로의 비용 및 제2 경로의 비용을 연산할 수 있다(S442). 운행 비용 연산에 대해서는 상기 설명하였으므로 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 경로의 운행 비용(COST₁)과 제2 경로의 운행 비용(COST₂)의 크기를 비교 판단할 수 있다(S443). 여기서, COST₁는 제1 경로에 따른 운행 비용을 나타내고 COSTS₂는 제2 경로에 따른 운행 비용을 각각 나타낸다.

운행 일정 생성 장치(10)는 제2 경로에 따른 운행 비용이 제1 경로에 따른 운행 비용보다 작은 경우 제2 경로를 선택할 수 있다(S444). 그렇지 않고 제1 경로에 따른 운행 비용이 제2 경로에 따른 운행 비용보다 큰 경우 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 운행 경로를 선택할 수 있다(S445). 제1 경로 및 제2 경로에 관한 운행 비용이 동일한 경우 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 경로 또는 제2 경로 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.

운행 일정 생성 장치(10)는 간선을 변경함으로써 상기와 같은 경로를 선택하는 과정을 모든 경로에 대해 수행할 수 있다(S446).

배송 차량의 경로를 생성함에 있어서, 시간의 경과에 따라 다양한 지연 요소가 발생할 수 있다. 이러한 지연 요소는 상품의 준비 과정 특히 음식 재료의 준비 과정, 음식의 요리 과정 및 배송 과정에서 다양하게 나타날 수 있다. 그리고, 이러한 지연 요소로 인하여 배송 차량의 배송 과정에서 잉여 시간(유휴 시간), 즉 배송 차량이 지점의 타임 윈도우 시작 시간보다 빨리 도착함으로써 발생되는 타임 윈도우 시작 시각과 도착 시각의 차이에 해당하는 시간이 불가피하게 발생할 수 있다.

이러한 지연 요소에 의해 발생할 수 있는 잉여 시간을 최소로 하고 잉여 시간을 활용하기 위하여 운행 일정 생성 장치(10)는 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 설정할 수 있다(S450).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배송 차량의 대기 시간 설정 방법의 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 지점과 제2 지점 사이에 제1 잉여 시간이 존재하는지 판단한다(S451). 여기서, 제1 지점은 A 주문에 관한 착송지이고 제2 지점은 B 주문에 관한 탁송지일 수 있다. 또한, 제1 지점과 제2 지점은 경로 상의 연속된 2 개의 지점일 수 있다. 제1 잉여 시간은 배송 차량이 제2 지점에 타임 윈도우 시작 시각보다 빨리 도착하는 경우 그 차이에 해당하는 시간이다.

제1 잉여 시간이 존재하는 경우 운행 일정 생성 장치(10)는 제1 이동 시간 및 제1 잉여 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다(S452).

구체적으로 운행 일정 생성 장치(10)는 이미 알려져 있는 정보 또는 실시간으로 취득된 정보를 통해 제1 잉여 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제1 이동 시간은 배송 차량이 제1 지점에서 제2 지점으로 이동하는 때에 소요되는 이동 시간이다.

제1 잉여 시간이 존재하지 않는 경우 제1 지점의 대기 시간을 설정하는 하는 과정은 종료된다. 이 경우, 배송 차량은 제1 지점에서의 대기 시간 없이 바로 제2 지점을 향해 제1 지점을 출발할 수 있다.

일단 배송 차량이 운행 경로 상의 제1 지점에서 출발하여 제2 지점에 도착하는 경우를 가정한다. 이 경우에 제1 지점과 제2 지점 사이에서 제1 잉여 시간이 발생할 수 있다. 배송 차량이 제2 지점에 타임 윈도우 시작 시각보다 일찍 도착하는 경우에 제1 잉여 시간은 제2 지점의 타임 윈도우 시작 시각과 제2 지점 도착 시각의 차이에 해당하는 시각이다. 여기서, 제1 지점과 제2 지점 간의 이동에 소요되는 제1 이동 시간과 제1 잉여 시간의 합을 전체 시각으로 지칭할 수 있다.

다음으로 운행 일정 생성 장치(10)는 미래 주문이 예상되는 가상의 제3 지점을 생성할 수 있다(S453).

여기서 미래 주문이란, 픽업 및 배송을 담당하는 배송 차량이 처해 있는 현재 시점에서 아직 발생하지 않았으나 발생이 예상되는 주문을 말한다. 제3 지점은 제1 지점 또는 제2 지점으로부터 미리 설정된 범위 내에 위치하는 지점 중에서 생성될 수 있다. 제3 지점은 현재 제1 지점에 있는 배송 차량이 제2 지점에 도착하기 이전에 경유가 가능한 지점 중의 하나이어야 하기 때문이다.

또한, 가상의 제3 지점은 과거에 발생한 복수의 주문에 관한 장소들을 기초로 생성 될 수 있다. 여기서 제3 지점은 상기 장소들의 좌표값의 평균을 기초로 생성될 수 있다.

또한, 운행 경로 생성 장치(10)는, 배송 차량이 이동하는 제1 지점과 제2 지점 간의 이동 시간대와 같은 시간대에 과거에 발생한 복수의 주문을 기초로 제3 지점을 생성할 수 있다.

여기서 배송 차량이 A 주문에 관한 상품을 제1 지점에 배송하고 B 주문에 관한 상품을 픽업하기 위해 제2 지점으로 출발하려는 경우를 가정한다. 배송 차량은 제1 지점에서 현재 시각 12시 30분에 제1 지점을 출발할 수 있다. 배송 차량의 제1 지점에서 제2 지점으로 이동에 10분이 소요될 수 있다. 배송 차량이 제2 지점 도착 후 제2 지점에서 타임 윈도우 시작 시각까지 30분의 잉여 시간이 발생할 수 있다.

여기서, 제1 잉여 시간은 30분이고, 제1 이동 시간은 10분이다. 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정 생성 장치(10)는 데이터베이스를 참조하여 과거의 주문을 조사할 수 있다. 과거의 주문은 제1 지점 또는 제2 지점에서 미리 설정된 반경 내의 지역에서 과거 12시 30분에서 1시 10분 사이에 발생한 주문들을 포함할 수 있다. 운행 일정 생성 장치(10)는 과거의 주문들을 이용하여 과거 주문 발생 장소에 관한 좌표값을 획득할 수 있다. 그리고, 운행 일정 생성 장치(10)는 이러한 좌표값의 평균을 기초로 가상의 제3 지점을 생성할 수 있다. 좌표값은 지도 상에서 경도 및 경도를 포함한다.

마지막으로 운행 일정 생성 장치(10)는, 배송 차량이 제1 지점, 제3 지점, 제2 지점을 순차적으로 경유하는데 소요되는 제2 이동 시간을 고려하여, 대기 시간을 연산할 수 있다(S454).

여기서, 대기 시간은, 배송 차량이 제1 지점, 제3 지점 및 제2 지점을 순차적으로 경유하는 것을 가정하는 경우에, 제2 지점에서 발생할 수 있는 잉여 시간에 기초한 시간으로서 상기 잉여 시간 이하로 설정될 수 있다. 이러한 잉여 시간을 제2 잉여 시간으로 칭할 수 있다.

만약, 배송 차량의 제1 지점 출발 이전에 제3 지점과 관련된 추가 주문이 발생하지 않는다면, 배송 차량은 제2 잉여 시간 이하의 시간 동안 제1 지점에서 대기한 후 제2 지점으로 출발할 수 있다. 그리고, 제2 지점에서의 배송 차량의 대기 시간이 다시 설정될 수 있다.

만약, 배송 차량이 제1 지점을 출발한 후에 상기 제3 지점과 관련된 추가 주문이 발생한다면, 배송 차량은, 추가 주문이 발생한 시각에 따라 추가 주문에 관련된 탁송지를 경유하여 제2 지점에 도착하거나, 추가 주문에 관한 탁송지 및 착송지를 모두 경유하여 제2 지점에 도착하거나, 경유 없이 바로 제2 지점에 도착할 수 있다. 이 경우에 각 지점의 타임 윈도우 종료 시각 및 운행 비용이 고려되며, 추가 주문에 관한 탁송지 또는 착송지가 운행 경로에 추가될 수 있다.

결과적으로 대기 시간은 제1잉여 시간과 제1 이동 시간을 합한 시간에서 제2 이동 시간을 감산함으로써 생성되는 제2 잉여 시간 이하로 설정될 수 있다. 즉, 수학식 2 및 수학식 3 과 같은 관계가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 운행 결과를 평가하기 위한 실험예에 대해 설명한다.

표 2는 본 발명의 실시예에 따른 운행 결과 평가 실험예에서 사용된 데이터 특성을 나타낸다.

표 2에 표시된 데이터는 3시간 동안 발생한 주문에 관한 것이다. 주문의 발생 간격 시간의 분포는 Anderson-Darling Test 결과 95%의 유의 수준으로 모두 지수 분포를 따른다. 또한, 주문의 발생 주기는 평균 44.6 초이다.

본 발명의 실시예에 따른 각 알고리즘의 효과를 확인하기 위하여 기존의 기술에 따른 운행 결과 및 본 발명에 따른 운행 결과를 비교하였다.

표 3은 배송 차량의 재지정 옵션이 없는 경우 기존의 기술과 본 발명의 실시예에 따른 운행 결과를 나타낸다.

표 3을 참조하면, F 사에 관한 운행 결과는 기존의 기술에 따른 운행 일정에 의한 것이고, VLW (Virtual-Location-Wait)에 관한 운행 결과는 본 발명의 실시예에 따른 운행 일정에 의한 것이다. 상기 빨간 색으로 표시된 부분은 두 개의 결과값 중에서 향상된 값을 나타낸다.

본 발명의 실시예에 따른 운행 결과에서, 모든 항목의 결과 값이 향상되었다. 특히, 픽업 완료 수와 배송 완료 수는 각 43.8, 36.8 개씩 증가되었고, 탁송지와 착송지에서의 지연 발생 횟수는 각 92.7, 41.3 개씩 감소되었다. 본 발명의 실시예에 따른 운행 결과에서, 배송 차량 당 픽업 완료 수 표준 편차는 기존의 기술과 비교하여 0.3 감소하였다. 또한, 배송 완료 수 표준 편차는 기존의 기술과 비교하여 0.2 감소하였다.

표 4는 표 3에 배송 차량의 재지정 옵션이 있는 경우 본 발명의 실시예에 따른 운행 경과를 추가로 나타낸다.

표 4를 참조하면, 상기 빨간 색으로 표시된 부분은 세 개의 결과값 중에서 향상된 값을 나타낸다. 본 발명에서 배송 차량의 재지정 옵셥이 없는 경우와 비교하여 배송 차량의 재지정 옵션이 있는 경우의 운행 결과값이 향상되었다.

본 발명에 따른 실시예에 의하면, 탁송지 및 착송지에서의 지연 시간이 최소화 될 수 있다. 또한, 배송 차량 간의 수행 주문 수의 차이가 최소화 될 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

1. 운행 경로 및 상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 각각에서 대기 시간을 포함하는 운행 일정을 생성하는 장치에서 수행되는 운행 일정 생성 방법에 있어서,
   상품 정보, 주문 시각 정보 및 탁송지 정보 중 적어도 하나의 정보를 기반으로 하여 배송 차량이 상기 복수의 지점들에 도착하는 시각의 범위를 나타내는 타임 윈도우(time window)를 생성하는 제1단계;
   상기 제1단계의 상기 타임 윈도우 중에서 착송지의 상기 타임 윈도우의 종료 시각이 빠른 순서로 주문을 정렬하는 제2단계;
   상기 제2단계의 주문의 정렬 순서를 기반으로 주문에 관련된 상품의 픽업 및 배송(pickup and delivery)을 위한 복수의 후보 경로들을 생성하는 제3단계;
   상기 제3단계의 상기 복수의 후보 경로들 중에서 상기 배송 차량의 이동거리, 탁송지에서의 지연 시간, 착송지에서의 지연 시간 및 배송 차량에 의해 수행된 주문 수 중에서 적어도 하나를 기반으로 하는 복수의 운행 경로들 각각의 운행 비용을 산출하고, 산출된 운행 비용들 중에서 최소 운행 비용을 가지는 운행 경로를 선택하는 제4단계; 및
   상기 운행 경로 상의 복수의 지점들 중 각 탁송지에서 타임 윈도우로 인해 발생하는 배송 차량의 잉여 시간을 이전 지점에서의 대기 시간으로 설정하는 제5단계를 포함하여 이루어지되,
   상기 제5단계는
   제1 지점과 연속하는 제2 지점 간의 이동에 있어서 상기 이동에 따른 제1 이동 시간 및 상기 제2 지점에서 상기 타임 윈도우 시작 시각과 도착 시각의 차이에 해당하는 제1 잉여 시간에 대한 정보를 획득하는 제5-1단계;
   상기 제1 지점 또는 상기 제2 지점으로부터 미리 설정된 범위 이내에 위치하는 지점, 과거에 발생한 복수의 주문에 관련된 탁송지 또는 착송지를 기초로 생성되는 지점 또는 상기 지점들의 좌표값의 평균을 기초로 생성되는 지점 중의 어느 하나의 지점 중에서 미래의 주문이 예상되는 가상의 제3 지점을 생성하는 제5-2단계; 및
   상기 배송 차량이 상기 제1 지점, 상기 제3 지점 및 상기 제2 지점을 순차적으로 경유하는 경로에 대한 제2 이동 시간을 고려하여 상기 제1 잉여 시간과 상기 제1 이동 시간의 합에서 상기 제2 이동 시간을 감산함으로써 생성되는 제2 잉여 시간 이하로 설정되는 대기 시간을 연산하는 제5-3단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운행 일정 생성 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 운행 일정 생성 방법은,
    추가 주문이 발생된 경우, 상기 추가 주문에 대한 타임 윈도우를 생성하는 단계;
    상기 추가 주문에 대한 타임 윈도우의 종료 시각을 기반으로 상기 운행 경로를 수정하는 단계; 및
    수정된 운행 경로 상의 복수의 지점에서 배송 차량이 대기하는 상기 대기 시간을 수정하는 단계를 더 포함하는 운행 일정 생성 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images