本發(fā)明涉及人工智能集裝箱物流運(yùn)輸路徑規(guī)劃
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：實(shí)際生活中，輪船在航行中會(huì)受到諸如輪船管制、航線堵塞、輪船事故、輪船故障和天氣變化等因素的影響，輪船航行速度也相應(yīng)的發(fā)生變化，進(jìn)而使得輪船在各航段航程時(shí)間也相應(yīng)的發(fā)生變化，造成輪船在各個(gè)時(shí)間段或者單個(gè)航段的航行速度不同，這樣就會(huì)影響整個(gè)集裝箱物流運(yùn)輸配送效率。若使用傳統(tǒng)的VRP方法來(lái)對(duì)輪船進(jìn)行調(diào)度，則將會(huì)導(dǎo)致輪船在運(yùn)輸集裝箱的過(guò)程中進(jìn)入輪船擁堵中。隨著科技技術(shù)的快速發(fā)展和輪船航運(yùn)信息的不斷完善，獲取實(shí)時(shí)有效信息數(shù)據(jù)和處理重要信息已經(jīng)邁入一大步，這就使得對(duì)研究集裝箱輪船運(yùn)輸路徑問(wèn)題具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際參考意義。螢火蟲(chóng)算法模仿了自然界中的螢火蟲(chóng)個(gè)體，將螢火蟲(chóng)搜索和優(yōu)化過(guò)程模擬成螢火蟲(chóng)個(gè)體間的吸引和位置更新的過(guò)程。每個(gè)螢火蟲(chóng)的位置代表待求問(wèn)題的一個(gè)解，螢火蟲(chóng)的發(fā)光亮度取決于待求問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)值，目標(biāo)函數(shù)值越好，螢火蟲(chóng)的亮度越強(qiáng)。光亮比較強(qiáng)的螢火蟲(chóng)吸引光亮比較弱的螢火蟲(chóng)，使光亮比較弱的螢火蟲(chóng)向光亮比較強(qiáng)的螢火蟲(chóng)靠近。隨著迭代過(guò)程的進(jìn)行，種群中亮度弱的螢火蟲(chóng)不斷向比自己更亮的螢火蟲(chóng)靠近，最終大多數(shù)螢火蟲(chóng)會(huì)聚集在最亮的螢火蟲(chóng)附近，光亮強(qiáng)度最強(qiáng)的螢火蟲(chóng)的位置就是問(wèn)題的最優(yōu)解。改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法是在標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法的基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法在很多領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用。為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)，建立了更能體現(xiàn)集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，并提出了改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，對(duì)輪船航行路徑進(jìn)行尋優(yōu)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有集裝箱輪船運(yùn)輸路徑搜索技術(shù)不靈活、尋優(yōu)精度不高、收斂速度較慢的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法，包括：獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；將所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。可選地，所述集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息包括：集裝箱中轉(zhuǎn)港的位置信息、支線港的地理位置信息、各個(gè)支線港集裝箱裝卸量信息以及支線港時(shí)間窗的輪船信息?？蛇x地，所述根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)包括：對(duì)于集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度所需的參數(shù)以及決策變量進(jìn)行定義；根據(jù)所述參數(shù)以及決策變量建立所述目標(biāo)函數(shù)?？蛇x地，所述采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解包括：針對(duì)目標(biāo)問(wèn)題分析，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化；計(jì)算螢火蟲(chóng)適應(yīng)度函數(shù)值；計(jì)算螢火蟲(chóng)的相對(duì)亮度值和吸引度；將螢火蟲(chóng)按亮度進(jìn)行比較，找出亮度最大的螢火蟲(chóng)，記錄對(duì)應(yīng)的位置信息；計(jì)算自適應(yīng)慣性權(quán)重，更新螢火蟲(chóng)的位置；判斷是否達(dá)到設(shè)置的最大迭代次數(shù)，若達(dá)到最大迭代次數(shù)則終止算法，得到集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度的數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本發(fā)明還提供了一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，包括：基本參數(shù)獲取模塊，用于獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；模型建立模塊，用于根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；計(jì)算模塊，用于采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；最優(yōu)路徑確定模塊，用于將所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑?？蛇x地，所述集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息包括：集裝箱中轉(zhuǎn)港的位置信息、支線港的地理位置信息、各個(gè)支線港集裝箱裝卸量信息以及支線港時(shí)間窗的輪船信息?？蛇x地，所述模型建立模塊包括：定義單元，用于對(duì)于集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度所需的參數(shù)以及決策變量進(jìn)行定義；建立單元，用于根據(jù)所述參數(shù)以及決策變量建立所述目標(biāo)函數(shù)。可選地，所述計(jì)算模塊包括：初始化單元，用于針對(duì)目標(biāo)問(wèn)題分析，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化；適應(yīng)度函數(shù)值計(jì)算單元，用于計(jì)算螢火蟲(chóng)適應(yīng)度函數(shù)值；相對(duì)亮度值和吸引度計(jì)算單元，用于計(jì)算螢火蟲(chóng)的相對(duì)亮度值和吸引度；比較單元，用于將螢火蟲(chóng)按亮度進(jìn)行比較，找出亮度最大的螢火蟲(chóng)，記錄對(duì)應(yīng)的位置信息；自適應(yīng)慣性權(quán)重計(jì)算單元，用于計(jì)算自適應(yīng)慣性權(quán)重，更新螢火蟲(chóng)的位置；確定單元，用于判斷是否達(dá)到設(shè)置的最大迭代次數(shù)，若達(dá)到最大迭代次數(shù)則終止算法，得到集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度的數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)，通過(guò)獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；根據(jù)基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；將目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本申請(qǐng)通過(guò)改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法解決集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題，定義了改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法中的螢火蟲(chóng)數(shù)量、位置等參數(shù)，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化，設(shè)計(jì)了螢火蟲(chóng)熒光素濃度更新操作、螢火蟲(chóng)亮度更新操作、螢火蟲(chóng)吸引度更新操作、螢火蟲(chóng)位置更新操作，該方法比傳統(tǒng)的集裝箱輪船運(yùn)輸路徑搜索算法更加具有靈活性，并且相比標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法具有更高的尋優(yōu)精度，收斂速度更快，在求解集裝箱輪船物流運(yùn)輸路徑時(shí)有很好的效果。附圖說(shuō)明為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法的一種具體實(shí)施方式的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的生成目標(biāo)函數(shù)的過(guò)程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解的過(guò)程示意圖；圖4為本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法的另一種具體實(shí)施方式的流程圖；圖5為本發(fā)明的一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法實(shí)施案例的最優(yōu)運(yùn)輸配送路線圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法的一種具體實(shí)施方式的流程圖如圖1所示，該方法包括：步驟S101：獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；作為一種具體實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息可以具體包括：集裝箱中轉(zhuǎn)港的位置信息、支線港的地理位置信息、各個(gè)支線港集裝箱裝卸量信息以及支線港時(shí)間窗的輪船信息。步驟S102：根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)的步驟可以具體包括：步驟S1021：對(duì)于集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度所需的參數(shù)以及決策變量進(jìn)行定義；步驟S1022：根據(jù)所述參數(shù)以及決策變量建立所述目標(biāo)函數(shù)。步驟S103：采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；參照?qǐng)D3，本發(fā)明實(shí)施例中采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解的過(guò)程可以進(jìn)一步具體包括：步驟S1031：針對(duì)目標(biāo)問(wèn)題分析，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化；步驟S1032：計(jì)算螢火蟲(chóng)適應(yīng)度函數(shù)值；步驟S1033：計(jì)算螢火蟲(chóng)的相對(duì)亮度值和吸引度；步驟S1034：將螢火蟲(chóng)按亮度進(jìn)行比較，找出亮度最大的螢火蟲(chóng)，記錄對(duì)應(yīng)的位置信息；步驟S1035：計(jì)算自適應(yīng)慣性權(quán)重，更新螢火蟲(chóng)的位置；步驟S1036：判斷是否達(dá)到設(shè)置的最大迭代次數(shù)，若達(dá)到最大迭代次數(shù)則終止算法，得到集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度的數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。步驟S104：將所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法，通過(guò)獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；根據(jù)基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；將目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本申請(qǐng)通過(guò)改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法解決集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題，定義了改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法中的螢火蟲(chóng)數(shù)量、位置等參數(shù)，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化，設(shè)計(jì)了螢火蟲(chóng)熒光素濃度更新操作、螢火蟲(chóng)亮度更新操作、螢火蟲(chóng)吸引度更新操作、螢火蟲(chóng)位置更新操作，該方法比傳統(tǒng)的集裝箱輪船運(yùn)輸路徑搜索算法更加具有靈活性，并且相比標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法具有更高的尋優(yōu)精度，收斂速度更快，在求解集裝箱輪船物流運(yùn)輸路徑時(shí)有很好的效果。參照?qǐng)D4，下面對(duì)本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)闡述。步驟S201：輸入集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題基本參數(shù)?；緟?shù)可以包括：集裝箱中轉(zhuǎn)港的位置，支線港的地理位置以及各個(gè)支線港集裝箱裝卸量，支線港時(shí)間窗的輪船信息。步驟S202：建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型。步驟S2021：定義參數(shù)及決策變量：N：表示集裝箱運(yùn)輸中需要裝卸集裝箱的支線港總數(shù)量；S：表示集裝箱運(yùn)輸公司運(yùn)輸集裝箱的輪船總數(shù)量；M：表示在運(yùn)輸集裝箱中計(jì)劃被使用的輪船總數(shù)量；m：表示在運(yùn)輸集裝箱任務(wù)的具體輪船；Xj：表示從中轉(zhuǎn)港到港口j需要卸載的集裝箱量；Qj：表示從港口j需要運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的集裝箱量；QMm：表示輪船m的最大裝載集裝箱的載箱量；QZMmi：表示輪船m在港口i裝載運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的最大載箱量；Uj：表示從中轉(zhuǎn)港到港口j需要卸載的集裝箱重量；Pj：表示從港口j需要運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的集裝箱重量；PMm：表示輪船m的最大裝載集裝箱的載重量；PZMmi：表示輪船m在港口i裝載運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的最大集裝箱重量；LTi：表示從港口i的裝載的集裝箱必須在這一時(shí)間限制前送達(dá)到中轉(zhuǎn)港；Tmij：表示輪船m從港口i到達(dá)港口j的航行時(shí)間；Tmi：表示輪船m到達(dá)港口i的當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)；STmj：表示輪船m在港口j的作業(yè)時(shí)間；WTmj：表示輪船m在港口j的等待靠泊時(shí)間；Gmj：表示輪船m在港口j作業(yè)每小時(shí)所需的作業(yè)成本；Dmj：表示輪船m在港口j等待靠泊每小時(shí)所需的等待靠泊成本；αmj：表示輪船m航行單位距離所需的航行成本；Lij：表示從港口i到達(dá)港口j的航行航程；C：表示在限定時(shí)間內(nèi)未到達(dá)中轉(zhuǎn)港的最大懲罰成本；C(tm)：表示輪船m的懲罰成本；tm：表示輪船m到達(dá)中轉(zhuǎn)港的當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)；步驟S2022：建立目標(biāo)函數(shù)：QZMmj≥Qm1-Xj+Qj-M(1-Am1j)j＝1,2,...,N；m＝1,2,...,S(9)QMm≥Qm1m＝1,2,...,S(10)QMm≥QZMmjm＝1,2,...,S；j＝1,2,...,N(11)PZMmj≥Pm1-Uj+Pj-M(1-Am1j)j＝1,2,...,N；m＝1,2,...,S(14)PMm≥Pm1m＝1,2,...,S(15)PMm≥PZMmjm＝1,2,...,S；j＝1,2,...,N(16)Amij(Tmi+STi+Tmij-Tmj)≤0i,j＝1,2,...,N；m＝1,2,...,S(17)其中，式(1)為港口集裝箱運(yùn)輸過(guò)程中輪船航行成本、輪船在支線港作業(yè)成本、輪船在支線港等待靠泊成本以及輪船未在規(guī)定時(shí)間到達(dá)中轉(zhuǎn)港的懲罰成本這四部分所花費(fèi)的最小成本；式(2)為保證每只集裝箱運(yùn)輸輪船最多航行一條航線；式(3)為保證一條航線上只能有一條集裝箱運(yùn)輸輪船在航行；式(4)為保證輪船進(jìn)入該支線港并從該支線港出來(lái)；式(5)和式(6)為保證輪船起始點(diǎn)在中轉(zhuǎn)港，整個(gè)運(yùn)輸任務(wù)完成后終止點(diǎn)也在該中轉(zhuǎn)港；式(7)為保證輪船最大載箱量不會(huì)小于輪船在中轉(zhuǎn)港出發(fā)時(shí)的裝貨量；式(8)為保證輪船m出中轉(zhuǎn)港裝載的集裝箱量與在各支線港卸載箱量相同；式(9)為保證輪船m在港口j的最大裝載集裝箱量必須大于或等于在j港口裝載需要運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港集裝箱量和輪船在j港口卸載后剩余集裝箱量之和；式(10)為保證輪船m的最大裝載集裝箱的載箱量必須大于或等于輪船m運(yùn)出中轉(zhuǎn)港的集裝箱量；式(11)為保證輪船m最大裝載集裝箱的載箱量必須大于或等于輪船m在j港口需要裝載運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的最大集裝箱量；式(12)為保證輪船最大載重量不會(huì)小于輪船在中轉(zhuǎn)港出發(fā)時(shí)的裝載的集裝箱重量；式(13)為保證輪船m出中轉(zhuǎn)港裝載的集裝箱重量與在各支線港卸載集裝箱重量相同；式(14)為保證輪船m在港口j的最大裝載集裝箱重量必須大于或等于在j港口裝載需要運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港集裝箱重量和輪船在j港口卸載后剩余集裝箱重量之和；式(15)為保證輪船m的最大裝載集裝箱的載箱重量必須大于或等于輪船m運(yùn)出中轉(zhuǎn)港的集裝箱重量；式(16)為保證輪船m最大裝載集裝箱的載箱重量必須大于或等于輪船m在j港口需要裝載運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)港的最大集裝箱重量；式(17)為保證輪船航行在各支線港之間時(shí)時(shí)間的連續(xù)性，避免時(shí)間上的沖突；式(18)為輪船m在限制時(shí)間前未到達(dá)中轉(zhuǎn)港的懲罰成本。步驟S203：設(shè)計(jì)改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法，對(duì)步驟S202中建立的目標(biāo)函數(shù)尋找最優(yōu)解；步驟S2031：針對(duì)目標(biāo)問(wèn)題分析，系統(tǒng)初始化。設(shè)置螢火蟲(chóng)初始種群數(shù)量為n和位置信息、混沌初始化、當(dāng)前迭代次數(shù)t、最大迭代次數(shù)為maxIterator、最大吸引度β0、熒光素增強(qiáng)因子γ、步長(zhǎng)因子α、然后進(jìn)行混沌初始化。進(jìn)行混沌初始化的具體步驟可以為：將螢火蟲(chóng)的位置信息xj映射為0到1之間的混沌變量yj。根據(jù)yj，用下式計(jì)算得到迭代混沌序列yj+1＝μyi(1-yj)(20)其中，μ為控制參量，一般3.56≤μ≤4.0。將混沌變量序列通過(guò)逆映射原理得到螢火蟲(chóng)位置信息步驟S2032：計(jì)算螢火蟲(chóng)適應(yīng)度函數(shù)值，即將目標(biāo)函數(shù)值轉(zhuǎn)化為螢火蟲(chóng)熒光素濃度值。li(t)＝max{(1-ρ)li(t-1)+γG(xi(t)),0}(22)其中，li(t)表示為螢火蟲(chóng)的熒光素濃度，ρ(0＜ρ＜1)表示為熒光素?fù)]發(fā)因子，γ(0＜γ＜1)表示為熒光素增強(qiáng)因子，G(xi(t))表示為螢火蟲(chóng)i所在位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。步驟S2033：計(jì)算螢火蟲(chóng)的相對(duì)亮度值和吸引度。其中，I表示螢火蟲(chóng)熒光亮度；I0表示為螢火蟲(chóng)自身的熒光亮度，其與目標(biāo)函數(shù)成正比關(guān)系；γ為光強(qiáng)吸收系數(shù)，設(shè)為常數(shù)，Rij為螢火蟲(chóng)i到j(luò)之間的距離：其中，c表示位置數(shù)據(jù)維度；xi,z表示螢火蟲(chóng)i的第z個(gè)位置數(shù)據(jù)分量；xj,z表示螢火蟲(chóng)j的第z個(gè)位置數(shù)據(jù)分量。其中，β(R)表示吸引度；β0表示最大吸引度。步驟S2034：將螢火蟲(chóng)按亮度進(jìn)行比較，找出亮度最大的那只螢火蟲(chóng)，記錄位置。步驟S2035：計(jì)算自適應(yīng)慣性權(quán)重c(t)。其中，cmax代表最大權(quán)重，cmin代表最小權(quán)重，t代表當(dāng)前迭代次數(shù)，maxIterator代表最大迭代次數(shù)。步驟S2036：更新螢火蟲(chóng)的位置xi。其中，xxBest(t)表示最亮的螢火蟲(chóng)所在的位置；RrBest表示到最亮螢火蟲(chóng)距離；α(0＜α＜1)表示步長(zhǎng)因子；xi(t+1)表示螢火蟲(chóng)i更新后的位置；xi(t)表示螢火蟲(chóng)i的位置；α×(rand-0.5)表示隨機(jī)參數(shù)，可以避免過(guò)早陷入局部最優(yōu)解；表示在更新位置時(shí)螢火蟲(chóng)i和j之間的吸引度；表示在更新位置時(shí)螢火蟲(chóng)i和當(dāng)前最亮螢火蟲(chóng)之間的吸引度。步驟S2037：判斷是否達(dá)到設(shè)置的最大迭代次數(shù)，若達(dá)到最大迭代次數(shù)則轉(zhuǎn)向步驟S2038，否則，轉(zhuǎn)向步驟S2033。步驟S2038：：終止算法，輸出得到集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度的數(shù)學(xué)模型最優(yōu)尋優(yōu)路徑。步驟S204：得到輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑，結(jié)束運(yùn)輸路徑規(guī)劃。本發(fā)明提出的一種集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)，針對(duì)集裝箱輪船物流配送中轉(zhuǎn)港輪船運(yùn)輸路徑問(wèn)題，建立數(shù)學(xué)模型，采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法來(lái)求解該模型，該方法具有較高的尋優(yōu)精度和較快的收斂速度，在求解集裝箱輪船物流運(yùn)輸路徑時(shí)有很好的效果。為了證明本發(fā)明的優(yōu)越性，下面將本發(fā)明通過(guò)1個(gè)中轉(zhuǎn)港集裝箱配送中心對(duì)8個(gè)支線港集裝箱配送進(jìn)行案例分析。該具體實(shí)施方式中，集裝箱中轉(zhuǎn)港1的坐標(biāo)和支線港的坐標(biāo)如表1，各個(gè)支線港集裝箱裝卸量和支線港時(shí)間窗的輪船信息如表2，1個(gè)中轉(zhuǎn)港有計(jì)劃使用的輪船4艘，每艘單次出行輪船信息和開(kāi)銷成本如表3，任意兩個(gè)港口航線距離如表4。本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法適用于1個(gè)中轉(zhuǎn)港集裝箱配送中心，配送輪船類型單一的運(yùn)輸方式，目的為找到服務(wù)所有支線港的集裝箱物流運(yùn)輸配送最優(yōu)路徑，達(dá)到運(yùn)輸成本最低。表1表2表3輪船總裝箱量/TEU100輪船總裝載重量/噸3500元/TEU12元/時(shí)1000表4本發(fā)明實(shí)施例中N＝8，S＝4，M＝2，Gmi＝500元/時(shí)，Dmi＝200元/時(shí)，αmi＝200元/km，C＝10000元，通過(guò)對(duì)改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法求解，得到計(jì)算結(jié)果，需要花費(fèi)的最小運(yùn)輸成本共24950元，最優(yōu)的配送路徑如圖5所示。下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行介紹，下文描述的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)與上文描述的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法可相互對(duì)應(yīng)參照。圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，參照?qǐng)D6集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)可以包括：基本參數(shù)獲取模塊100，用于獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；模型建立模塊200，用于根據(jù)所述基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；計(jì)算模塊300，用于采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)所述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；最優(yōu)路徑確定模塊400，用于將所述目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。作為一種具體實(shí)施方式，本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中，集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息包括：集裝箱中轉(zhuǎn)港的位置信息、支線港的地理位置信息、各個(gè)支線港集裝箱裝卸量信息以及支線港時(shí)間窗的輪船信息。作為一種具體實(shí)施方式，本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中，所述模型建立模塊可以具體包括：定義單元，用于對(duì)于集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度所需的參數(shù)以及決策變量進(jìn)行定義；建立單元，用于根據(jù)所述參數(shù)以及決策變量建立所述目標(biāo)函數(shù)。在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中，所述計(jì)算模塊包括：初始化單元，用于針對(duì)目標(biāo)問(wèn)題分析，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化；適應(yīng)度函數(shù)值計(jì)算單元，用于計(jì)算螢火蟲(chóng)適應(yīng)度函數(shù)值；相對(duì)亮度值和吸引度計(jì)算單元，用于計(jì)算螢火蟲(chóng)的相對(duì)亮度值和吸引度；比較單元，用于將螢火蟲(chóng)按亮度進(jìn)行比較，找出亮度最大的螢火蟲(chóng)，記錄對(duì)應(yīng)的位置信息；自適應(yīng)慣性權(quán)重計(jì)算單元，用于計(jì)算自適應(yīng)慣性權(quán)重，更新螢火蟲(chóng)的位置；確定單元，用于判斷是否達(dá)到設(shè)置的最大迭代次數(shù)，若達(dá)到最大迭代次數(shù)則終止算法，得到集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度的數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本實(shí)施例的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)前述的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法，因此集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)中的具體實(shí)施方式可見(jiàn)前文中的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法的實(shí)施例部分，例如，基本參數(shù)獲取模塊100，模型建立模塊200，計(jì)算模塊300，最優(yōu)路徑確定模塊400，分別用于實(shí)現(xiàn)上述集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法中步驟S101，S102，S103和S104，所以，其具體實(shí)施方式可以參照相應(yīng)的各個(gè)部分實(shí)施例的描述，在此不再贅述。本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)獲取輸入的集裝箱輪船運(yùn)輸調(diào)度基本參數(shù)信息；根據(jù)基本參數(shù)信息建立集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型，生成目標(biāo)函數(shù)；采用改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，確定目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；將目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解作為輪船的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。本申請(qǐng)通過(guò)改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法解決集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題，定義了改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法中的螢火蟲(chóng)數(shù)量、位置等參數(shù)，對(duì)螢火蟲(chóng)種群進(jìn)行混沌初始化，設(shè)計(jì)了螢火蟲(chóng)熒光素濃度更新操作、螢火蟲(chóng)亮度更新操作、螢火蟲(chóng)吸引度更新操作、螢火蟲(chóng)位置更新操作，該方法比傳統(tǒng)的集裝箱輪船運(yùn)輸路徑搜索算法更加具有靈活性，并且相比標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法具有更高的尋優(yōu)精度，收斂速度更快，在求解集裝箱輪船物流運(yùn)輸路徑時(shí)有很好的效果。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。以上對(duì)本發(fā)明所提供的集裝箱輪船物流運(yùn)輸調(diào)度方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3