动态混合派送路径规划系统、交付系统及路径规划方法

本发明涉及路径规划，尤其是涉及一种动态混合派送路径规划系统及方法。

背景技术：

1、当前智能路径规划算法被广泛的运用在了网约车调度，外卖配送领域。但是在快递行业中，由于业务复杂，快递员派件和上门收件对实时性要求大不相同，传统的路径往往使用调度员或快递员个人经验进行规划，不仅需要耗费巨大的人力资源，规划的效果也欠佳，并且人工处理既耗费了客户的时间，耽误系统反馈接单结果，同时也无法全面的兼顾每个快递员的状态，做出合理判断。另一方面，传染病的大规模爆发对减少派送服务中的人工干预做出了要求，从而使得自动派送车的使用被提上日程，如今，自动派送车开始出现在工业园区内，并将快递和外卖的派送任务一起执行。

2、现有动态规划算法大多为静态算法，当有新的上门收件订单产生时，该算法将新订单加入旧订单一同重新规划与分配优化，该类算法响应时间与效果完全取决于所采用静态算法，无法做到兼顾响应的实时性与规划效果。

3、因此，将快递的静态非紧急派送任务，以及上门收件、外卖等c2c的动态具有严格时间窗口的派送任务等多种派送任务整合起来，统一求解分配任务不仅可以节约运力资源，提高派送效率，也是未来物流的发展方向。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种动态混合派送路径规划系统及方法，实现未来物流的智能化，机械化，减少派送服务中的人工干预，降低派送中的人力消耗和成本，提高效率和响应速度。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种动态混合派送路径规划系统，该系统包括事件管理器、自适应存储器和并行计算模块；所述事件管理器包括作业插入模块、作业优化模块以及作业更新模块；

4、作业插入模块实时监控具有时效性的新订单，在产生新订单时生成一个插入作业并将其插入到作业通道中，交由并行计算模块进行求解；并行计算模块返回求解出的结果给作业更新模块，作业更新模块从自适应存储器中移除不满足新订单的解，并输出当前最优解给车辆系统，进行路径规划；

5、其中，没有新订单产生且环境无变化时，作业优化模块随机优化自适应存储器中的解。

6、优选地，所述自适应存储器中存储有设定数量的不同规划方案，当新订单产生时立即生成多种备选方案以供选择；当有新规划方案输入时，若自适应存储器中有空余，则直接插入，否则取代自适应存储器中路径总和最长的方案并且重新排序。

7、优选地，所述并行计算模块为包含多种解生成算法的模块化求解器，按照用户和场景需求切换。

8、优选地，当上门收件订单的时间窗无法满足时，系统会反馈此订单，以供客户修改预约时间窗。

9、优选地，如果车辆数量不足以完成所有的派件订单，系统会反馈无法完成的订单，以供顺延至次日，或下个工作周期处理。

10、优选地，当上门收件订单的时间窗无法满足时，若车辆路途中出现意外导致无法按照系统预估的时间到达下一站点，则系统会将此车辆及对应的订单排除，并交由人工处理。

11、根据本发明的第二方面，提供了一个使用第一方面所述的动态混合派送路径规划系统的动态交付系统，该系统包括oms运营管理系统、用于管理订单状态和车辆运途状态的中央数据库、基于自适应存储器的辅助数据库、基于并行计算模块的计算机集群和基于事件管理器的调度中心；

12、oms运营管理系统将产生的新订单记录在中央数据库中，并为计算机集群分配相应的作业，然后计算机集群反馈是否存在可行的路径，并通过oms运营管理系统通知客户；

13、派件车辆到达目的地后与调度中心通信，调度中心通知oms运营管理系统告知车辆下一个目的地。

14、优选地，所述订单状态包括分配、完成和取消；所述车辆状态包括途中、可用和定向。

15、根据本发明的第三方面，提供了一种动态混合派送路径规划方法，采用任一项所述的系统，该方法包括以下步骤：

16、步骤s1、派件车辆出发前，基于静态派件订单，采用路径规划算法进行路径初始化；

17、步骤s2、依照初始化路径，指导派件车辆装货并前往下一个站点，启动事件管理器、自适应存储器和并行计算模块；如果环境没有变化也没有新订单产生，则持续优化自适应存储器中的解；

18、步骤s3、当有新的动态订单产生时，暂停事件管理器的优化作业，使用事件管理器将新订单插入方案存储模块的各个方案中；

19、步骤s4、当派件车辆达到下一个站点时，提取自适应存储器中最好的方案，指导车辆前往下一个站点，并检查方案存储模块中的其它方案，删除与该站点不兼容的方案；

20、步骤s5、派件工作时间结束时，停止运行中的所有模块，并指导还没有回到出发地的派件车辆返回。

21、优选地，所述步骤s1具体为：从前一天下班一直到当前上班为止，派件车辆出发前，基于静态派件订单，采用路径规划算法进行路径初始化，并且相应地更新自适应存储器。

22、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

23、1)整合优化，将日常快递派送、上门取货以及外卖配送等多种类型的物流业务整合到同一平台进行统一分配，为路径优化问题提供了一个总的框架，使用户可以自己选择优化目标以及优化算法，从而适应不同的场景；

24、2)优化物流的效率，降低物流运输过程中的人工干预，减少派送过程中对人员地形熟悉程度的要求，使得多种订单都统一由自动小车运送成为可能；

25、3)提高解生成的效率，利用异步并发的方式管理事件并且优化解决方案，将事件管理器和计算模块有效分离，使得分布式计算成为可能，并且以更快的频率和环境交互，能够利用多核心来同时提高解的效果以及生成阶段效率；

26、4)扩大范围，将运筹学中的一对多路径规划问题泛化为适用性更强的多对一路径规划问题；

技术特征：

1.一种动态混合派送路径规划系统，其特征在于，该系统包括事件管理器、自适应存储器和并行计算模块；所述事件管理器包括作业插入模块、作业优化模块以及作业更新模块；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自适应存储器中存储有设定数量的不同规划方案，当新订单产生时立即生成多种备选方案以供选择；当有新规划方案输入时，若自适应存储器中有空余，则直接插入，否则取代自适应存储器中路径总和最长的方案并且重新排序。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述并行计算模块为包含多种解生成算法的模块化求解器，按照用户和场景需求切换。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当上门收件订单的时间窗无法满足时，系统会反馈此订单，以供客户修改预约时间窗。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，如果车辆数量不足以完成所有的派件订单，系统会反馈无法完成的订单，以供顺延至次日，或下个工作周期处理。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当上门收件订单的时间窗无法满足时，若车辆路途中出现意外导致无法按照系统预估的时间到达下一站点，则系统会将此车辆及对应的订单排除，并交由人工处理。

7.一种基于权利要求1～6任一项所述的动态混合派送路径规划系统的动态交付系统，其特征在于，该系统包括oms运营管理系统、用于管理订单状态和车辆运途状态的中央数据库、基于自适应存储器的辅助数据库、基于并行计算模块的计算机集群和基于事件管理器的调度中心；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述订单状态包括分配、完成和取消；所述车辆状态包括途中、可用和定向。

9.一种动态混合派送路径规划方法，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述的系统，该方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：从前一天下班一直到当前上班为止，派件车辆出发前，基于静态派件订单，采用路径规划算法进行路径初始化，并且相应地更新自适应存储器。

技术总结本发明涉及一种动态混合派送路径规划系统、交付系统及路径规划方法，规划系统包括事件管理器、自适应存储器和并行计算模块；事件管理器包括作业插入模块、作业优化模块以及作业更新模块；作业插入模块实时监控具有时效性的新订单，在产生新订单时生成一个插入作业并将其插入到作业通道中，交由并行计算模块进行求解；并行计算模块返回求解出的结果给作业更新模块，作业更新模块从自适应存储器中移除不满足新订单的解，并输出当前最优解给车辆系统，进行路径规划；其中，没有新订单产生且环境无变化时，作业优化模块随机优化自适应存储器中的解。与现有技术相比，本发明减少派送服务中人工干预，降低派送中人力消耗和成本，提高效率和响应速度。技术研发人员：卢文联,黄耀庭,王崟翀受保护的技术使用者：复旦大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9