1.一种基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:服务车辆接收服务任务信息;其中,所述服务任务信息中包括服务区域地图信息和服务规划路径信息;
获取服务的约束条件信息;
根据未服务区域信息和服务规划路径信息计算预计条件信息;
当所述预计条件信息满足所述约束条件信息时,根据所述服务规划路径信息继续进行服务作业;
当所述预计条件信息不满足所述约束条件信息时,停止服务作业。
2.根据权利要求1所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述服务规划路径信息通过以下方法获得:对车辆服务对象,即街道,采用三标准问题分解方法获取初始解决方案;
利用初始解决方案,对服务车辆的路径进行规划以求得可行解;
利用上述可行解得到所述三标准问题分解方法对应的服务路线。
3.根据权利要求2所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述初始解决方案具体为:首先,将任务集T的任务划分至VD中的各中心点处,将任务集T中的每个任务构成的单任务路径,构成待分配路径集合RS;其中,VD为中心点集合;
然后,将待分配路径集合RS中的所有路径分配至VD各中心点处,形成子问题RCS[1],RCS[2],…,RCS[|VD|];对于子问题RCS[i],将所有分配至该子问题中的单任务路径连接在一起,形成一条长路径,然后采用2-OPT、Ulusoy Splitting方法进行处理,得到该子问题的解Si;
最后,局部优化方法对其邻域进行搜索,将所有的子问题的解Si进行汇集,形成整个问题的初始解决方案S,即
4.根据权利要求3所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述路径规划方法还包括采用路径切割策略SR对所述初始解决方案S进行优化分割处理,从而获得较短的路径;
由上述所有的较短的路径构成待分配集合RS’,采用所述三标准问题分解方法将待分配集合RS’中的路径分配至VD中的中心点处,再使用2-OPT、Ulusoy Splitting方法进行处理,得到该子问题的解S*i;
采用局部优化方法对其邻域进行搜索,将所有的子问题的解S*i进行汇集,获得新的解决方案S*;
若S*优于S,则以S*取代S;否则,放弃S*;如此,反复若干代后结束,最终的S即为满意的问题解。
5.根据权利要求3或4所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述优化分割处理的具体步骤如下:步骤1:获取所述初始解决方案
步骤2:iter←1,noimp←0,iter为迭代循环变量,noimp为记录连续没有进展的迭代数;
步骤3:improve←false;
步骤4:S’←S;
步骤5:置RS为空集,即RS←Φ;
步骤6:对于S’每个子问题的解Si’中的所有路径采用路径切割策略SR,形成较短的路径,放置RS中;
步骤7:采用所述三标准问题分解方法将RS中的路径分配至VD的相应中心点处,得到子问题RCS[1],RCS[2],…,RCS[|VD|];
步骤8:将每个子问题RCS[i]中的路径连接起来,形成一条长路径LRi;
步骤9:使用2-OPT、Ulusoy Splitting方法和局部优化方法对路径LRi进行切割和优化,得到子解S*i;
步骤10:连接所有子解,得到完整解S*,即
步骤11:若S*优于S,则以S*更新S,即S←S*,并置improve←true;
步骤12:若improve=true,则置noimp←0,否则置noimp←noimp+1;
步骤13:iter←iter+1;
步骤14:若iter≤MaxIter且noimp≤MaxNoImpIter,则转步骤2继续执行,否则输出解决方案S;
上述步骤中,MaxIter为最大迭代次数,MaxNoImpIter为最大改进迭代次数,即问题解若持续MaxNoImpIter未得到改善,则问题求解过程提前结束。
6.根据权利要求5所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述步骤6具体为:步骤6.1:i←1;
步骤6.2:r←1;
步骤6.3:采用路径切割策略SR对子解Si’中的路径r切割,并将所得子路径归入RS中;
步骤6.4:r←r+1;
步骤6.5:若r≤|Si’|,则转步骤6.3继续切割Si’中的路径,|Si’|为子解Si’中的路径数;
步骤6.6:i←i+1;
步骤6.7:若i≤|VD|,则转步骤6.2继续切割后续子解中的路径。
7.根据权利要求5所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述路径切割策略SR具体为:步骤21:依据S*以及等级矩阵Mrank,对S*中所有连接计算等级的平均值ARV;
步骤22:令k=1;
步骤23:从S*中删除Rk;
步骤24:根据步骤21所计算ARV,将Rk的连接归类到集合goodset和badset;其中,goodset为优良连接集合,badset为劣质连接集合;
步骤2,5:从goodset和badset中分别挑选出连接goodlink,badlink:步骤26:令pr1=rand()%1000/1000,若pr1
步骤27:令pr2=rand()%1000/1000,若pr2
步骤28:将分割后的子路径插入到S*中;
步骤29:k=k+1,若k<=m,则转步骤23,继续分割路径。
步骤30:返回分割后的车辆路由方案S*。
其中,Mrank为等级矩阵,rand()表示随机产生一非负整数,pr1与pr2为由rand()函数随机产生的变量,PGsr、PBsr分别为删除优良连接和劣质连接的概率。
8.根据权利要求7所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述步骤25中选取goodlink,badlink的具体方法为:采用轮盘赌的方式选取goodlink,badlink。
9.根据权利要求2或4所述的基于大规模多中心问题的路径规划方法,其特征在于,所述三标准问题分解方法为:对待分配路径集合RS,构造VD由各中心点d组成的虚拟路径,并以其初始化子问题RCS[d];并计算RS中的每条路r经到各RCS[i]的平均距离adisr,i,两条路径r1和r2的距离计算如下:其中, 分别表示路径r1和r2两端处的顶点;
标准1:对于待分配路径集合RS中路径r,计算其最小平均距离对于次小距离的提高比例ImpDisr;若RS中存在ImpDisr≥10%的路径,则选择提高比例最大的路径,将其加入到离其最近的RCS[]中,同时从RS中删除,继续分解过程;
标准2:如果标准1失败,即待分配路径集合RS中所有路径的提高比例都小于10%,则计算RS中每条路径r到各RCS[i]的方差vadisr,i,并计算最小方差对于次小方差的提高比例ImpVarr;若RS中存在ImpVarr≥40%的路径,则选择提高比例最大的路径,将其加入到离其最近的RCS[]中,同时从RS中删除,继续分解过程;
标准3:若标准1和2均失败,计算待分配路径集合RS中每条路径r到最近RCS[]中最近路径的距离minadisr,选择最小minadisr对应的路径,将其添加至最近的RCS[]中,并从RS中删除该路径;
重复标准1、2和3,直到待分配路径集合RS为空集为止。