利索能及
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专利号: 2021116586982
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于价值密度计算的旅游路线规划优化方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1:在规划起始时刻之前采集所有游客的信息,其中,采集的游客信息至少包括每位游客的可用总时长,每位游客在接受完每个景点的服务后所能获得的满意度;

步骤S2:在规划起始时刻,确定模型计算所需的参数;其中,该参数包括每个景点服务一位游客所需的时间,每个景点的资源约束,即每个景点能够同时服务的游客的数量,所有景点两两之间的距离;

步骤S3:以所有游客的总满意度最大为目标函数,建立混合整数线性规划模型;

步骤S4:对上述优化模型,利用变邻域搜索算法进行求解,最终得到游客总满意度最大的旅游路线规划方案;

所述S3中,混合整数线性规划模型进一步如下:步骤S31:设置模型假设条件:所有游客都遵从系统规划的路线进行游览,且不会出现插队现象,可以直接从一个景点前往任意另一个景点,不需要途径其他景点,每个景点在服务完一个游客后可以立即服务下一个游客,服务过程中不会出现意外,游客在不同景点间,不同时间段的行程时间时已知的;

步骤S32:设置模型中的已知参数的符号及决策变量,具体说明如下:N表示游客的数量,H表示除起点和终点外的景点数量,tli表示游客i的可用时间上限,stj表示景点j服务一个游客所需的时间,scj表示景点j的资源限制,Rij表示游客i在景点j接受完服务后能够获得的满意度,ttjk表示从景点j出发到达景点k所需的时间,xijk表示游客i是否从景点j出发前往景点k,是则为1,否则为0,是模型主决策变量,i=1,2,...,N,j,k=1,2,...,H,uij是用于防止回环的辅助变量;zijm表示当游客i访问景点j时占用了资源n时为1,否则为0,是辅助决策变量;qiljm表示在景点j时对于资源m,当游客i先于游客j被服务时为1,否则为0,是辅助决策变量;

步骤S33:根据行程矩阵xijk和步骤S2中预先确定的参数计算模型中的中间变量;其中,中间变量至少包括游客使用资源的矩阵、游客排队顺序的矩阵、游客在不同景点开始接受服务的时间、用于防止子循环的变量;该步骤S33进一步包括如下步骤:步骤S331:使用资源的矩阵的计算公式为:步骤S332:游客排队顺序的矩阵的计算公式为:步骤S333:游客在不同景点开始接受服务的时间的计算公式为:步骤S334:用于防止子循环的变量的计算公式为:步骤S34:建立游客旅游路线连续性约束及游客的时间约束,对目标函数进行建模,考虑所有游客总满意度最大;该步骤S34进一步包括:步骤S341:所有游客都需要从起点出发并需要到达终点的约束如下:步骤S342:所有游客在任意景点开始接受服务的时间及到达终点的时间小于可用时间的约束如下:

2.根据权利要求1所述的一种基于价值密度计算的旅游路线规划优化方法,其特征在于,所述步骤S4进一步包括如下步骤:步骤S41:生成用于局部搜索的初始解;其中每个游客的行程路线用一条链表示,链每个位置为访问的景点的序号,每个景点的服务顺序用一条链表示,链每个位置为服务的游客的序号,初始化过程中要保证不会产生子循环;之前的初始解生成方式大多采用遍历所有可插入位置和所有可插入景点并计算插入增加满意度和增加时间的比值来选取插入景点及位置;这里,插入的位置只选取每个游客链和景点链的末尾,并使用选取景点一定距离以内的所有可用景点的价值总和代替原插入增加价值来计算比值;

步骤S42:使用每个游客得到的满意度除以这个游客的可用时间上限计算每条游客链的价值密度,并以此为依据将所有游客链分为两部分:规划优良的链和欠规划的链;选择欠优化的链中价值密度最小的链作为被选择的链;

步骤S43:邻域搜索使用四个邻域结构;该步骤S43进一步包括:步骤S431:在被选择的链上插入景点:该邻域结构随机选择所选游客未访问的景点,并将其插入该访客链接的最后一个位置和相应资源链接的最后一个位置;它允许任何欠规划的链接的使用时间超过其时间限制;

步骤S432:改变景点在被选择链上的位置:首先,这个邻域结构采用和初始解构造算法中比值计算相似的方法计算链上所有的景点的比值并选择比值最小的点作为要改变位置的点;被选择的景点被尝试移动到所有可能的位置,如果移动操作减少了所选链路完成路线所用的时间,则接受移动,和前一个步骤类似,这个步骤也许任何欠规划的链接的使用时间超过其时间限制;

步骤S433:从被选择链上删除景点:此邻域结构将不断地删除被选择链接上的最后一个景点,直到该游客的使用时间不超过时间限制;

步骤S434:该邻域结构的目的是通过将一条随机选择的游客链上一个随机已访问的景点与未访问景点交换来实现以下目标之一:1)通过将已访问景点与交换为满意度较高的未访问景点来增加总体满意度,2)如果已访问景点和未访问景点的满意度相同,则减少相应路线的总旅行时间;如果游客链没有可行的交换或未找到一个可行的交换,则此过程结束;

步骤S44:震荡过程通过随机改变解,使解跳出可能的局部最优;震荡程序中有两种不同的震动:局部震荡和整体震荡;对于局部震荡,如果被选择链不能成为规划优良的链,则使用局部震荡过程让被选择链跳出当前景点选择;如果在一定迭代次数之后找不到更好的解决方案,则启动整体震荡;

所述步骤S44进一步包括如下步骤:步骤S441:局部震荡;首先,将被选择链的时间限制与另一个欠规划链的时间限制进行交换;如果被选择链在交换后仍然无法成为规划优良的链,则此过程会随机删除多个景点,删除的景点数量由以下公式计算:

τ

nd=γ·n

其中n为被选择链上景点的数量,γ和τ是在(0,1]上均匀分布的两个随机数;在此过程中,用于防止重复插入相同的景点的禁忌列表将被清除;但是,如果被选择链已进入局部震荡程序超过Ω次,则无论其价值密度如何,都可以将其视为规划优良的链;

步骤S442:整体震荡;随机删除每个访客链接的景点,删除的景点数量等于局部震荡的一半;删除后,随机在插入每个游客链中插入未访问的景点;

步骤S45:当得到比当前最优解更好的解时,更新最优解。