1.一种基于改进遗传模拟退火算法的多式联运路径优化方法,其特征在于:通过多种运输方式组合的方式处理货运工作,多种运输方式组合的运输方案通过以下步骤得到:S1、依据货物运输路线图,确定图中各站点的位置,列出站点之间的距离;
S2、建立用于多式联运路径优化的多目标模型;过程如下:
S2‑1、设定目标函数,使总成本最小化,包括货物运输的运输成本、中转成本和时间成本:式(1)中,P为运输节点的集合,i,j∈P;K为铁路运输、公路运输、水路运输三种运输方式的集合; 为在节点j处由运输方式k转换成运输方式l; 为自节点i到节点j选择运输方式k进行运输; 自节点i到节点j选择运输方式k进行运输的运输成本; 为自节点i到节点j选择运输方式k的进行运输的运输时间; 为在中转节点j处由运输方式k转换成运输方式l的中转成本; 为在中转节点j处由运输方式k转换成运输方式l的中转时间; 为自节点i到节点j选择运输方式k的运输距离;vk为运输方式k的运输速度;q为运输箱数;
S2‑2、约束条件:
其中,式(3)代表在两个节点之间只能够选取一种运送方式;式(4)表示在任意节点转换运送方式时,只能由一种运送方式转换成另一种运送方式;式(5)表示运输总时间要小于客户需求时间;式(6)为决策变量约束;式(7)~式(8)表示决策变量的取值范围非1即0;S3、通过改进的遗传模拟退火算法求解步骤S2建立的多式联运路径优化模型,从而得到最优运输方案;具体过程如下:S3‑1、输入参数:运输距离、运输箱数、中转费用、运输费用、中转时间;
S3‑2、初始化遗传模拟退火算法相关参数;
S3‑3、用深度优先搜索算法寻找初始化可行解域,产生二分之一的初始种群,剩下的二分之一随机生成;生成多条路径,设置迭代次数,k=0;
S3‑4、计算每条当前路径的适应度;
S3‑5、依据适应度选出适应度最高的初始路径;
S3‑6、通过选择交叉变异方式得到的遗传种群mupop;
S361、mupop中选择最优秀的R个子代组成NN种群;
S362、基于NN种群,通过模拟退火优化算子得到temp种群;
S363、将temp和mupop组成newpop种群,计算其目标函数值,为了保持遗传种群数量popsize不变,选择最优前popsize子代构成新的mupop;
S364、开启下一轮迭代循环;
S365、选择总成本最低即目标函数最小的候选解决方案;
S366、判断k是否大于设定的迭代次数L,若是,则步骤S365得到的候选解决方案为最终最佳的解决方案,否则,返回步骤S3‑4。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进遗传模拟退火算法的多式联运路径优化方法,其特征在于:步骤S3‑3中运用深度优先搜索优化初始解集,寻找多式联运的可行解方法如下:S331、输入不同运输方式对应的距离矩阵,D1,D2,D3,对角线元素为0,其他位置不连通为一个极大值;
S332、将距离矩阵D1,D2,D3,输入到get_M_P函数中得到M和P元胞数组,其中M数组为任意两点之间可选择的运输方式编号,P数组中存储的是每个点可以到达的其他节点的编号集合;
S333、通过深度搜索法构造的函数proM搜索得到若干可行解,并通过test函数判断是否经过重复的节点,若经过则放弃改解,重新搜索;
S334、得到的若干可行解构成初始化可行解域。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进遗传模拟退火算法的多式联运路径优化方法,其特征在于:所述步骤S3‑4中,计算的适应度用于评估当前的解决方案,计算公式如下:式(9)中,f1=minQ1,f2=minQ2,a+b=1,f1为货物运输的最小运输成本,f2为货物运输的最小时间成本;a,b为权重系数,用于平衡或调整f1和f2在适应度值计算中的影响力。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进遗传模拟退火算法的多式联运路径优化方法,其特征在于步骤S362的具体为:(1)针对NN中每一个个体N1,在相同的温度下,生成H(链长)个领域解;
(2)在Metropolos函数中输入原解N1、N2;
(3)通过Metropolos准则选择性的接受新解,得到NN1,加入到temp种群中;
(4)按照降温速率进行降温。