基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法、装置和计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法、装置和计算设备，本发明专利技术采用整数编码的路径表示方法来表示离散问题的解，对爆炸算子、高斯变异算子和选择策略进行离散化操作策略设计，其中爆炸算子改为inert

【技术实现步骤摘要】
基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法、装置和计算设备


[0001]本专利技术涉及物流调度
，尤其涉及基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法、装置和计算设备。

技术介绍

[0002]相关技术中，为了满足客户的需求，电缆供应商需要从电缆仓储点搬运电缆，然后往多个电缆接货点，最后车辆回到出发点。由于电缆型号众多，客户对产品的交付要求也越来越高，电缆企业有效地规划电缆配送路径，可提高客户满意度，使电缆企业的成本降低。烟花算法模拟烟花爆炸保持火花多样性的机制，对问题解空间进行两种机制搜索，具有良好的全局搜索能力。在这种机制下，算法具有收敛快、寻优能力强的特点，并且具有较好的全局搜索能力，而且控制参数少，实现容易。由于烟花算法的这些特点，可以将烟花算法运用于划电缆配送路径的解决。

技术实现思路

[0003]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法、装置和计算设备，本方法采用整数编码的路径表示方法来表示离散问题的解，对爆炸算子、高斯变异算子和选择策略进行离散化操作策略设计，采用引入固定半径近邻搜索加强最优路径算法的邻域搜索能力，采用不检测标识策略，提高电缆配送路径规划效率。
[0004]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法，包括：
[0005]将电缆配送车辆遍历访问每个接货点编号的序列设置为烟花算法中的烟花个体以生成烟花原始种群；
[0006]计算烟花原始种群中所有个体适应度；/>[0007]原始种群中每个烟花个体中一个随机位置的接货点编号插入在烟花个体中的另一个随机位置来执行爆炸算子操作得到爆炸火花；
[0008]每个烟花个体按照高斯爆炸随机数次高斯爆火花操作，生成一个高斯爆火花，其中，高斯爆火花操作是随机选择烟花个体中两个接货点编号，翻转两个接货点的中间的序列生成高斯爆炸火花；
[0009]计算新产生的爆炸火花和高斯爆火花的适应度，根据新的爆炸火花和高斯爆火花的适应度在烟花、爆炸火花、高斯爆火花中选取下一代烟花；
[0010]采用固定半径近邻搜索策略和不重复搜索策略的最优路径算法得到此次迭代的最优解，如得到的最优解优于原最优路径算法的结果，则更新最优解；
[0011]迭代数达到最大预设次数，则将本次迭代结果作为最优电缆配送路径。
[0012]所述方法还包括：计算新产生的爆炸火花和高斯爆火花的适应度，在烟花、爆炸火
花、高斯爆火花中选取下一代烟花，包括：在烟花种群、爆炸火花和高斯变异火花中选择最优的个体作为下一代烟花种群，其余下一代烟花种群按照赌轮盘规则在原本烟花种群、爆炸火花和高斯变异火花中选出。
[0013]其中，原始种群中每个烟花个体中一个随机位置的接货点编号插入在烟花个体中的另一个随机位置来执行爆炸算子操作得到爆炸火花，包括：
[0014]所述假设烟花个体为x
i
，首先根据第一预设公式计算烟花的爆炸火花数R
i
，根据第二预设公式计算爆炸半径D
i
，然后在烟花x
i
解空间中进行D
i
次爆炸算子操作，得到一个爆炸火花，重复R
i
次产生R
i
个爆炸火花；
[0015]第一预设公式为：
[0016][0017]第二预设公式为：
[0018][0019]其中，R为预设置的爆炸火花数，f
max
与f
min
分别为N个原始烟花群中的最大、最小适应度值，D为算法基本爆炸半径，加入ε用于避免出现除零的情况。
[0020]其中，随机选择烟花个体中两个接货点编号，翻转两个接货点的中间的序列生成高斯爆火花，包括：
[0021]在当前烟花原始种群中随机选择一个烟花，假设为x
i
，按第三预设公式计算g，然后在x
i
解空间中进行g次高斯爆火花操作，最终结果生成一个高斯爆火花；
[0022]第三预设公式如下：
[0023][0024]其中e～N(1,1),N(1,1)为均值方差均为1的高斯分布。
[0025]其中，所有烟花原始种群以及爆炸火花、高斯爆火花中选出最优的个体作为下一代原始烟花，包括：
[0026]在所有烟花原始种群以及爆炸火花、高斯爆火花中选出最优的n个个体作为下一代原始烟花，剩余(N-n)个烟花根据第四预设公式分别计算其轮盘选择概率，本文n取1，其中烟花之间的距离由公式第五预设公式计算；
[0027]第四预设公式如下：
[0028][0029]其中，d(x
i-x
j
)表示烟花x
i
与x
j
之间的距离，所以表示烟花x
i
与其他烟花的距离之和；
[0030]第五预设公式如下：
[0031][0032]其中x
ik
为x
i
的第k个接货点编号，K为接货点数量。
[0033]其中，采用固定半径近邻搜索策略和不重复搜索策略的最优路径算法得到此次迭代的最优解，如得到的最优解优于原最优路径算法的结果，则更新最优解，包括：最优路径算法为3-Opt方法；
[0034]3-Opt算法中：设T是TSP的一条回路，a、c、e是选中的三个不同接货点，b、d、f分别为它们的后继接货点，对应的边集合为{(a,b),(c,d),(e,f)}，分别寻找a、c、e的新的后继接货点b1、d1、f1，组成新的边集合{(a,b1),(c,d1),(e,f1)}，使得新产生的回路长度尽可能变小；最小的回路即电缆配送路径。
[0035]其中，固定半径近邻搜索策略，包括：
[0036]定义固定邻居搜索半径，对某个接货点进行邻域搜索寻找下一个接货点时，只需要在该接货点最近的frns个接货点中寻找。
[0037]其中，不检测标识策略，包括：
[0038]为每个接货点分别设置不检测标识；如果某个接货点采用固定半径近邻搜索策略后所得到的解不比原来的好，则该接货点不检测标识设置为True，当该接货点最近的frns个接货点在实施固定半径近邻搜索策略时，不需要搜索该接货点。
[0039]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划装置，包括：初始化单元、第一计算单元、爆炸火花单元、高斯爆炸火花单元、第三计算单元、第二计算单元和结果确定单元；
[0040]初始化单元，用于将电缆配送车辆遍历访问每个接货点编号的序列设置为烟花算法中的烟花个体以生成烟花原始种群；
[0041]第一计算单元，用于计算烟花原始种群中所有个体适应度；
[0042]爆炸火花单元，用于原始种群中每个烟花个体中一个随机位置的接货点编号插入在烟花个体中的另一个随机位置来执行爆炸算子操作得到爆炸火花；
[0043]高斯爆炸火花单元，用于每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于快速离散烟花算法的电缆配送路径规划方法，包括：将电缆配送车辆遍历访问每个接货点编号的序列设置为烟花算法中的烟花个体以生成烟花原始种群；计算烟花原始种群中所有个体适应度；原始种群中每个烟花个体中一个随机位置的接货点编号插入在烟花个体中的另一个随机位置来执行爆炸算子操作得到爆炸火花；每个烟花个体按照高斯爆炸随机数次高斯爆火花操作，生成一个高斯爆火花，其中，高斯爆火花操作是随机选择烟花个体中两个接货点编号，翻转两个接货点的中间的序列生成高斯爆炸火花；计算新产生的爆炸火花和高斯爆火花的适应度，根据新的爆炸火花和高斯爆火花的适应度在烟花、爆炸火花、高斯爆火花中选取下一代烟花；采用固定半径近邻搜索策略和不重复搜索策略的最优路径算法得到此次迭代的最优解，如得到的最优解优于原最优路径算法的结果，则更新最优解；迭代数达到最大预设次数，则将本次迭代结果作为最优电缆配送路径。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算新产生的爆炸火花和高斯爆火花的适应度，在烟花、爆炸火花、高斯爆火花中选取下一代烟花，包括：在烟花种群、爆炸火花和高斯变异火花中选择最优的个体作为下一代烟花种群，其余下一代烟花种群按照赌轮盘规则在原本烟花种群、爆炸火花和高斯变异火花中选出。3.根据权利要求1所述的方法，其中，原始种群中每个烟花个体中一个随机位置的接货点编号插入在烟花个体中的另一个随机位置来执行爆炸算子操作得到爆炸火花，包括：所述假设烟花个体为x
i
，首先根据第一预设公式计算烟花的爆炸火花数R
i
，根据第二预设公式计算爆炸半径D
i
，然后在烟花x
i
解空间中进行D
i
次爆炸算子操作，得到一个爆炸火花，重复R
i
次产生R
i
个爆炸火花；第一预设公式为：第二预设公式为：其中，R为预设置的爆炸火花数，f
max
与f
min
分别为N个原始烟花群中的最大、最小适应度值，D为算法基本爆炸半径，加入ε用于避免出现除零的情况。4.根据权利要求1所述的方法，其中，随机选择烟花个体中两个接货点编号，翻转两个接货点的中间的序列生成高斯爆火花，包括：在当前烟花原始种群中随机选择一个烟花，假设为x
i
，按第三预设公式计算g，然后在x
i
解空间中进行g次高斯爆火花操作，最终结果生成一个高斯爆火花；第三预设公式如下：
其中e～N(1,1),N(1,1)为均值方差均为1的高斯分布。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所有烟花原始种群以及爆炸火花、高斯爆火花中选出最优的个体作为下一代原始烟花，包括：在所有烟花原始种群以及爆炸火花、高斯爆火花中选出最优的n个个体作为下一代原始烟花，剩余(N-n)个烟花根据第四预设公式分别计算其轮盘选择概率...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚远航，黄戈文，杨亮，黄子峻，许畅，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：