近年来电子商务蓬勃发展,快递业务量持续快速增长,推动了物流行业的快速发展。一方面由于城市中人们对快递、外卖的配送时效性要求越来越高,电商平台和物流公司纷纷提高对城市即时物流的重视,开始加速布局城市即时物流市场,以提高自身竞争力;另一方面虽然物流行业的服务能力与服务质量在逐年提升,但在物流配送过程中靠工作人员的经验完成分拣和配送任务依旧占多数,很多物流相关企业都在研究如何通过智能化、信息化的手段来提高物流配送效率。本文以城市即时物流为背景,对静态车辆调度问题和动态车辆调度问题进行研究,基于改进灰狼算法实现了一个城市即时物流调度系统,对推动城市即时物流的发展有一定的实践意义。本文的主要研究内容如下:
(1)分析城市即时物流调度的背景和意义,对目前国内外已有的物流调度解决方法进行总结,按照先静态后动态的顺序对城市即时物流调度问题进行研究。
(2)对城市即时物流静态调度问题进行研究。首先建立了以最小总配送距离为目标、考虑时间窗和载货约束的静态调度数学模型。然后研究灰狼算法的基本原理,并做出以下改进:针对静态调度问题中的路径规划和订单分配两个子问题设计了离散化二维编码方式;结合遗传算法中的变异和交叉算子实现离散灰狼算法中的游走和召唤过程;使用非线性收敛因子使算法前期更偏向于全局搜索,提高算法全局性;引入自适应影响因子加速算法的收敛。最后通过测试数据和对比实验验证了改进灰狼算法的有效性。
(3)在静态调度问题的基础上,针对城市即时物流过程中的动态需求,设计了包含三种调度策略的动态调度解决方法,包括使用改进灰狼算法的周期性全局重调度,每隔一个周期进行一次全局重调度,保证整体调度方案较优;使用变邻域搜索算法的局部重调度,将新的动态需求快速插入到现有调度方案中,满足城市即时物流的时效性要求;使用Dijkstra算法的变化路径重调度,针对正在配送的订单发生变化的情况,对订单所在车辆的配送路线重新进行规划,为配送车辆提供实时导航。三种策略互补,面对不同的动态需求使用不同策略进行求解,在一定程度上解决了动态需求下的城市即时物流动态调度问题。
(4)以需求为导向对城市即时物流调度系统进行设计与实现,采用三层B/S架构设计系统总体架构,从功能上将系统分为登录注册、地图服务、信息管理和智能调度四个功能模块,结合Vue、Axios、高德JS API等技术实现每个模块的具体功能。对系统涉及的各类数据集合进行详细设计,使用MongoDB搭建系统数据库服务器。最后对系统进行功能和性能测试。