专利名称：一种车辆货物装载方法以及货物装载方案确定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通运输领域，尤其涉及对运输车辆进行合理的货物装配技术。
背景技术：
随着物流业的发展，每天都有大量的货物需要发往不同的地点。在货物的集散地，将货物分别装载到发往不同方向、不同地点的车辆上以运抵目的地； 运送货物的车辆可以是汽车也可以是火车。为了降低运输成本，在现有技术中应用了多种算法来解决有效利用车厢内 空间的问题。例如，现有技术中以不同的四分区算法解决在有限的空间内配 装二维货物的问题，Bischf和Dowsland在四分区算法思想的基础上，提出用 五分区方法求解单品种货物的配装问题，该方法需要才t验大量的可能模式。此外，现有技术的深度优先搜索算法能解决小规模的货物配装问题，但是 由于该算法的计算量随装入货物数目的增加呈指数式增长，因此不适合大规 模的货物配装问题。另 一种现有技术的配装方法采用多项式近似算法求解多品种货物的配装 问题，其求解过程中优先考虑体积或者重量约束。此外，还可以采用容重比 逐渐逼近的方法解决配装问题，并采用静态和动态容重比平衡法较好地解决 装载能力有限下多品种货物的配装问题；或者采用快速启发式算法根据待 装货物体积、重量与货车客积、载重的相对关系，将货物分为两类，在此基 础上，解决零散货物的单车和多车装载问题。在货物的实际装载运输过程中发现，虽然根据现有技术的装载方法可以有 效的利用车辆内的空间，但是，往往同时装车的货物并不是在同一目的地被卸栽。也就是说，运送货物的车辆可能途经若干个站点，在每个站点都需要 卸栽货物。那么，根据现有技术的装载方法，有些需要在先到达的站点进行 卸栽的货物可能被配装到车辆车厢内部较深的空间，导致卸载时4艮麻烦。因 此，现有技术中的装配方法只是从节省空间的角度来考虑运输成本的降低， 并没有考虑装载顺序，使得实际装卸效率低、运输成本仍然较高。发明内容本发明实施例提供了一种车辆货物装载方法以及货物装载方案确定装 置，用以根据货物的属性合理配装货物，以提高装卸效率、降低运输成本。一种车辆货物装载方法，包括按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺序确定所述待装载物品配装 的先后顺序；确定各待装载物品的容重比，对于运送目的地相同的待装载物 品，按照各物品的容重比从'j、到大的顺序确定配装的先后顺序；根据确定的待装载物品配装的先后顺序，依次确定待装载物品在车载空 间中的装载位置信息，并将确定了装载位置信息的物品记为已装物品；其中， 确定某个待装载物品在车载空间中的装载位置信息具体包括将所述车辆的 车载空间中除去已装物品所占空间之外的空间划分有效空间，从体积大于当 前获取的待装载物品的体积的有效空间中选择体积最小的有效空间，根据选 择的有效空间确定该待装载物品在车载空间中的装载位置信息；根据确定的各待装载物品配装的先后顺序以及装载位置信息将所述待装 载物品配装到所述车辆的车载空间中。一种货物装载方案确定装置，包括物品划分才莫块，用于根据所述车辆的待装载物品的运送目的地对所述待 装载物品进行划分；配装顺序确定模块，用于按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺序 确定将所述待装载物品配装的先后顺序；对于运送目的地相同的待装载物品，6按照各物品的容重比从小到大的顺序确定配装的先后顺序。装载位置信息确定模块，用于根据所述配装顺序确定模块确定的待装载 物品配装的先后顺序，依次确定待装载物品在车载空间中的装载位置信息，并将确定了装载位置信息的物品记为已装物品；其中，确定某个待装载物品 在车载空间中的装载位置信息具体包括将所述车辆的车载空间中除去已装 物品所占空间之外的空间划分有效空间，从体积大于当前获取的待装载物品 的体积的有效空间中选择体积最小的有效空间，根据选择的有效空间确定该 待装载物品在车载空间中的装载位置信息。本发明实施例由于根据物品运送目的地的远近顺序来决定物品的配装顺 序，从而方便先到站的物品进行卸载，并且对于同一运送目的地的物品考虑 其容重比、车厢配装的有效空间等因素，更为合理安排配装顺序并有效利用 车厢空间，配装方案更为合理，从而进一步降低了运输成本。进一步，本发明实施例还根据单个车辆的容重比、载重等因素，确定该 车辆所能装载的物品的总量，达到车辆的最大利用率，同时保证车辆不超载， 更进一步提高运输效率，降低运输成本。
图1为本发明实施例的将货物A装载到开往方向B的车辆的示意图；图2为本发明实施例的货物配装到车辆上的方法流程图；图3为本发明实施例的确定同一到达站点的货物的配装顺序的方法流程图；图4为本发明实施例的确定同一到达站点的货物的配装顺序以及配装空 间的方法流^f呈图；图5为本发明实施例的确定单车装载货物总量的方法流程图；图6为本发明实施例的车辆货物装载方案确定装置内部结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的货物装载方法，将待装货物按照到站点的不同进行 划分，并将到站点远的货物先进行配装，从而方便先到站的货物进行卸载，提高装卸效率、降低运输成本；进一步，为了提高车厢空间利用率，以及车 辆行驶的平稳度，在结合货物配装顺序的基础上还考虑货物的容重比，或者 体积，以及可利用的车厢内的有效空间来作出更为合理的配装方案，更进一 步降低运输成本。下面结合附图详细说明本发明实施例的具体实施方案。 如图1所示，4叚i殳有一堆货物A可以通过开往方向B的车辆运送到目的 地，那么货物配装到车辆上的方法，可以如图2所示的流程图，包括如下步 骤5201、 根据待装载的货物(或称物品)的到达站点(即运送目的地)对 货物进行划分。假设开往方向B的车辆途经m个站点，顺序依次为第1站点、第2站 点......第m站点，则将待装载的货物A根据到达站点分为m组分别对应m个站点。5202、 按照待装载货物的到达站点由远到近的顺序确定所述待装载货物 配装的先后顺序。具体为，到达站点远的货物优先进行车辆配装，即对于到达站点靠后的 货物所确定的装载顺序为先装载先将到达第m站点的第m组货物进行装载， 之后是第m-l组的货物进行装载……这样，先到站的货物由于后装载，因此， 可以便于到站时的卸载，从而提高装卸效率、降低运输成本。车辆的车载空间中。进一步，对于同一到站点的货物还可以考虑货物的容重比，或者是体积 来决定装载顺序，进一步提高空间利用率、降低运输成本。对于同一到达站点的货物，假设货物A中的第/组货物(l《/<m),可 以根据如下方法(流程图如图3所示)确定其装载顺序以及在车厢中堆放位 置，具体步骤包括5301、 将第/组货物按照各货物的容重比进行排序。 货物容重比6-v/g,其中，v表示货物的体积，g表示货物的重量；容重比越大的货物，其密度越小。5302、 按照第/组货物中各货物的容重比从小到大的顺序确定该到达站点 的待装载货物的配装的先后顺序。即对于同一到站点的货物，优先装载容重比小的货物。 依次确定第！'組中的货物的装载顺序以及配装空间的方法，流程图如图4 所示，包括如下步骤5400、 将第z'组货物按照各货物的容重比从小到大的顺序进行排序。 例如，排序第1的货物容重比最小，其次是容重比次小的货物……排序最后的为容重比最大的货物。5401、 令_/=0。5402、 J=/+1，判断/是否小于n (w为第z'组货物中的货物个数)；若是, 执行步骤S403;否则，第/组货物堆放空间确定结束。5403、 获取排序第J的货物的体积信息。5404、 获取车载空间(车厢)内的有效空间信息。将所述车辆的车载空间中除去已装物品所占空间之外的空间划分有效空 间。有效空间指的是车厢内当前可以用于堆放货物的空间，即还没有被占用 的空间。通常，可以将车厢内没有被占用的空间划分为若千个独立的子空间， 称为有效子空间，每个有效子空间的具体位置由该有效空间的原点坐标，以 及X、 Y、 Z (长、宽、高)坐标描述。极大有效子空间是由两个以上相邻的 子空间所组合的更大有效空间。如何根据车载空间中的剩余空间划分有效空 间为本领域4支术人员所熟知。95405、 根据有效空间信息判断第y货物是否可以放得下；如果可以，执行 步骤S406;否则，执行步骤S411。根据有效空间信息判断第y'货物是否可以放得下，具体可以是，根据有效 子空间的体积对各有效子空间排序，按从小到大的体积顺序依次将各有效子 空间的体积与第y货物的体积进行比较，若当前比较的有效子空间的体积大于等于第7'货物的体积(即当前比较的有效子空间可以放下第y货物)，则选择该有效子空间作为第y货物的堆放空间；如果比较了所有的有效子空间后，不 存在有效子空间可以;改下第7'货物(即所有的有效子空间的体积都小于第7'货 物的体积)，则划分极大有效子空间，按从小到大的体积顺序依次将各极大有 效子空间的体积与第乂货物的体积进行比较，若当前比较的极大有效子空间的 体积大于等于第y'货物的体积(即当前比较的极大有效子空间可以放下第y货物)，则选择该极大有效子空间作为第7货物的堆放空间。在选择了有效空间 后，执行步骤S406。此时，选择的有效空间为体积大于第/货物的有效空间 中体积最小的有效空间，这样可以尽量节约空间；如果判断对于所有的有效 空间，第乂货物都无法放入，则执行步骤S411。5406、 将第y货物分配到当前选择的有效空间作为该货物的堆放空间，从 而确定第y货物在车厢内的装载位置信息，记第y'货物为已装载货物；并重新 划分车厢内的有效空间。将第y'货物分配到当前选择的有效空间作为该货物的堆放空间，从而确定 第y货物在车厢内的装载位置信息，即以选择的有效空间的原点和坐标作为第 y货物在车厢内的堆》文位置信息。在重新划分了车厢内的有效空间后， 一种方 法是可以跳转到步骤S402，对下一个货物确定堆放空间；另一种方法是继续 执行步骤S407,进一步确定待装货物中体积大的货物以优先装入。重新划分车厢内的有效空间的具体方法为本领域技术人员所熟知，此处 不进行详细介绍。5407、 获取当前体积最大的未装货物A:的体积信息，计算更新后的有效空间能否放下A:(即是否存在有效空间的体积大于货物A的体积)，若能，选 择其中可放下货物&的最小的有效空间作为货物A:的堆放空间，从而确定货物 A:在车厢内的装载位置信息，并记货物A为已装货物后，跳转到步骤S402; 否则，执行步骤S408。
S40S、将第J货物从已装载货物中移除，并令y"-l。
5409、 计算删除后的有效空间，判断是否可以;改下货物A,当可以放入时， 选捧其中可放下货物*的最小的有效空间作为货物A的堆放空间，并记货物A:
为已装货物后，跳转到S402;否则，跳转到S410。
5410、 y'是否为0 若是，则无法装下货物h将A:记为剩余货物，从待 装货物中删除，跳转到S402;否则，跳转到S411。
5411、 是否还有能放在剩余有效空间内的待装货物(记为r),若是，将 货物r分配到选择的有效空间作为该货物的堆放空间，并确定货物r在车厢内 的装载位置信息，记货物r为已装载货物后，跳转到S402;否则，跳转到S412。
5412、 车辆已装满，算法结束。剩余货物可以装载到其它车辆上。 根据上述确定的货物配装顺序以及货物堆放空间，可以得出细化到车厢
内具体位置的货物装载计划，对于一些特殊的需求，可在计算^U扁制结果的 基础上，进一步通过人机交互对车厢内的堆放方案进行调整。
以上介绍的是对于单个车辆进行货物装载的方案，如果对于同一运送线 路，货物可以分由多辆车进行运输，那么，可以先针对每辆车确定其装载货 物的集合。假设，同一运送线路有l-K辆车，^表示第&辆车的容积，&表 示车辆&的载重(1SKK);有货物集合W,集合W中是待运输的货物，可以 由K辆车进行运输。对于V/e『，令v,.表示货物集合W中第/货物的体积， g,.表示第/货物的重量，。表示第/货物装车的优先级，^表示第/货物的到达 站，/,.、 w,.、 /z,.分别表示第/货物的长度、宽度、高度，4表示第z'货物能否倒 置。令S-K/G表示车辆的容重比，令6,表示第/货物的容重比。其中，货物 装车的优先级为货物的价值(优先装货物价值高的)、货物对时限的要求(优先装时限要求高的)、货物到达站的远近(优先装到站远的)等因素中的一个 或多个因素组合下确定的装车优先级，在实际操作时根据需求选择并确定货 物优先级的大小。例如，可以确定时限要求高的货物装车优先级高，或者将 综合货物价值以及装车时限分别乘以一个权重因子来计算优先级。
考虑到问题的约束条件中，货物的重量、体积和车辆载重均衡性三个约 束条件限制了哪些货物可以装在同一辆车内。将集合W中的货物分配到各个
车辆，确定当前车辆装载的货物的具体方法如图5所示，包括如下步骤
5501、 确定集合W中各货物的优先级以及容重比。
5502、 从集合W中选择优先级最高的货物作为货物"并根据集合W中 各货物的容重比确定货物集合S，所述货物集合S中的货物满足以下关系
25-6,_6;《3，且货物/与货物乂不是同一货物；
其中，S为当前车辆的容重比，6,、 ^分别为货物z'、 的容重比，5为
设置的偏差参数；本领域技术人员可以根据实际情况设置5值。
5503、 判断集合S中是否存在与货物/的到站相同或为相邻站的货物p; 若存在，则执行步骤S504;否则，执行步骤S507。
5504、 将货物p和货物/形成货物组合。
5505、 判断货物p和货物/的容积之和(即货物组合的容积)是否小于等 于当前车辆的剩余容积，并且货物p和货物/的重量之和(即货物组合的重量) 是否小于等于当前车辆的剩余载重；如果货物p和货物z'的容积之和小于等于 当前车辆的剩余容积，并且货物p和货物z'的重量之和小于等于当前车辆的剩 余载重，则执行步骤S506;否则，执行步骤S507，或者也可以直接执行步骤 S509结束当前车辆的装载货物的确定。
5506、 将货物和货物/记入集合Z,并将货物和货物/从集合W中 删除，跳转到步骤S502。 、 从集合W中选择满足以下条件的货物/组成集合Y;若集合Y非 空，则执行步骤S508;否则，执行步骤S509。货物/的容积小于等于当前车辆的剩余容积，货物/的重量小于等于当前 车辆的剩余载重，且5-6^5。
5508、 从集合Y中选择优先级最高的货物记入集合Z，跳转到步骤S502。
5509、 当前车辆的装载货物确定完毕，以集合Z中的货物作为当前车辆
的装载货物的总量。
本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步 骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。
本发明实施例提供的物品装载方案确定装置，内部结构如图6所示，包 括物品划分模块601、配装顺序确定模块602。
物品划分模块601用于根据所述车辆的待装载物品的运送目的地对所述 待装载物品进行划分。
配装顺序确定模块602用于按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺 序确定将所述^f寺装载物品配装的先后顺序。
配装顺序确定模块602还用于对于运送目的地相同的待装载物品，按照 各物品的容重比从小到大的顺序确定配装的先后顺序。
进一步，装载方案确定装置还可以包括装载位置信息确定模块603。
装载位置信息确定模块603用于根据所述配装顺序确定模块确定的待装 载物品配装的先后顺序，依次确定各待装载物品在车载空间中的装载位置信 息。装载位置信息确定模块603根据所述配装顺序确定模块确定的待装载物 品配装的先后顺序，其中，确定某个待装载物品在车载空间中的装载位置信 息具体包括将所述车辆的车载空间中除去已装物品所占空间之外的空间划 分有效空间，从体积大于当前获取的待装载物品的体积的有效空间中选择体 积最小的有效空间，根据选择的有效空间确定该待装载物品在车载空间中的 装载位置信息。进一步，装载位置信息确定模块603在确定了所述当前获取 的待装载物品的堆放空间后，将当前获取的待装载物品记为已装物品，并重 新划分车厢内的有效空间；从剩余的待装载物品中选择体积最大的物品，并从重新划分的有效空间中选择可以放下该物品的最小有效空间作为该物品的
堆放空间。如果装载位置信息确定模块603判断有效空间无法放下当前获取 的待装载物品以及所述体积最大的物品则确定车厢已装满，剩余物品可装载 到下辆车。
进一步，装载方案确定装置还可以包括单车装载物品确定模块604。 单车装载物品确定;f莫块604用于从待运输的物品中确定所述车辆的待装 载物品。以及所述物品划分模块具体对所述单车装载物品确定才莫块确定的待 装载物品进行划分。
单车装载物品确定模块604确定单个车辆的待装载物品的具体方法可以 是对于待运输的物品，确定各物品的优先级以及容重比；从所述待运输的 物品中依次选择优先级最高的物品/，并根据所述待运输的物品中各物品的容 重比确定物品集合S,所述物品集合S中的物品/满足以下关系 2万-& -~ ^5 ,且物品/与物品不是同一物品；
其中，5为所述车辆的容重比，6,、 Z^分别为物品z'、 y'的容重比，5为
设置的偏差参数；
所述单车装载物品确定模块从集合S中选择与物品/的到站相同或为相邻 站的物品/ 形成物品组合；若所述物品组合的容积小于等于当前车辆的剩余 容积，并且所述物品组合的重量小于等于当前车辆的剩余载重，则将所述物 品组合作为所述车辆的待装载物品。
本发明实施例由于根据货物到站点的远近顺序来决定货物的配装顺序， 从而方便先到站的货物进行卸载，提高装卸效率、降低运输成本。
进一步，本发明实施例还在根据到站点的远近所确定的货物配装顺序的 基础上，对于同一站点的货物考虑其容重比、车厢配装的有效空间等因素， 更为有效利用车厢空间，配装方案更为合理，更进一步降低运输成本。
进一步，本发明实施例还根据单个车辆的容重比、载重等因素，确定该 车辆所能装载的货物的总量，达到车辆的最大利用率，同时保证车辆不超载，更进一步提高运输效率，降低运输成本。
是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读
取存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表 示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开 的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前l是下，还可以作出若干改进和润
々
布，这些改进和润饰也应一见为本发明的保护范围
1权利要求
1、一种车辆货物装载方法，其特征在于，包括按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺序确定所述待装载物品配装的先后顺序；确定各待装载物品的容重比，对于运送目的地相同的待装载物品，按照各物品的容重比从小到大的顺序确定配装的先后顺序；根据确定的待装载物品配装的先后顺序，依次确定待装载物品在车载空间中的装载位置信息，并将确定了装载位置信息的物品记为已装物品；其中，确定某个待装载物品在车载空间中的装载位置信息具体包括将所述车辆的车载空间中除去已装物品所占空间之外的空间划分有效空间，从体积大于当前获取的待装载物品的体积的有效空间中选择体积最小的有效空间，根据选择的有效空间确定该待装载物品在车载空间中的装载位置信息；根据确定的各待装载物品配装的先后顺序以及装载位置信息将所述待装载物品配装到所述车辆的车载空间中。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述从体积大于当前获取的 待装载物品的体积的有效空间中选择体积最小的有效空间，具体包括按从小到大的体积顺序依次将有效空间中的各有效子空间的体积与当前 获取的待装载物品的体积进行比较，当前比较的有效子空间的体积大于等于 当前获取的待装载物品的体积时，选择该有效子空间；如果所有的有效子空间的体积都小于当前获取的待装载物品的体积，则 将有效子空间组合为极大有效子空间；按从小到大的体积顺序依次将有效空 间中的各极大有效子空间的体积与当前获取的待装载物品的体积进行比较， 在当前比较的极大有效子空间的体积大于等于当前获取的待装载物品的体积 时，选择该极大有效子空间。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据选择的有效空间确定 该待装载物品在车载空间中的装载位置信息后，还包括将该待装载物品记为已装物品；从剩余的待装载物品中选择体积最大的物品，并从重新划分的有效空间 中选择可以放下该物品的最小有效空间，根据选择的该有效空间确定该物品 在车载空间中的装载位置信息。
4、 如权利要求l-3任一所述的方法，其特征在于，所述车辆的待装载物 品的选择方法，具体包括对于待运输的物品，确定各物品的优先级以及容重比； 从所述待运输的物品中依次选择优先级最高的物品并根据所述待运输的物品中各物品的容重比确定物品集合S，所述物品集合S中的物品乂满足以下关系25-6, -6,《<5 ,且物品z'与物品_/不是同一物品； 其中，B为所述车辆的容重比，6,、 6,分别为物品z'、 的容重比，5为设置的偏差参数；从集合S中选择与物品/的到站相同或为相邻站的物品；？形成物品组合； 若所述物品组合的容积小于等于当前车辆的剩余容积，并且所述物品组合的 重量小于等于当前车辆的剩余载重，则将所述物品组合作为所述车辆的待装 载物品。
5、 一种货物装载方案确定装置，其特征在于，包括 物品划分模块，用于根据所述车辆的待装载物品的运送目的地对所述待装载物品进行划分；配装顺序确定模块，用于按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺序 确定将所述待装载物品配装的先后顺序；对于运送目的地相同的待装载物品， 按照各物品的容重比从小到大的顺序确定配装的先后顺序；装载位置信息确定模块，用于根据所述配装顺序确定模块确定的待装载 物品配装的先后顺序，依次确定待装载物品在车载空间中的装载位置信息， 并将确定了装载位置信息的物品记为已装物品；其中，确定某个待装载物品 在车载空间中的装载位置信息具体包括将所述车辆的车载空间中除去已装物品所占空间之外的空间划分有效空间，从体积大于当前获取的待装载物品 的体积的有效空间中选择体积最小的有效空间，根据选择的有效空间确定该 待装载物品在车载空间中的装载位置信息。
6、 如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括单车装载物品确定模块，用于从待运输的物品中确定所述车辆的待装载 物品；以及所述物品划分模块具体对所述单车装载物品确定模块确定的待装载物品 进行划分。
7、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单车装载物品确定模块具体用于对于待运输的物品，确定各物品的 优先级以及容重比；从所述待运输的物品中依次选择优先级最高的物品/,并 根据所述待运输的物品中各物品的容重比确定物品集合S，所述物品集合S 中的物品/满足以下关系25-6, -~ ，且物品与物品J不是同一物品；其中，5为所述车辆的容重比，A、 ^分别为物品/、 j'的容重比，5为 设置的偏差参数；所述单车装载物品确定模块从集合s中选择与物品/的到站相同或为相邻 站的物品p形成物品组合；若所述物品组合的容积小于等于当前车辆的剩余 容积，并且所述物品组合的重量小于等于当前车辆的剩余载重，则将所述物
全文摘要
本发明涉及交通运输领域，尤其涉及对运输车辆进行合理的货物装配技术。本发明提供了一种车辆货物装载方法以及货物装载方案确定装置，所述方法包括按照待装载物品的运送目的地由远到近的顺序确定所述待装载物品配装的先后顺序；确定各待装载物品的容重比，对于运送目的地相同的待装载物品，按照各物品的容重比从小到大的顺序确定配装的先后顺序；根据确定的待装载物品配装的先后顺序，依次确定待装载物品在车载空间中的装载位置信息；根据确定的各待装载物品配装的先后顺序以及装载位置信息将所述待装载物品配装到所述车辆的车载空间中。由于根据货物的属性并结合车厢内的有效空间信息合理配装货物，从而提高了装卸效率、降低了运输成本。
文档编号G06Q10/00GK101593321SQ20091008679
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者军 刘, 李海鹰, 莹 王, 苏顺虎, 陈喜明 申请人:北京交通大学