一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法、系统及介质

1.本发明涉及物流运输领域，具体涉及一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法、系统及介质。


背景技术：

2.随着电子商务的兴起和繁荣，人们日常的消费习惯逐渐从线下实体店转移到了电子商务网站，从而带动了物流配送业的高速发展。常见的物流配送即根据客户订单生派出相应的配送车辆将货物的送到相应的地址。
3.现有系统仓库多为全时段开放，城市物流配送车辆从一个仓库出发后按原路返回对应的仓库，但是配送的路途遥远，路况复杂，对主流交通也会造成一定影响，当订单量过大时，由于配送系统的不完善，会对交通运输系统造成更为不利的影响，而且现有配送系统对于配送时间的管理与效率也有待进一步完善。


技术实现要素：

4.本发明旨在研究由“仓库-客户点”构成的基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法及系统。
5.一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统，包括：决策中心、若干仓库和若干客户点。
6.所述客户点生成客户订单。
7.所述仓库均设有若干配送车辆。
8.所述仓库基于定时定点开放机制开放，在开放时段内对配送车辆进行装货、回收。
9.所述决策中心设有上位机。
10.所述决策中心的上位机内存储有用于生成总成本最小的货物配送模型。
11.所述决策中心的上位机接收客户订单，并输入到货物配送模型中，得到货物配送方案。
12.所述货物配送方案包括确定各个客户点订单的始发仓库。参与配送的车辆数量。配送车辆所承接的客户订单。配送车辆装载货物的时间、发车时间、配送路线、到达客户点的时间、回收仓库、返回仓库的时间。
13.所述配送车辆从仓库出发，根据货物配送方案将客户点货物运送到对应的客户点，最后返回仓库。
14.一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，包括以下步骤：
15.1)获取若干客户点的客户订单。
16.2)构建货物配送模型。
17.3)将客户订单输入到货物配送模型中，获得货物配送方案，需承接客户点配送服务的仓库获得相应的配送订单，根据配送订单规划若干配送车辆的配送路线。
18.4)所述仓库基于定时定点开放机制，在开放时段内对配送车辆进行装货。
19.5)配送车辆根据货物配送方案完成配送订单的配送，并返回仓库。
20.进一步，所述客户节点的客户订单包括发货地址、配送地址及客户点需求信息。
21.所述客户点需求信息包括货物需求量与客户点时效需求。所述客户点时效需求通过客户点时间窗表示。
22.进一步，所述货物配送模型包括仓库开放的服务时间窗，记为仓库时间窗，仓库的时间窗有若干个。
23.进一步，所述货物配送模型还包括客户点开放的服务时间窗，记为客户点时间窗。
24.进一步，所述货物配送模型的目标函数包括配送车辆的行驶成本、配送车辆在客户点的等待成本以及配送车辆的使用成本。所述目标函数z如下所示：
[0025][0026]
式中，vd为仓库集合。vc为客户点集合。k为仓库所保有的配送车辆集合。d
ij
为配送车辆k经过节点i到节点j的行驶距离，且d
ij
＝d
ji
。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由节点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。c为配送车辆k的单位行驶成本。wt
ik
为配送车辆k在客户点i的等待时间，且wt
ik
≥0。γ为配送车辆k的单位等待时间惩罚成本。lk表示配送车辆k的使用情况，lk＝1，即使用了配送车辆k。lk＝0，即未使用配送车辆k。p为配送车辆k的使用成本。
[0027]
进一步，所述货物配送模型的约束条件包括以下内容：
[0028]
所述配送车辆进出仓库的次数的约束条件如公式(2)所示：
[0029][0030]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到仓库i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0031]
所述配送车辆进出客户点次数相等，且每个客户点仅被服务一次，具体约束条件如公式(3)所示：
[0032][0033]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由节点i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0034]
所述客户点的货物来源于仓库，具体约束条件如公式(4)所示：
[0035][0036]
式中，sc
mi
为表示客户点i的货物由仓库m服务的决策变量，若客户点i的货物由仓库m服务，则sc
mi
＝1，若客户点i的货物不是由仓库m服务，则sc
mi
＝0。
[0037]
所述客户点是否被配送车辆服务的约束条件如公式(5)所示：
[0038][0039]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。sl
ki
为表示客户点i被配送车辆k服务的决策变量，若客户点i被配送车辆k服务，则sl
ki
＝1，若客户点i不被配送车辆k服务，则sl
ki
＝0。
[0040]
所述客户点的货物是否由某配送车辆从某仓库配送至客户点的约束条件如公式(6)至公式(7)所示：
[0041][0042]
式中，为表示客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送的决策变量。若客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送，则若客户点i的需求不由配送车辆k从仓库m配送，则m为正数。
[0043][0044]
若仓库的配送车辆被使用，则该配送车辆一定从该仓储节点出发进行配送服务，具体约束条件如公式(8)至公式(9)所示：
[0045][0046]
式中，y
mjk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝0。
[0047][0048]
所述配送车辆载重限制的约束条件如公式(10)所示：
[0049][0050]
式中，qi为客户点i的货物需求量。q为配送车辆k的额定载重。
[0051]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后开始装载货物，具体约束条件如公式(11)至公式(12)所示：
[0052][0053]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库，则否则lt
mk
表示配
送车辆k在仓库m开始装载货物的时刻，且lt
mk
≥0。表示仓库m的第t个时间窗的开始时间。t为仓库m的时间窗集合。t＝{1,2k n
t
}，n
t
为仓库m的时间窗个数。
[0054][0055]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前开始装载货物，具体约束条件如公式(13)至公式(14)所示：
[0056][0057]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库，则否则表示仓库m的第t个时间窗的结束时间。
[0058][0059]
所述配送车辆在仓库开始装载货物的时间窗的约束条件如公式(15)至公式(22)所示：
[0060][0061]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当且时，否则
[0062][0063][0064][0065][0066][0067][0068]
式中，y
mik
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝0。
[0069][0070]
所述配送车辆在仓库的时间窗内装载货物，具体约束条件如公式(23)至公式(24)所示：
[0071][0072][0073]
所述配送车辆在仓库的时间窗内完成货物装载，并离开仓库前往客户点进行配送，具体约束条件如公式(25)所示：
[0074]
[0075]
式中，为表示配送车辆k从仓库m出发的发车时刻，且dtk≥0。
[0076]
所述配送车辆装载货物时间与发车时间的连续性的约束条件如公式(26)至公式(27)所示：
[0077][0078]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。v
ops
为表示配送车辆k在仓库装载货物的速度。
[0079][0080]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后返回仓库，具体约束条件如公式(28)至公式(29)所示：
[0081][0082]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后装载货物的决策变量，当时，否则at
mk
为表示配送车辆k到达仓库m的时刻。且at
mk
≥0。
[0083][0084]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前返回仓库，具体约束条件如公式(30)至公式(31)所示：
[0085][0086]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前装载货物的决策变量，当时，否则
[0087][0088]
所述配送车辆在完成配送服务，返回仓库的时间窗的约束条件如公式(32)至公式(39)所示：
[0089][0090]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当且时，否则
[0091][0092][0093][0094][0095]
[0096][0097]
式中，y
imk
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到仓库m的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝0。
[0098][0099]
所述配送车辆在仓库的时间窗内返回，具体约束条件如公式(40)至公式(41)所示：
[0100][0101][0102]
所述配送车辆服务客户点时满足的时间约束，具体约束条件如公式(42)所示：
[0103][0104]
式中，eti和lti分别表示客户点i允许的最早开始服务时间和最晚开始服务时间。at
ik
为表示配送车辆k到达客户点i的时刻。且at
ik
≥0。
[0105]
所述配送车辆从仓库到客户点的时间连续性的约束条件如公式(43)至公式(44)所示：
[0106][0107]
式中，d
mj
为配送车辆k经过仓库m到客户点j的行驶距离。v为配送车辆k的行驶车速。at
jk
为表示配送车辆k到达客户点j的时刻。且at
ik
≥0。
[0108][0109]
所述配送车辆在客户点间的时间连续性的约束条件如公式(45)至公式(46)所示：
[0110][0111]
式中，t
se
为配送车辆k在客户点i的服务时间。
[0112][0113]
相同节点间无直接交流，具体约束条件如公式(47)所示：
[0114][0115]
式中，y
iik
表示配送车辆k的配送线路中是否存在由节点i到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送线路中存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝1，当配送车辆k的配送线路中不存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝0。
[0116]
时间连续变量的辅助约束条件，如公式(48)至公式(51)所示：
[0117][0118][0119]
at
ik
≥0(50)
[0120]
wt
ik
≥0(51)。
[0121]
进一步，所述定时定点开放机制是指位于不同位置的仓库，将在不同时间点选择性开放，配送车辆只能在仓库开放时装载货物，配送车辆装载完货物后即刻出发前往客户点进行配送。配送车辆完成配送服务返回仓库时，也需要在仓库处于开放状态下。
[0122]
进一步，所述货物配送方案中，所述货物配送方案中，始发点为开放仓库中的任意一个，终止点为开放仓库中的任意一个。
[0123]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0124]
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明采用的方法是仓库获得客户点订单后，按照仓库开放时段表与系统决策方案，确定需要承接客户点订单的仓库，组织配送车辆装车作业，然后配送车辆携带客户点货物，按照决策时间、路径前往客户点进行服务，完成服务后选择任意处于开放状态的仓库返回。
[0125]
本发明中根据城市交通运输状态定时(可为单一时段或多时段)定点选择开放运营的仓库，可有效减少物流配送车辆对主流交通的影响；而且高效的物资配送系统的建立，在一定程度上能够促进交通运输系统的完善，可实现对大量订单的批量处理，本发明充分考虑到物流配送车辆对主流交通的影响，对货物分配、装载、运输、回收进行精准控制，同时兼顾车辆使用成本与运输成本，实现总成本最小化。
[0126]
本发明的有益效果如下：
[0127]
本发明通过车辆配送模型，精确的得出总成本最小的车辆配送方案，大大节约了配送成本。
[0128]
1、本发明的车辆配送模型的输出入参数简要，计算速度快，计算结果质量高。
[0129]
2、本发明的仓库为定时定点开放式，只有在开放的时间段，才可对接配送车辆进行装货服务，也只有在开放的时间段，才能回收完成配送服务的车辆。
[0130]
3、本发明设置了多个仓库，可以从任何一个仓库安排配送车辆进行送货，任何一个仓库也可以回收从其他仓库安排出去送货的配送车辆。
[0131]
4、本发明从全局角度系统性决策优化方案，对货物分配、装载、运输、回收进行精准控制。
附图说明
[0132]
图1为基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统情景示意图；
[0133]
图2为实施例13的基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统求解过程示意图；
[0134]
图3为实施例13的基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统求解结果示意图。
具体实施方式
[0135]
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
[0136]
实施例1：
[0137]
参见图1，一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统，包括：决策中心、若干仓库和若干客户点。
[0138]
所述客户点生成客户订单。
[0139]
所述仓库均设有若干配送车辆。
[0140]
所述仓库基于定时定点开放机制开放，在开放时段内对配送车辆进行装货、回收。
[0141]
所述仓库设有配送车辆停放地点，用于停放配送车辆。
[0142]
所述仓库内存有足够多的货物，可以就近派发配送车辆。
[0143]
所述配送车辆可以配送至一个或多个客户点，还可以返回至任意仓库。
[0144]
所述决策中心设有上位机。
[0145]
所述决策中心的上位机内存储有用于生成总成本最小的货物配送模型。
[0146]
所述决策中心的上位机接收客户订单，并输入到货物配送模型中，得到货物配送方案。
[0147]
所述货物配送方案包括确定各个客户点订单的始发仓库。参与配送的车辆数量。配送车辆所承接的客户订单。配送车辆装载货物的时间、发车时间、配送路线、到达客户点的时间、回收仓库、返回仓库的时间。
[0148]
所述配送车辆从仓库出发，根据货物配送方案将客户点货物运送到对应的客户点，最后返回仓库。
[0149]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，包括以下步骤：
[0150]
1)获取若干客户点的客户订单。
[0151]
2)构建货物配送模型。
[0152]
3)将客户订单输入到货物配送模型中，获得货物配送方案，需承接客户点配送服务的仓库获得相应的配送订单，根据配送订单规划若干配送车辆的配送路线。
[0153]
4)所述仓库基于定时定点开放机制，在开放时段内对配送车辆进行装货。
[0154]
5)配送车辆根据货物配送方案完成配送订单的配送，并返回仓库。
[0155]
所述客户节点的客户订单包括发货地址、配送地址及客户点需求信息。
[0156]
所述客户点需求信息包括货物需求量与客户点时效需求。所述客户点时效需求通过客户点时间窗表示。
[0157]
所述货物配送模型包括仓库开放的服务时间窗，记为仓库时间窗，仓库的时间窗有若干个。配送车辆装车作业与返回仓库的时间需要在仓库时间窗内完成，不能提前到达或返回仓库等待。
[0158]
所述货物配送模型还包括客户点开放的服务时间窗，记为客户点时间窗。配送车辆前往客户点进行服务时，只需要在客户点时间窗以内或提前到达该客户点即可。
[0159]
所述货物配送模型的目标函数包括配送车辆的行驶成本、配送车辆在客户点的等待成本以及配送车辆的使用成本。所述目标函数z如下所示：
[0160][0161]
式中，vd为仓库集合。vc为客户点集合。k为仓库所保有的配送车辆集合。d
ij
为配送车辆k经过节点i到节点j的行驶距离，且d
ij
＝d
ji
。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否
存在由节点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。c为配送车辆k的单位行驶成本。wt
ik
为配送车辆k在客户点i的等待时间，且wt
ik
≥0。γ为配送车辆k的单位等待时间惩罚成本。lk表示配送车辆k的使用情况，lk＝1，即使用了配送车辆k。lk＝0，即未使用配送车辆k。p为配送车辆k的使用成本。
[0162]
所述货物配送模型的约束条件包括以下内容：
[0163]
所述配送车辆进出仓库的次数的约束条件如公式(2)所示：
[0164][0165]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到仓库i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0166]
所述配送车辆进出客户点次数相等，且每个客户点仅被服务一次，具体约束条件如公式(3)所示：
[0167][0168]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由节点i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0169]
所述客户点的货物来源于仓库，具体约束条件如公式(4)所示：
[0170][0171]
式中，sc
mi
为表示客户点i的货物由仓库m服务的决策变量，若客户点i的货物由仓库m服务，则sc
mi
＝1，若客户点i的货物不是由仓库m服务，则sc
mi
＝0。
[0172]
所述客户点是否被配送车辆服务的约束条件如公式(5)所示：
[0173][0174]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。sl
ki
为表示客户点i被配送车辆k服务的决策变量，若客户点i被配送车辆k服务，则sl
ki
＝1，若客户点i不被配送车辆k服务，则sl
ki
＝0。
[0175]
所述客户点的货物是否由某配送车辆从某仓库配送至客户点的约束条件如公式(6)至公式(7)所示：
[0176]
[0177]
式中，为表示客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送的决策变量。若客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送，则若客户点i的需求不由配送车辆k从仓库m配送，则m为正数。
[0178][0179]
若仓库的配送车辆被使用，则该配送车辆一定从该仓储节点出发进行配送服务，具体约束条件如公式(8)至公式(9)所示：
[0180][0181]
式中，y
mjk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝0。
[0182][0183]
所述配送车辆载重限制的约束条件如公式(10)所示：
[0184][0185]
式中，qi为客户点i的货物需求量。q为配送车辆k的额定载重。
[0186]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后开始装载货物，具体约束条件如公式(11)至公式(12)所示：
[0187][0188]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库，则否则lt
mk
表示配送车辆k在仓库m开始装载货物的时刻，且lt
mk
≥0。表示仓库m的第t个时间窗的开始时间。t为仓库m的时间窗集合。t＝{1,2k n
t
}，n
t
为仓库m的时间窗个数。
[0189][0190]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前开始装载货物，具体约束条件如公式(13)至公式(14)所示：
[0191][0192]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库，则否则否则表示仓库m的第t个时间窗的结束时间。
[0193][0194]
所述配送车辆在仓库开始装载货物的时间窗的约束条件如公式(15)至公式(22)所示：
[0195][0196]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当
且时，否则
[0197][0198][0199][0200][0201][0202][0203]
式中，y
mik
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝0。
[0204][0205]
所述配送车辆在仓库的时间窗内装载货物，具体约束条件如公式(23)至公式(24)所示：
[0206][0207][0208]
所述配送车辆在仓库的时间窗内完成货物装载，并离开仓库前往客户点进行配送，具体约束条件如公式(25)所示：
[0209][0210]
式中，为表示配送车辆k从仓库m出发的发车时刻，且dtk≥0。
[0211]
所述配送车辆装载货物时间与发车时间的连续性的约束条件如公式(26)至公式(27)所示：
[0212][0213]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。v
ops
为表示配送车辆k在仓库装载货物的速度。
[0214][0215]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后返回仓库，具体约束条件如公式(28)至公式(29)所示：
[0216][0217]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后装载货物的决策变量，
当时，否则at
mk
为表示配送车辆k到达仓库m的时刻。且at
mk
≥0。
[0218][0219]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前返回仓库，具体约束条件如公式(30)至公式(31)所示：
[0220][0221]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前装载货物的决策变量，当lt
mk
≤wet
tm
时，，否则。
[0222][0223]
所述配送车辆在完成配送服务，返回仓库的时间窗的约束条件如公式(32)至公式(39)所示：
[0224][0225]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当且时，否则
[0226][0227][0228][0229][0230][0231][0232]
式中，y
imk
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到仓库m的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝0。
[0233][0234]
所述配送车辆在仓库的时间窗内返回，具体约束条件如公式(40)至公式(41)所示：
[0235][0236][0237]
所述配送车辆服务客户点时满足的时间约束，具体约束条件如公式(42)所示：
[0238][0239]
式中，eti和lti分别表示客户点i允许的最早开始服务时间和最晚开始服务时间。
at
ik
为表示配送车辆k到达客户点i的时刻。且
[0240]
所述配送车辆从仓库到客户点的时间连续性的约束条件如公式(43)至公式(44)所示：
[0241][0242]
式中，d
mj
为配送车辆k经过仓库m到客户点j的行驶距离。v为配送车辆k的行驶车速。at
jk
为表示配送车辆k到达客户点j的时刻。且at
ik
≥0。
[0243][0244]
所述配送车辆在客户点间的时间连续性的约束条件如公式(45)至公式(46)所示：
[0245][0246]
式中，t
se
为配送车辆k在客户点i的服务时间。
[0247][0248]
相同节点间无直接交流，具体约束条件如公式(47)所示：
[0249]yiik
＝0，i∈vc∪vd，k∈k
ꢀꢀꢀ
(47)
[0250]
式中，y
iik
表示配送车辆k的配送线路中是否存在由节点i到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送线路中存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝1，当配送车辆k的配送线路中不存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝0。
[0251]
时间连续变量的辅助约束条件，如公式(48)至公式(51)所示：
[0252][0253][0254]
at
ik
≥0(50)
[0255]
wt
ik
≥0(51)。
[0256]
所述定时定点开放机制是指位于不同位置的仓库，将在不同时间点选择性开放，配送车辆只能在仓库开放时装载货物，配送车辆装载完货物后即刻出发前往客户点进行配送。配送车辆完成配送服务返回仓库时，也需要在仓库处于开放状态下。
[0257]
所述货物配送方案中，所述货物配送方案中，始发点为开放仓库中的任意一个，终止点为开放仓库中的任意一个。配送车辆的仓库始发点和仓库终止点不必相同。
[0258]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0259]
实施例2：
[0260]
参见图1，一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化系统，包括：决策中心、若干仓库和若干客户点。
[0261]
所述客户点生成客户订单。
[0262]
所述仓库均设有若干配送车辆。
[0263]
所述仓库基于定时定点开放机制开放，在开放时段内对配送车辆进行装货、回收。
[0264]
所述仓库设有配送车辆停放地点，用于停放配送车辆。
[0265]
所述仓库内存有足够多的货物，可以就近派发配送车辆。
[0266]
所述配送车辆可以配送至一个或多个客户点，还可以返回至任意仓库。
[0267]
所述决策中心设有上位机。
[0268]
所述决策中心的上位机内存储有用于生成总成本最小的货物配送模型。
[0269]
所述决策中心的上位机接收客户订单，并输入到货物配送模型中，得到货物配送方案。
[0270]
所述货物配送方案包括确定各个客户点订单的始发仓库。参与配送的车辆数量。配送车辆所承接的客户订单。配送车辆装载货物的时间、发车时间、配送路线、到达客户点的时间、回收仓库、返回仓库的时间。
[0271]
所述配送车辆从仓库出发，根据货物配送方案将客户点货物运送到对应的客户点，最后返回仓库。
[0272]
实施例3：
[0273]
参见图1，一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，包括以下步骤：
[0274]
1)获取若干客户点的客户订单。
[0275]
2)构建货物配送模型。
[0276]
3)将客户订单输入到货物配送模型中，获得货物配送方案，需承接客户点配送服务的仓库获得相应的配送订单，根据配送订单规划若干配送车辆的配送路线。
[0277]
4)所述仓库基于定时定点开放机制，在开放时段内对配送车辆进行装货。
[0278]
5)配送车辆根据货物配送方案完成配送订单的配送，并返回仓库。
[0279]
实施例4：
[0280]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述客户节点的客户订单包括发货地址、配送地址及客户点需求信息。
[0281]
所述客户点需求信息包括货物需求量与客户点时效需求。所述客户点时效需求通过客户点时间窗表示。
[0282]
实施例5：
[0283]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述货物配送模型包括仓库开放的服务时间窗，记为仓库时间窗，仓库的时间窗有若干个。配送车辆装车作业与返回仓库的时间需要在仓库时间窗内完成，不能提前到达或返回仓库等待。
[0284]
实施例6：
[0285]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述货物配送模型还包括客户点开放的服务时间窗，记为客户点时间窗。配送车辆前往客户点进行服务时，只需要在客户点时间窗以内或提前到达该客户点即可。
[0286]
实施例7：
[0287]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述货物配送模型的目标函数包括配送车辆的行驶成本、配送车辆在客户点的等待成本以及配送车辆的使用成本。所述目标函数z如下所示：
[0288][0289]
式中，vd为仓库集合。vc为客户点集合。k为仓库所保有的配送车辆集合。d
ij
为配送车辆k经过节点i到节点j的行驶距离，且d
ij
＝d
ji
。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否
存在由节点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。c为配送车辆k的单位行驶成本。wt
ik
为配送车辆k在客户点i的等待时间，且wt
ik
≥0。γ为配送车辆k的单位等待时间惩罚成本。lk表示配送车辆k的使用情况，lk＝1，即使用了配送车辆k。lk＝0，即未使用配送车辆k。p为配送车辆k的使用成本。
[0290]
实施例8：
[0291]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述货物配送模型的约束条件包括以下内容：
[0292]
所述配送车辆进出仓库的次数的约束条件如公式(2)所示：
[0293][0294]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到仓库i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到仓库i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0295]
所述配送车辆进出客户点次数相等，且每个客户点仅被服务一次，具体约束条件如公式(3)所示：
[0296][0297]
式中，y
jik
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点j到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点j到节点i的弧段时，y
jik
＝0。y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由节点i到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由节点i到客户点j的弧段时，y
ijk
＝0。
[0298]
所述客户点的货物来源于仓库，具体约束条件如公式(4)所示：
[0299][0300]
式中，sc
mi
为表示客户点i的货物由仓库m服务的决策变量，若客户点i的货物由仓库m服务，则sc
mi
＝1，若客户点i的货物不是由仓库m服务，则sc
mi
＝0。
[0301]
所述客户点是否被配送车辆服务的约束条件如公式(5)所示：
[0302][0303]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。sl
ki
为表示客户点i被配送车辆k服务的决策变量，若客户点i被配送车辆k服务，则sl
ki
＝1，若客户点i不被配送车辆k服务，则sl
ki
＝0。
[0304]
所述客户点的货物是否由某配送车辆从某仓库配送至客户点的约束条件如公式
(6)至公式(7)所示：
[0305][0306]
式中，为表示客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送的决策变量。若客户点i的需求由配送车辆k从仓库m配送，则若客户点i的需求不由配送车辆k从仓库m配送，则m为正数。
[0307][0308]
若仓库的配送车辆被使用，则该配送车辆一定从该仓储节点出发进行配送服务，具体约束条件如公式(8)至公式(9)所示：
[0309][0310]
式中，y
mjk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点j的弧段时，y
mjk
＝0。
[0311][0312]
所述配送车辆载重限制的约束条件如公式(10)所示：
[0313][0314]
式中，qi为客户点i的货物需求量。q为配送车辆k的额定载重。
[0315]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后开始装载货物，具体约束条件如公式(11)至公式(12)所示：
[0316][0317]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后返回仓库，则否则lt
mk
表示配送车辆k在仓库m开始装载货物的时刻，且表示仓库m的第t个时间窗的开始时间。t为仓库m的时间窗集合。t＝{1,2k n
t
}，n
t
为仓库m的时间窗个数。
[0318][0319]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前开始装载货物，具体约束条件如公式(13)至公式(14)所示：
[0320][0321]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库的决策变量。若配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前返回仓库，则否则表示仓库m的第t个时间窗的结束时间。
[0322][0323]
所述配送车辆在仓库开始装载货物的时间窗的约束条件如公式(15)至公式(22)所示：
[0324][0325]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当且时，否则
[0326][0327][0328][0329][0330][0331][0332]
式中，y
mik
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由仓库m到客户点i的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由仓库m到客户点i的弧段时，y
mik
＝0。
[0333][0334]
所述配送车辆在仓库的时间窗内装载货物，具体约束条件如公式(23)至公式(24)所示：
[0335][0336][0337]
所述配送车辆在仓库的时间窗内完成货物装载，并离开仓库前往客户点进行配送，具体约束条件如公式(25)所示：
[0338][0339]
式中，为表示配送车辆k从仓库m出发的发车时刻，且dtk≥0。
[0340]
所述配送车辆装载货物时间与发车时间的连续性的约束条件如公式(26)至公式(27)所示：
[0341][0342]
式中，y
ijk
为表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到节点j的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到节点j的弧段时，y
ijk
＝0。v
ops
为表示配送车辆k在仓库装载货物的速度。
[0343][0344]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗开启后返回仓库，具体约束条件如公式(28)至
公式(29)所示：
[0345][0346]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗开启后装载货物的决策变量，当时，否则at
mk
为表示配送车辆k到达仓库m的时刻。且at
mk
≥0。
[0347][0348]
所述配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前返回仓库，具体约束条件如公式(30)至公式(31)所示：
[0349][0350]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗关闭前装载货物的决策变量，当时，否则
[0351][0352]
所述配送车辆在完成配送服务，返回仓库的时间窗的约束条件如公式(32)至公式(39)所示：
[0353][0354]
式中，为表示配送车辆k在仓库m的第t个时间窗内装载货物的决策变量，当且时，否则
[0355][0356][0357][0358][0359][0360][0361]
式中，y
imk
表示配送车辆k的配送路线中是否存在由客户点i到仓库m的决策变量，当配送车辆k的配送路线中存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝1，当配送车辆k的配送路线中不存在由客户点i到仓库m的弧段时，y
imk
＝0。
[0362][0363]
所述配送车辆在仓库的时间窗内返回，具体约束条件如公式(40)至公式(41)所示：
[0364][0365]
[0366]
所述配送车辆服务客户点时满足的时间约束，具体约束条件如公式(42)所示：
[0367][0368]
式中，eti和lti分别表示客户点i允许的最早开始服务时间和最晚开始服务时间。at
ik
为表示配送车辆k到达客户点i的时刻。且at
ik
≥0。
[0369]
所述配送车辆从仓库到客户点的时间连续性的约束条件如公式(43)至公式(44)所示：
[0370][0371]
式中，d
mj
为配送车辆k经过仓库m到客户点j的行驶距离。v为配送车辆k的行驶车速。at
jk
为表示配送车辆k到达客户点j的时刻。且at
ik
≥0。
[0372]
所述配送车辆在客户点间的时间连续性的约束条件如公式(45)至公式(46)所示：
[0373][0374]
式中，t
se
为配送车辆k在客户点i的服务时间。
[0375][0376]
相同节点间无直接交流，具体约束条件如公式(47)所示：
[0377][0378]
式中，y
iik
表示配送车辆k的配送线路中是否存在由节点i到节点i的决策变量，当配送车辆k的配送线路中存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝1，当配送车辆k的配送线路中不存在由节点i到节点i的弧段时，y
iik
＝0。
[0379]
时间连续变量的辅助约束条件，如公式(48)至公式(51)所示：
[0380][0381][0382]
at
ik
≥0(50)
[0383]
wt
ik
≥0(51)。
[0384]
实施例9：
[0385]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述定时定点开放机制是指位于不同位置的仓库，将在不同时间点选择性开放，配送车辆只能在仓库开放时装载货物，配送车辆装载完货物后即刻出发前往客户点进行配送。配送车辆完成配送服务返回仓库时，也需要在仓库处于开放状态下。
[0386]
实施例10：
[0387]
一种基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法，主要步骤见实施例3，其中，所述货物配送方案中，所述货物配送方案中，始发点为开放仓库中的任意一个，终止点为开放仓库中的任意一个。配送车辆的仓库始发点和仓库终止点不必相同。
[0388]
实施例11：
[0389]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0390]
实施例12：
[0391]
参见图1，本专利旨在研究由“仓库-客户点”构成的基于定时定点开放机制的多仓库运输优化方法及系统(城市道路日益拥堵，交通管制将更加严格，定时定点开放物流仓库进行配送服务，力求尽可能减少物流配送对城市主流交通的影响)。仓库获得客户点订单后，按照仓库开放时段表与系统决策方案，组织配送车辆装车作业，然后配送车辆携带客户点货物，按照决策时间、路径前往客户点进行服务，完成服务后选择任意处于开放状态的仓库返回。问题以实现车辆配送环节的总成本最小化为目标。
[0392]
本配送方法及系统所研究的问题有以下特点：
[0393]
(1)节点类型：网络上有多个用于存储客户点货物的仓库以及仓库所服务的客户点。所有节点的位置已知，仓库是配送车辆的始发/终到点，仓库可直接承接客户点的订单并组织车辆进行配送，配送车辆的始发与终到点可以不相同。
[0394]
(2)车辆类型：仓库保有足够多的同类型配送车辆，配送车辆的额定载重、行驶速度、使用成本、单位距离行驶成本、单位时间等待成本已知等方面。
[0395]
(3)客户点需求：假设仓库存有足够多的货物。客户点的货物需求已知且不可拆分，每个客户点只能由一辆配送车辆服务，且只能被服务一次。
[0396]
(4)定时定点开放机制：位于不同位置的仓库，将在不同时间点选择性开发，只有在开放的时间段，才可对配送车辆所承接的客户点货物进行服务，即配送车辆只能在仓库开放时装载货物，配送车辆装载完货物后即可出发前往客户点进行配送；配送车辆完成配送服务返回仓库时，也需要在仓库处于开放状态时才能返回。
[0397]
(5)服务时间窗要求：服务时间窗包括仓库时间窗与客户点时间窗，时间窗均已知。仓库时间窗即仓库开放的时段，配送车辆装车作业与返回仓库的时间需要在仓库时间窗内完成，不能提前到达或返回仓库等待。配送车辆前往客户点进行服务时，只需要在客户点时间窗以内或提前到达该客户点即可。
[0398]
模型构建
[0399]
参数及变量
[0400]
1、集合
[0401]vd
仓库集合vc客户点集合a网络弧集合k仓库所保有的配送车辆集合
[0402]
2、参数
[0403][0404]
3、决策变量
[0405][0406]
4、连续变量
[0407]
[0408]
目标函数
[0409]
目标函数为总成本最小化，目标函数包含三部分：配送车辆的行驶成本，配送车辆在客户点的等待成本以及配送车辆的使用成本，目标函数可表示为：
[0410][0411]
约束条件
[0412][0413]
约束(2)表示配送车辆进出仓库的次数相等，且配送车辆从任意仓库出发，返回至任意仓库。
[0414][0415]
约束(3)表示配送车辆进出客户点次数相等，且每个客户点仅被服务一次。
[0416][0417]
约束(4)表示客户点的货物来源于仓库，即货物需求由仓库满足。
[0418][0419]
约束(5)表示客户点是否被配送车辆服务。
[0420][0421][0422]
约束(6)～(7)表示客户点的货物是否由某配送车辆从某仓库配送至客户点。
[0423][0424][0425]
约束(8)～(9)表示若仓库的配送车辆被使用，则该配送车辆一定从该仓储网点出发进行配送服务。
[0426][0427]
约束(10)表示配送车辆载重限制。
[0428][0429][0430]
约束(11)～(12)表示配送车辆在仓库的某个时间窗开启后开始装载货物。
[0431][0432][0433]
约束(13)～(14)表示配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前开始装载货物。
[0434][0435][0436][0437][0438][0439][0440][0441][0442]
约束(15)～(22)用于确定配送车辆在仓库开始装载货物的具体时间窗。
[0443][0444][0445]
约束(23)～(24)表示配送车辆需要在仓库的时间窗内装载货物。
[0446][0447]
约束(25)表示配送车辆需要在仓库的时间窗内完成货物装载，并离开仓库前往客户点进行配送。
[0448][0449][0450]
约束(26)～(27)表示配送车辆装载货物时间与发车时间的连续性。
[0451][0452][0453]
约束(28)～(29)表示配送车辆在仓库的某个时间窗开启后返回仓库。
[0454][0455][0456]
约束(30)～(31)表示配送车辆在仓库的某个时间窗关闭前返回仓库。
[0457][0458][0459][0460]
[0461][0462][0463][0464][0465]
约束(32)～(39)用于确定配送车辆在完成配送服务，返回仓库的具体时间窗。
[0466][0467][0468]
约束(40)～(41)表示配送车辆需要在仓库的时间窗内返回。
[0469][0470]
约束(42)表示配送车辆服务客户点时需满足的时间约束。
[0471][0472][0473]
约束(43)～(44)表示配送车辆从仓库到客户点的时间连续性。
[0474][0475][0476]
约束(45)～(46)表示配送车辆在客户点间的时间连续性。
[0477]
相同节点间无直接交流，具体约束条件如公式(47)所示：
[0478]yiik
＝0，i∈vc∪vd，k∈k
ꢀꢀꢀ
(47)
[0479]
式中，y
iik
表示配送车辆k的配送线路中是否存在由节点i到节点i的决策变量。
[0480]
时间连续变量的辅助约束条件，如公式(48)至公式(51)所示：
[0481][0482][0483]
at
ik
≥0(50)
[0484]
wt
ik
≥0(51)。
[0485]
实施例13：
[0486]
参见图1，整个网络分布有3个仓库与6个客户点，仓库在定时定点开放，每个仓库开放的时段与开放时长均有所不同，将待工作时间分为6个时间单位，以仓库1为例，其开放时间窗为[t3,t4]、[t4,t5]、[t6,t7]，即开放时段为[t3,t5]、[t6,t7]，仓库开放时常分别为2个时间单位与1个时间单位。仓库获得客户点订单后，按照仓库开放时段表与系统决策方案，确定需要承接客户点订单的仓库2、仓库3，组织配送车辆装车作业，首先在仓库点2对接配送车辆a进行装车作业，装载客户点1、2、4、6的货物，完成货物装在后，配送车辆a依次前往客户点6、4、1、2进行服务，在客户点时间窗以内或提前到达该客户点，在配送车辆到达客
户点4时，由于早于时间窗，因此产生了等待时间，配送完所有客户点的货物后配送车辆返回仓库1。同理，配送车辆b也按照拟定方案进行装配作业。最终配送车辆完成对所有客户点的配送服务时，即形成了完整的配送网络路径。下面给出了采用cplex软件来写入模型并求得的最优解方案，方案中共涉及2辆配送车辆分别从两个仓库出发对6个客户点进行货物配送：
[0487]
表1 2辆配送车辆对6个客户点进行配送的最优解方案(目标函数值＝76.935元)
[0488]