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应急物流配送优化的改进最邻近算法研究

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应急物流配送优化的改进最邻近算法研究 应急物流配送优化的改进最邻近算法研究 李坤颖1 杨 扬1 侯凌霞2 (昆明理工大学交通工程学院1 昆明650224) (广州岭南职业技术学院管理学院2 广州510663) 摘 要 应急物流配送研究的核心是最短路径选择问题。以最邻近算法为基础,针对以往只能解决 一个配送仓库对应多个救灾中心问题的局限性,提出一种多个配送仓库同时对应多个救灾中心的改 进最邻近优化算法。通过仿真实验证明该算法具有良好的适用性。 关键词 应急物流配送;最邻近算法;配送优化 中图分类号:F224  文献标志码:A  DOI:1...

应急物流配送优化的改进最邻近算法研究
应急物流配送优化的改进最邻近算法研究 李坤颖1 杨 扬1 侯凌霞2 (昆明理工大学交通 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院1 昆明650224) (广州岭南职业技术学院管理学院2 广州510663) 摘 要 应急物流配送研究的核心是最短路径选择问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。以最邻近算法为基础,针对以往只能解决 一个配送仓库对应多个救灾中心问题的局限性,提出一种多个配送仓库同时对应多个救灾中心的改 进最邻近优化算法。通过仿真实验证明该算法具有良好的适用性。 关键词 应急物流配送;最邻近算法;配送优化 中图分类号:F224  文献标志码:A  DOI:10.3963/j.ISSN 1674-4861.2011.03.010 收稿日期:2010-10-10  修回日期:2011-04-20 第一作者简介:李坤颖(1984),硕士生.研究方向:物流规划与管理.E-mail:kkyy22@vip.qq.com 0 引 言 应急物流,是指为应对严重自然灾害、突发性 公共卫生事件及军事冲突等突发事件而对物资、 人员、资金的需求进行紧急保障的一种特殊物流 活动。通常情况下,事件的发展都比较迅速,而且 带有区域性。为了在最短时间内将物资运送到灾 区及救灾机构并顺利发放到灾民手中,在事件发 生初期,就应该做好充分的准备及物资调配工 作[1]。 目前,求解物资配送最短路径问题,主要有 Dijkstra算法、Floyd算法以及最邻近算法,其主 要问题是单一源点配送。Toth和 Vigo、Laporte 等建立了多种变形的路径优化选择模型,并给出 了相应的算法[2-3]。田晟通过计算2点之间的最 短路线来决定多个配送点之间的最佳配送线路, 即解决的是单源最短路径问题[4]。陈钢铁在时间 窗条件下对应急物资运输路径优化问题进行了研 究[5]。贾立双提出一种单车场多车型调度算法, 解决单个配送中心对其辐射范围内的需求点调配 车型及确定配送路线[6]。但是,对于大规模的应 急物流配送,救灾物资往往来源于不同地域的储 备仓库。本文根据现实情况,设计了一种基于最 邻近理论的改进算法,来满足多来源点多配送点 的问题求解。 1 数学模型 随着时间的推移,救援条件及各受灾点的实 际情况在不断的发生新变化,设置时间参数t,将 总救援时长分为n个阶段,tn 为第n个救援阶段; 为简化算法,在该模型中不考虑各个集散中心对 物资种类需求的差异性,设置危害程度因素Din ≤1,Din越小,表示集散中心i在Tn 救援阶段对 物资的需求越急迫;在各储备仓库和集散中心之 间有多种运输方式,各节点之间运输方式的效率 以运输时间来表示,2节点间不存在或不能正常 使用时,运输时间设为∞;有多个储备仓库负责物 资的供应,每个储备仓库可以同时给多个集散中 心提供物资,各集散中心的物资只来源于一个储 备仓库,且2点之间只选择一种运输方式。通常 在救援期内,应急物资都存在供不应求的情况,因 此,该模型利用交通规划中的重力模型法进行调 整,将各救灾点集散中心的实际物资配送量按比 例缩减为 rin =Rj (n ∑i∈GGin/∑j∈SRj )n   建模如下: f(x)=min∑ i∈H ∑ j∈H ∑ m∈V tijmnxijmnDjn  n ∈N (1)   约束条件: ∑ m∈V ∑ i∈H Xijm =1n ∈N       (2) ∑ i∈H ∑ m∈V YijmtOijmt ≥RjtVj∈S      (3) Nin ≤rjn i∈G,j∈S,n∈N (4) Xijmn =0or1i,j∈S,m∈V,n∈N (5 烅 烄 烆 )   模型中决策变量Xijmn表示第n救援阶段,从 04 交通信息与安全 2011年第3期 第29卷 总161期 点i(i∈H)到点j(j∈H)是否选择运输方式m进 行物资运送,选择Xijmn=1,否则Xijmn=0;Yijmt为 t时间内,从点i到j(i,j∈H),运输方式m 的运 送次数,t≤T;G为投入使用的R 处物资储备仓 库;S表示需要提供应急物资的集散中心;H 指所 有集散中心和储备仓库的总和;V 表示各种运输 方式的集合;Nin为物资储备仓库i(i∈G)在第n 时段内可以供应的物资总量;Rjn为集散中心j(j ∈S)在第n时段内对物资的需求总量;rjn为调整 后的集散中心j的n阶段对物资的需求量;tijmn为 第n救援阶段,从点i(i∈H)到点j(j∈H),运输 方式m所耗时间;Qijm为从点i(i∈H)到点j(j∈ H),运输方式m的一次运输量,不随时间变化。 目标函数式(1)表示所耗时间最短。约束式 (2)表示每一个救灾点集散中心j都会被访问,且 任意2集散中心i、j之间选用消耗时间最短的运 输方式;约束式(3)表示一定时间t内,各种运输 方式运送的物资总和,能满足集散中心j对物资 的需求总量;约束式(4)表示任一物资供应点都可 以单独承担一个物资需求点的物资配送工作;约 束式(5)表示保证目标函数取整。 2 改进的最邻近算法 2.1 问题的提出 借鉴文献[7]的编码方法,以01,02,03,…,r 表示储备仓库;1,2,3,…,i表示救灾点集散中 心。网络中最多有r条配送路径,每条配送路径 都始于供应点终于配送点。例如对于3个物资供 应点,9个物资需求点的配送网络而言,抗体 021230201450103678903表示如下车辆配送线路 安排:子路线1:01—4—2—3—01;子路线2:02— 1—5—02;子路线3:03—6—7—8—9—03[8]。 其一般求解配送问题的最邻近算法基本原理 过程描述如下:从物流配送中心出发寻找距其最 近的、未访问的网点作为第一个网点并设为已访 问,然后以该点为中心搜索与之相邻的、未访问的 网点,如果加上该点不会超出容量限制,则将该点 加入到线路中并设为已访问,否则结束该条线路; 然后以加入的点作为中心继续搜索,直到找不到 相邻的、未访问的网点为止,结束该条线路。重复 上述步骤,寻找距离物流配送中心的最近的未访 问的网点作为新线路的第一个网点,生成新的线 路,直到将所有的网点都访问过。这样也能得到 问题的解,但从理论上来说不一定是最优解。最 邻近算法的优势在于解决一个供应点对应多个需 求点的问题,它可以得到最优解。但是对于解决 多个供应点对应多个需求点的问题还需要进一步 改进最邻近算法才能实现。 2.2 算法的改进 依据最邻近算法的原理和模型的内容,将最 邻近点的搜索以时间作为衡量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,搜索到中心 消耗时间最短的节点,容量限制以子路线上的物 资需求总量不超过提供物资的供应点的最大供应 量为准。改进之后的模型计算步骤可以实施如 下。 步骤1。将各集散中心所辖区域的受灾情况 进行分类,确定灾情严重程度因素值Din,0≤Din ≤1。 步骤2。确定tijmn矩阵,因任意节点i和j之 间只选用一种运输方式,所以可将矩阵tijmn转化 成tijn。 步骤3。利用公式计算rjn值。 步骤4。将矩阵带入tijn×Din进行下列计算。 1)选择矩阵中最小值tijn×Din(i∈G,j∈S), 将i作为第一个物资供应点,j作为第一个物资被 配送点, 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ij,并将点i、j作为已访问。 2)再以物资需求点j作为起点,从未访问的 矩阵中选择最小值tjkn×Dkn(j,k∈S),如果rjn+ rkn≥Nin,子线路结束,并求出剩余值Nin-rjn,否 则记录ijk,设k为已访问,继续搜索下一个节点。 3)一条子线路结束后,在剩下的未访问的矩 阵中继续重复步骤1,找到新的物资供应点i,将 Nin-rjn值加在新供应点的物资供应量上,继续步 骤2。 4)直到所有节点全被访问,计算结束。 3 实例计算 设Tn=T1 时,3个物资供应点01、02、03向 12个物资需求点配送物资,见图1。各个物资供 应点的供应量以及各物资需求点的需求量见下表 (表中需求量和供应量均为模糊数值,无量纲)。 图1 应急物资供应点和需求点 Fig.1 Emergency supplies supply and demand 运用改进最邻近算法对上述问题进行求解。 14应急物流配送优化的改进最邻近算法研究———李坤颖 杨 扬 侯凌霞 以 Matlab7.0为工具,编写计算程序。先求出调 整后的各救灾点集散中心的物资需求量rjn,如表 5所示。 表1 各供应点的最大供应量 Tab.1 The maximum supply of supply points 供应点Pi 01  02  03 供应量Nin 10  20  15 表2 各需求点的需求量以及受灾因素值 Tab.2 Demand and Factors affected 需求点Rj P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10P11P12 需求量Rjn 8  6  8  10 12 10 6  4 10 6  2  8 Dj 0.3 0.5 0.7 0.4 0.1 0.3 0.5 0.6 0.6 0.7 0.8 0.3 表3 各供应点到需求点的消耗时间 Tab.3 Supply points time to demand points 供应点 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 01  9  14 21 23 22 25 32 36 38 42 50 52 02  44 58 57 49 37  7  11 14 20 24 27 30 03  52 55 43 49 60 63 27 37 35 63 34 28 表4 12个物资需求点之间的耗时 Tab.4 Between the time-consuming and demand points JD P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P1 0  5  12 22 21 24 31 35 37 41 49 51 P2 5  0  7  17 16 23 26 30 36 36 44 46 P3 12  7  0  10 21 30 27 37 43 31 37 39 P4 22 17 10  0  19 28 25 35 41 29 31 29 P5 21 16 21 19  0  9  10 16 22 20 28 30 P6 24 23 30 28  9  0  7  11 13 17 26 27 P7 31 26 27 25 10  7  0  10 16 10 18 20 P8 35 30 37 35 16 11 10  0  6  6  14 16 P9 37 36 43 41 22 13 16  6  0  12 12 20 P10 41 36 31 29 20 17 10  6  12  0  8  10 P11 49 44 37 31 28 26 18 14 12  8  0  10 P12 51 46 39 29 30 27 20 16 20 10 10  0 表5 调整后的需求量rjn Tab.5 Adjusted demand 需求点Rj P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10P11P12 需求量rjn 4  3  4  5  6  5  3  2  5  3  1  4   最后运用软件运算得到结果: 路线一:02—P6—P5—P7—P8 表示首先由 供应量为20的02供应点向需求量为5的P6 点 运送物资,其次向需求量为6的P5 点运送物资, 再向需求量为3的P7 点运送物资,最后向需求 量为2的 P8 点运送物资。同理路线二:01— P1—P2—P3;路线三:03—P12—P10—P11—P9— P4(如图2所示)。 图2 应急物流的配送路线及配送量 Fig.2 Distribution line and quantity 4 结束语 介绍了在应急事件下,救援物资的配送问题, 从各地储备仓库到事件发生地区的长距离运输, 这一过程涉及了公路、铁路、水运和航空4种运输 方式,各种运输方式消耗的时间截然不同,必须选 取适合的运输方式完成两点之间的运输。此外, 由于各物资配送中心管辖的受灾地区的受灾程度 的差异性,设置了参数D 来表示各受灾点的生 命、财产等受害程度,并对灾情比较严重的地区进 行优先配送。通过对最邻近算法的改进,解决了 多个储备仓库对应多个救灾集散中心的物资配送 问题,通过实例证明该算法具有很好的适应性。 参考文献 [1] 侯凌霞.突发事件下应急物流中心物资配送优化研 究[D].昆明:昆明理工大学,2010. 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(下转第46页) 24 交通信息与安全 2011年第3期 第29卷 总161期 表1 由波形图提取的车辆信息 Tab.1 The message of the vehicle from these waves 车辆经过时间 (2010-06-23) 波长覆盖 时间序列 点数 峰值覆盖 时间序列 点数 车长 /m 车速/ (km·h-1) 车型 16:37:18  4 518  74  6.92  11.02  3 17:05:19  3 261  112  3.3  7.28  2 17:14:39  3 988  72  6.27  11.03  1 17:36:20  5 504  61  10.22  13.77  3 17:49:39  3 002  97  3.51  8.41  2 测传感器数据的是否达到平稳状态而非传统的单 纯的采用基值来判定波形记录是否结束,并且提 出的一种加权动态基值的调整 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,使得阈值具 有一定稳定性的同时,还具有一定的动态特性。 并给出实时在线的算法验证,实验证明了该算法 具有较高的准确率。但是在算法的改进上,仍然 还是可以增加一些智能算法来更好的进行波形提 取和车辆信息的提取,以提高算法的效率,这也 为今后作进一步的研究指明了方向。 参考文献 [1] Coifiman B,Dhoorjaty,Lee Zu-Hsu.Estimating medi- an velocity instead of mean velocity at single loop detec- tors[J].Transportation Research Part C,2003,11(3- 4):211-220. [2] Bdulhai B A,Tabio S M.Spotiotemporal inductance pattem recognition for vehicle re-dentification[J]. Transportation Research Part C,2003,11(3-4):223- 239. 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Vehicle Detection Method Based on Magneto Resistive Sensors RONG Mei 1 HUANG Huixian2 XU Jianmin3 (College of Information Engineering,Xiangtan University,Xiangtan411105,Hunan,China)1 (School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology,Guangzhou510641,China)2 Abstract:Magnetometer detector is a kind of detection equipment which can dynamically detect the changes of mag- netic field.A method of vehicle detection was proposed based on this magnetometer detector.The preprocessing and the steps of feature of the waveform extraction of the collection data were introduced.The method to detect the speed and the type of the vehicle effectually based on the dynamic threshold value was discussed through using 2Magneto resistive sen- sors which were fitted in the road.The experimental results show that the accuracy of the vehicle detection method based on magneto resistive sensors can be as high as 98%. Key words:vehicle detector;waveform features;magneto effect;intelligent transport sy 檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾 stem (上接42页) Improved Nearest Neighbor Algorithm for Emergency Supplies Distribution LI Kunying1 YANG Yang1 HOU Lingxia2 (Faculty of Transportation Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650224,China)1 (Faculty of Management,Lingnan Institute of Technology,Guangzhou510663,China)2 Abstract:The core of emergency logistics distribution research is the shortest path selection problem.Based on the nearest neighbor algorithm,an improved nearest neighbor algorithm for many-to-many was presented to solve the problem of one-to-many in the past.The simulation results show that the algorithm has good adaptability. Key words:emergency logistics distribution;nearest neighbor algorithm;distribution optimization 64 交通信息与安全 2011年第3期 第29卷 总161期
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