考虑充电需求的电动车辆物流配送路径问题研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yingluoyuchen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源紧缺和环境污染问题的日趋严重,近年来电动汽车得到了大力推广。受到政策推动等因素的影响,作为高耗能和高污染的物流行业,开始越来越多地使用电动汽车执行城市物流支线配送任务。而现阶段,电动物流车受到续航里程的限制,配送过程中经常需要充电,加上充电站覆盖率不足以及司机的里程焦虑等因素的影响,配送线路的选择成为难题。同时,目前的物流企业也缺少对电动车辆配送任务的统一规划。电动物流车的运营特征决定了它与一般燃油车的路径规划问题的理论与方法具有很大的不同,尤其是对充电站的选择大大增加了问题的复杂性。因此,提出有效的电动汽车路径规划模型,设计算法进行求解,并为相关企业建设应用系统平台,具有较强的理论意义和现实意义。本文的主要研究内容和成果包括:(1)考察车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)近十年来的新分支电动车辆路径问题(Electric Vehicle Routing Problem,EVRP)的研究进展,得到问题相关理论基础;赴物流网点对货车司机进行调查采访,得到行业实际生产的现状。结合理论与实际,提出了带容量约束和单边软时间窗并考虑充电续航的问题模型CEVRPTW(Capacitated Electric Vehicle Routing Problem with Time Windows),给出了模型的假设前提、符号表达、约束条件和求解公式。(2)CEVRPTW是一个典型的EVRP问题,因此本文首先总结了目前考虑充电问题的EVRP研究,归纳出学界使用遗传算法求解问题时最常用的两种染色体编码方式(即映射规则):充电站直接编码算法(Directly Coding Algorithm,简称DC算法)和充电站最近邻插入算法(Nearest Neighbor Inserting Algorithm,简称NNI算法),并分析了两者的优势与不足。在此两种算法的基础上进行改进,提出了充电站综合分析插入算法(Comprehensive Analysis Inserting Algorithm,简称CAI算法):充电站不直接参与染色体编码,而是到解码时,在每一个备选弧段上分别考虑前最近邻、后最近邻以及总和最优等三种方案,再选出最优的插入位置和充电站。然后从理论上给出了CAI算法优于前两者的数学证明。使用Python语言,基于Geatpy计算框架实现了三种算法,设计多组模拟算例,对三者进行测试实验,结果表明,CAI算法的可行解率和可优化上限皆为最佳,在所有测试中的平均求解结果均比其它算法更优,目标函数值可以节省5%-20%,但执行效率也为三者中最慢,程序耗时是其它算法的2倍以上。(3)以物流企业管理者为用户对象,开发了一套B/S架构的基于WebGIS技术的物流配送路径规划系统。以CAI作为系统的算法模块,并加入本文提出的一种回路缓存策略,在实验测试中程序执行时间可以节省95%左右,较好地解决了CAI算法执行效率较低的问题;节点算路和地图交互功能通过百度地图开放平台实现,使得算路结果精确,地图交互友好;前后端系统分别使用Vue.js和Spring Boot进行开发,实现了前后端的完全分离,减少了系统的耦合度,增强了易维护性和可扩展性。用户可以在浏览器上查看和操作地图,并在后台管理节点和车辆等信息数据,可视化清晰,且操作简便。本文提出的CEVRPTW问题模型和CAI算法,丰富了EVRP领域的相关理论;开发的物流配送路径规划系统,为物流企业降低配送运营成本提供了技术支撑。
其他文献
基于深度学习的地磁指纹室内定位技术无需基础设施支持即可实现精准定位服务,受到诸多专家学者的关注与研究。然而,目前现有的大多数室内定位方法使用原始三维地磁信号作为定位源,此类方法构造的地磁指纹可识别性较低,尤其是在结构相似且规模庞大的室内环境中。同时,智能终端内置的磁力计易受用户姿势、步行速度等因素的影响,无法保证室内定位应用提供的定位服务的可靠性。此外,部署在云端服务器上的深度学习模型很难提供即时
学位
学生、教师和教材是课程实施过程的三个关键要素,其中,教材在课堂教学中起重要的中介作用,TIMSS测量将教材作为学生获取学习机会的资源之一,通过教材内容的分析来评价学生的学习机会。《普通高中数学课程标准(2017版)》要求教材编写者要关注其可读性,以帮助读者直接与教材进行对话。教材中的“话语”作为教材内容的表现形式,是读者与教材对话的中介,在读者阅读教材过程中起重要作用。随着课程改革的推进,根据教育
学位
大单元教学设计是推动小学数学教学转型的支点,具有内容的整体性、教学的系统性以及学习的结构性等特性,与小学生数学核心素养的培养有着一定的契合性,可以在教学实践中推动学科核心素养的落地。文章以小学数学人教版五年级上册的“多边形的面积”教学为例,从单元教学内容的整合、驱动性问题的设定、“双案”教学模式的创建以及教学评价体系和标准的构建四个方面探索小学数学大单元教学设计的具体框架,以期全面推进数学核心素养
期刊
土壤固化剂能够改善土体的抗剪强度、渗透性和水稳定性等工程特性,是传统土壤固化材料水泥、石灰的新扩展,已广泛应用于软土地基加固工程。通过总结土壤固化剂的类型、材料组分、固化机理和固化特性等方面的国内外最新研究进展,提出了土壤固化剂研究方向和拟解决的关键技术问题,为土壤固化新材料的研发和工程应用提供新思路。
期刊
在核心素养背景下,语文教学需要不断改进和创新,摒弃传统单一的教学方式,增强与学生的互动交流,由单篇教学转变为大单元教学,提高学生的创造性思维。语文教师要树立以人为本的理念,将大单元教学落到实处,带领学生共同研究语文知识,掌握大单元主题下的重难点,增强学生的理解力和表现力,推动语文教学向纵深发展。
期刊
本研究围绕综合与分科两种科学课程体系下初中生的科学学科能力(SCS)展开比较研究,以国内外研究文献与大规模国际测试为依据,从科学学科能力概念内涵、科学考试评价、学生认知基本过程三大角度进行梳理,建构初中生科学学科能力测评框架。根据该框架,采用“四基石”以及IRT理论作为方法论指导,结合学生科学知识掌握情况,设计适合7~9年级的科学学科能力测评工具。在实施预测试后,参照Rasch模型分析的各项结果指
学位
随着教育现代化的发展,教师是改革的行动者已成为共识,因此教师自主性对于教育改革的实施效果至关重要。激发教师自主性能促使教师从被动的发展变成主动的发展状态,然而目前关于教师自主性的影响因素和形成机制并不清晰。在中国“双减”改革背景中,本研究在一所公立初中(Y校),探讨如何激活科学教师的个人和集体自主性,以及分析其限制因素,为面对复杂社会结构,构建科学教师个人和集体的自主性提供参考。本研究结合心理学和
学位
科学教师个人的科学认识论,会决定教师的科学课堂教学,指导教师的教学行为,然后影响学生的科学学习。一些研究表明,教师的科学认识论与他们的科学教学行为存在一致性,具有建构主义导向的教师使用的教学策略比传统主义导向的教师倾向于使用更丰富的方式促进学生概念的转变。本研究从社会建构主义理论视角出发,以15名职前科学教师为研究样本,聚焦于教师科学认识论与课堂对话反馈及其关系的研究。首先通过问卷调查职前教师的科
学位
《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》明确提出,教师要以学生的基础和需求为出发点,把握教学内容,设计教学过程,丰富教学活动,积极创造条件开展地理实践教学。事实上,自上个世纪中叶以来世界各国也都在强调关注学生的需求,了解学生对优秀教师的看法并据此改进教学。已有的对于“学生眼中优秀教师”的研究,主要聚焦于大学生、一般意义上的优秀教师,较少关注中学生、优秀地理教师。对于学生眼中的优秀教师
学位
报纸