[发明专利]一种基于细菌觅食优化算法的配送中心选址方法

摘要

本发明公开了一种基于细菌觅食优化算法的配送中心选址方法，包括如下步骤：1)获取目标城市的配送中心及历史配送地址集合；2)构建配送中心选址模型；3)细菌觅食优化算法的实现。本发明能通过利用历史配送地址与候选配送中心进行建模，更加符合现实中存在大规模历史配送地址的配送中心选址情况，从而能将选址与配送结合起来，提高配送中心选址的准确性，减少配送费用，提高配送的时效性，提升客户的满意度。

主权项

1.一种基于细菌觅食优化算法的配送中心选址方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、获取目标城市的历史配送地址集合，记为N＝{N1,N2,...,Ni,...,Nn}，Ni表示第i个历史配送地址，i＝1,2,…,n；构建目标城市的配送中心，记为M＝{M1,M2,...,Mj,...,Mm}，Mj表示第j个配送中心，j＝1,2,…,m；构建目标城市的配送中心建造费用向量F＝[f1,f2,...,fj,...,fm]，fj＞0表示第j个配送中心Mj的建造成本；构建目标城市的运输费用矩阵C＝(cij)m×n，cij＞0表示第j个配送中心Mj到第i个历史配送地址Ni之间的运输费用；步骤2、构建配送中心的选址模型：利用式(1)构建选址模型的目标函数：式(1)表示最小化历史配送地址与配送中心之间的运输费用及配送中心建造费用之和；式(1)中，xij表示第i个历史配送地址Ni是否由第j个配送中心Mj进行配送的配送结果；yj表示第j个配送中心Mj的建造结果；利用式(2)‑式(5)构建目标函数的约束条件：式(2)表示任意一个历史配送地址仅由一个配送中心提供服务；式(3)表示任意一个历史配送地址仅由建造的配送中心提供服务；式(4)表示第i个历史配送地址Ni是否由第j个配送中心Mj进行配送，若xij＝1，则表示第i个历史配送地址Ni由第j个配送中心Mj进行配送；若xij＝0，则表示第i个历史配送地址Ni不由第j个配送中心Mj进行配送；式(5)表示是否建造第j个配送中心Mj；若yj＝1，则建造第j个配送中心Mj；若yj＝0，则表示不建造第j个配送中心Mj；步骤3、基于细菌觅食优化算法求解所述配送中心的选址模型：步骤3.1、细菌觅食优化算法的参数初始化：步骤3.1.1、初始化细菌个数为S，趋化迭代的最大次数为Nc，单向游动的最大步数为Ns，繁殖迭代的最大次数为Nre，迁徙迭代的最大次数为Ned，迁徙概率为Ped；步骤3.1.2、初始化当前迁徙次数h＝1；步骤3.1.3、初始化当前繁殖次数k＝1；步骤3.1.4、初始化当前趋化次数t＝1；步骤3.1.5、初始化当前细菌的个数r＝1；步骤3.1.6、定义细菌位置：定义第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙所处的位置为表示第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙的选址方案中第j个配送中心M_j的建造结果；步骤3.2、执行细菌趋化循环：步骤3.2.1、由所述第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙所处的位置P(r,t,k,h)计算第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙的适应度值J(r,t,k,h)：步骤3.2.2、利用式(6)对第r个细菌进行翻转，得到第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙的游动方向式(6)中，Δ(r,t,k,h)表示第r个细菌在第t次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙的微小位移；ΔT(r,t,k,h)表示微小位移的转置；步骤3.2.3、初始化单向游动的步数g＝0；步骤3.2.4、利用式(7)得到第r个细菌在第t+1次趋化、第k次繁殖、第h次迁徙的所处的位置P(r,t+1,k,h)式(7)中，C(r)表示第r个细菌游动的单位步长；步骤3.2.5、利用步骤3.2.1得到所述位置P(r,t+1,k,h)的适应度值J(r,t+1,k,h)，并判断J(r,t+1,k,h)＜J(r,t,k,h)是否成立，若成立，则将P(r,t+1,k,h)赋值给P(r,t,k,h)，将J(r,t+1,k,h)赋值给J(r,t,k,h)；否则，令g＝Ns；步骤3.2.6、令g+1赋值给g，判断g≤Ns是否成立，若成立，则返回步骤3.2.4执行；否则，执行步骤3.2.7；步骤3.2.7、令r+1赋值给r，判断r≤S是否成立，若成立，则返回步骤3.1.6执行；否则，执行步骤3.2.8；步骤3.2.8、令t+1赋值给t，判断t≤Nc是否成立，若成立，则返回步骤3.1.5执行；否则，执行步骤3.3；步骤3.3、执行细菌的繁殖操作循环：步骤3.3.1、初始化r＝1；步骤3.3.2、利用式(8)计算第r个细菌的健康值Jhealth(r,t,k,h)；步骤3.3.3、令r+1赋值给r，判断r≤S是否成立，若成立，则返回步骤3.3.2执行；否则，执行步骤3.3.4；步骤3.3.4、执行轮盘赌算法，选出个细菌，进行繁殖：步骤3.3.5、令k+1赋值给k，判断k≤Nre是否成立，若成立，则返回步骤3.1.4执行；否则，执行步骤3.4；步骤3.4、执行细菌的迁徙操作循环：步骤3.4.1、初始化r＝1；步骤3.4.2、随机生成第r个细菌的自身迁移概率Pr，0＜Pr＜1；如果Pr＜Ped成立，则根据步骤3.1.6重新初始化细菌位置P(r,t,k,h)，否则，将P(r,t,k,h)赋值给P(r,t,k,h+1)，执行步骤3.4.3；步骤3.4.3、令r+1赋值给r，判断r≤S是否成立，若成立，则返回步骤3.4.2执行；否则，执行步骤3.4.4；步骤3.4.4、令h+1赋值给h，判断h≤Ned是否成立，若成立，则返回步骤3.1.3执行；否则，执行步骤3.5；步骤3.5、将min{J(r,t,k,h)|r＝1,2,…,S；t＝1,2,…,Nc；k＝1,2,…,Nre；h＝1,2,…,Ned}作为最低总费用zbest；将所述最低总费用zbest所对应的位置Pbest作为最优配送中心的选址方案。