恭喜河南大学党兰学获国家专利权
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龙图腾网恭喜河南大学申请的专利一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117824684B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311581067.4,技术领域涉及:G01C21/34;该发明授权一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法是由党兰学;侯彦娥;王聪冉;孔云峰;李莘莘;王玉璟;韩道军;谢毅设计研发完成,并于2023-11-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法,包括:使用扫描算法生成初始解;考虑车辆固定成本、距离成本、能耗成本和顾客时间窗惩罚,构建了综合的目标函数;通过伪随机状态转移规则和最优充电站插入准则引导每只蚂蚁的搜索;对在阈值范围的迭代最优蚂蚁进行局部搜索,利用变邻域下降算法进一步优化迭代最优蚂蚁;利用充电站调整策略寻找更好的充电方案并更新迭代最优蚂蚁;更新全局最优解;动态选择全局最优解或迭代最优解更新信息素矩阵;利用全局最优解更新信息素最大最小值;最后,迭代结束后,输出规划好的路径。该方法能有效地实现完全充电策略和部分充电策略下车辆路径规划,从而降低运营成本。
本发明授权一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种支持不同充电策略的电动车辆路径规划方法,其特征在于,包括:步骤1:采用扫描算法构造电动车辆路径问题的初始解S0,其中初始解S0由多条路径组成,每条路径代表一辆电动汽车的配送顺序;步骤2:根据目标函数计算初始解S0的成本C0,利用C0初始化信息素矩阵和信息素的最大最小值,利用两点间距离初始化启发式信息矩阵,设置种群规模M和最大迭代次数I,全局最优解所述目标函数表示为:F=c1F1+c2F2+c3F3+c4F4F1=x0i 其中,F表示相应解决方案的总成本,F1表示车辆的固定成本,F2表示总行驶距离成本,F3表示能源成本,F4表示时间窗惩罚成本;c1,c2,c3,c4依次是F1,F2,F3,F4的预设权重值;x0i是二元决策变量,x0i=1表示有车辆从仓库出发前往节点i,x0i=0表示没有车辆从仓库出发前往节点i;dij表示节点i和节点j之间的距离;N表示所有的节点;hi表示车辆从节点i到节点j的电量消耗率;r是预设常数,表示车辆空车时在每个弧上的电量消耗率;ui代表当前车辆在节点i到节点j上行驶时的车辆载重;C是车辆的最大载重容量;ei和li分别表示节点i要求的最早到达时间和最晚到达时间;ti是车辆实际到达节点i的时间;maxei-ti,0表示车辆早到的等待时间;maxti-li,0表示车辆晚到的迟到时间;步骤3:利用蚁群算法的状态概率转移规则构造M只人工蚂蚁,每只蚂蚁表示一个解,并找到当代蚂蚁中成本最小的蚂蚁Sib;步骤4:判断迭代最优蚂蚁是够满足阈值算法的要求,若是,则执行步骤5,若否,则执行步骤6;步骤5:应用变邻域下降算法优化并更新迭代最优蚂蚁;所述步骤5包括:步骤5.1:邻域结构定义和参数初始化;所述邻域结构包括2-opt、两点交换、单点移动;其中,2-opt翻转两个节点间的节点序列,两点交换将选定的两个节点交换位置,单点移动将选定的节点移动到其他位置;步骤5.2:使用当前邻域结构在解空间中搜索;步骤5.3:判断是否接收邻域解和改变使用的邻域结构;步骤5.4:判断是否所有邻域都被使用且无改进,若是,则执行步骤5.5;若否,则返回步骤5.2继续下一次搜索过程;步骤5.5:判断当前解是否违反电量约束,若是,则执行步骤5.6;若否,执行步骤5.7;步骤5.6:在当前解中违反电量约束的路径中插入充电站,包括:寻找电量不能到达下个节点的位置,在该位置插入充电站,插入的充电站满足两个条件:车辆剩余电量能到达充电站,充电站充电后能前往下一点且下一点能前往最近的充电站或返回配送中心;若无满足条件的充电站,则前移一个位置重复上述插入过程,若所有位置都不能插入,则从电量不能到达下个节点的位置拆分路径为两条子路径,重复上述过程,直至所有路径都满足电量约束;步骤5.7:输出当前解;步骤6:应用充电调整策略调整充电站的位置;所述充电调整策略包括:计算每个充电站的移动成本,选择成本增长最小的充电站进行移动,充电站的移动分为两个步骤,第一步是将充电站从当前路线中移除,第二步是在不违反电量约束的情况下在路线中插入新的充电站;步骤7:更新全局最优解;步骤8:更新信息素矩阵;步骤9:判断是否收敛或达到设定的最大迭代次数,若是,则输出此时的全局最优解;若否,则返回步骤3继续下一次搜索过程;所述不同充电策略包含完全充电策略和部分充电策略;完全充电策略指的是电动汽车到达充电站后,充满电才离开;部分充电策略指的是,电动汽车在充电站按需充电,部分充电策略中所需电量是指到达下一充电站或返回配送中心需要的最少电量。
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