Полная версия

Главная arrow Логистика arrow Инновационные процессы логистического менеджмента в интеллектуальных транспортных системах. Т. 4. Наиболее крупные инновационные разработки конкретных задач в области логистического менеджмента

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Алгоритмы динамического определения маршрутов доставки грузов в логистических системах

В последние годы в связи с развитием информационных технологий и расширением сферы деятельности интеллектуальных транспортных систем появилась возможность решения различных задач транспортной логистики в режиме реального времени. Это позволяет в значительной степени повысить эффективность функционирования логистических систем. Естественным способом адаптации к работе в условиях реального режима времени является развитие моделей маршрутизации с использованием концепции временных окон. Эта модель рассмотрена в предыдущем параграфе. Сущность изменений состоит в том, чтобы от фиксированного задания временных окон с различными условиями обслуживания перейти к гибким временным окнам, которые изменяются в реальном режиме времени, и, соответственно, корректировка маршрутов осуществляется также в реальном режиме времени.

Основные методические положения создания таких моделей изложены в работах ряда авторов. В момент времени т, в который происходит обновление информационных потоков в реальном режиме времени, условия формирования оптимальных маршрутов могут быть выражены следующим образом:

где т — время, соответствующее обновлению информации о транспортных потоках в сети;

т — момент времени, для которого производится расчет;

/', у — нумерация узлов сети;

и — идентификация необслуженных пунктов на маршруте;

к — нумерация транспортных средств;

а, (3, у — весовые коэффициенты;

Cjj — стоимость доставки товара от узла / к узлу у;

Q — зона обслуживания.

Как обычно, для всех транспортных задач реальные решения достигаются при ряде ограничений. Для этого типа задач первое ограничение касается критического или необслуженного узла. Эти узлы специально выделяют пункты, в которых в настоящее время находится транспортное средство или направляется в этот пункт. Поэтому первое ограничение устанавливает, что только одно транспортное средство может покидать критический узел:

Следующее ограничение устанавливает, что только одно транспортное средство может прибыть в необслуженный пункт:

В то же время транспортное средство, прибывающее в необслуженный узел, должно покинуть этот узел. Это условие формулируется следующим образом:

Кроме того, транспортное средство, находящееся в критическом пункте, также должно покинуть этот пункт:

Ограничение, касающееся того, что каждое транспортное средство должно покинуть терминал, имеет следующий вид:

Поскольку рассматривается задача функционирования транспортно-логистической системы в реальном режиме времени, то важнейшее значение имеют ограничения, определяющие временные рамки планирования и корректировки маршрутов.

Первое из этих условий обуславливает привязку времени обслуживания к длительности соответствующего окна времени. Необходимо, чтобы доставка и обработка товара осуществлялись не позже, чем закончится соответствующее временное окно. Это ограничение имеет следующий вид:

Необходимо также установить ограничения на прибытия в терминал транспортных средств

На практике существенным недостатком планирования логистической цепи является то, что достаточно точно можно планировать маршрут только до первого пункта обслуживания. Для устранения этого недостатка вводится ограничение на время отправления транспортного средства из пункта обслуживания:

Устанавливается также ограничение на время выезда после доставки груза в пункт обслуживания:

Отдельное ограничение вводится для контроля времени отправления для критического пункта, поскольку этот момент времени определяется относительно времени обновления информации т:

Следующие два ограничения определяют время отправления транспортных средств из терминала:

Как и в каждом случае доставки товара, устанавливается ограничение на соответствие объема товара и грузоподъемности транспортного средства:

Условия, которые определяют время прибытия транспортного средства в j-й узел имеют следующий вид:

Время прибытия в терминал каждого транспортного средства определяется ограничением вида

Ограничения на время задержки при обслуживании и время задержки при отправлении из пункта обслуживания определяются ограничениями вида

Условия определения значения целочисленной переменной л: устанавливаются следующим ограничением

Изложенный в соотношениях (3.18)—(3.37) метод планирования доставки товаров при проектировании логистических цепей позволяет вывести на новый уровень качество функционирования транспортно-логистических систем.

Однако и при этом методе маршрутизации существующая на транспортной сети ситуация учитывается только косвенным образом. Реально к гарантированной работе по главной логистической концепции «justintime» можно перейти только в том случае, когда маршруты движения конкретных автомобилей встраиваются в существующий транспортный поток.

Для этого используется модель динамического равновесия в сети, сущность которой описывается в следующей форме: если в каждый момент времени для каждой пары матрицы OD издержки на единицу потока на рассматриваемом маршруте равны минимальным затратам именно в это время, то данная модель потоковых процессов соответствует состоянию динамического равновесия потока. Этот подход также известен как метод адаптивного распределения и может быть реализован в логистических системах при доступе к информации в реальном режиме времени.

Проблема динамического распределения потоков в сети должна быть сформулирована в общем пространстве маршрутов потоков hk(t) для всех маршрутов kkj, представляющих совокупность возможных маршрутов для каждой /-й OD пары в момент времени t. Оценка маршрутов потоков в исследуемой области Q удовлетворяют в любой момент времени /(0, 7) потоку сохранения и неотрицательному ограничению, входящему в это условие (3.38):

где / — совокупность всех OD пар в сети;

Т — время моделирования;

gj(t) — доля спроса для /'-й пары OD во временном интервале /.

Этот подход допускает, что оптимальные пользователи в равновесных условиях могут быть определены следующим образом:

где sk(t) — время прохождения к-го участка маршрута.

Динамическая модель распределения потоков в сети состоит из двух основных структурных компонентов:

  • • модели определения маршрутов в зависимости от загрузки сети;
  • • модели динамической загрузки сети, которые определяют, какие происходят изменения времени и затрат на маршруте в зависимости от загрузки, времени доставки товара, времени прохождения маршрута. Обобщенный алгоритм динамического распределения маршрутов приведен на рис. 3.31.

Транспортные средства следуют по своим маршрутам от начального пункта до точки назначения. Поэтому первый этап моделирования заключается в назначении маршрута каждому автомобилю, который вступает в сеть. Это можно реализовать следующими методами:

  • • загрузка элементов сети в соответствии с имеющими данными;
  • • определение оптимальных маршрутов на основе критериев, задаваемых пользователями. В качестве критериев могут выступать кратчайшее расстояние, время прохождения маршрута, издержки.

Однако главным моментом при реализации этого алгоритма является определение динамической функции издержек для каждого элемента сети. Допустим, что Cn{t) это ожидаемая стоимость движения на участке j на шаге моделирования л и во временном интервале t, a Cj(t) это фактически определенная стоимость. Функция стоимости на участке определяется как выпуклая функция комбинации ожидаемой и реальной стоимости

Алгоритм маршрутизации при реальной транспортной нагрузке

Рис. 3.31. Алгоритм маршрутизации при реальной транспортной нагрузке

Интервал изменения X составляет от 0 до 1.

Окончательная стоимость определяется по уравнению

где 5д = 1, если элемент сети j входит в маршрут к, и нулю в ином случае.

Данный метод маршрутизации особенно эффективен для логистических систем, которые функционируют в транспортной инфраструктуре с постоянно изменяющимися условиями. Расчетные данные по эффективности метода приведены на рис. 3.32.

Приведенные данные получены при многократных расчетах для различных периодов времени и различной конфигурации транспортно-распределительной сети. Существует достаточно широкое расхождение в результатах, которое в первую очередь свидетельствует о том, что результаты получены для реальной обстановки. Мини-

Рис. 3.32. Расчетные данные сокращения времени прохождения маршрута при динамической маршрутизации в логистических системах мальное значение сокращения времени прохождения маршрута составляет 1,2 %, максимальное — 41,6 %. В целом по результатам более чем 450 расчетных данных по различным маршрутам сокращение времени прохождения маршрута в среднем составило 13,85 %.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>