一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法及系统与流程

本发明属于物流资源调度，具体涉及一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法及系统。

背景技术：

1、随着全球供应链网络的复杂化与低碳化转型加速，多式联运作为衔接公路、铁路、水运与航空的核心物流形态，已成为提升运输效率与降低碳排放的关键路径。当前物流体系普遍依赖中心化调度平台进行资源分配与路径规划，其底层架构建立在静态合同与人工协调基础上，难以应对突发运力波动、跨境合规差异及碳排放透明度缺失等动态挑战。尤其在涉及多主体协作场景中，数据孤岛导致运力匹配滞后、成本与可持续性目标割裂造成决策失衡，严重制约了多式联运系统的韧性与进化能力。

2、现有技术中针对多式联运物流资源的调度和路径优化方式已经基本能够满足使用需求，但是仍然存在一定的不足之处：（1）运力调度仍依赖人工竞价或固定规则匹配，无法根据实时供需弹性生成帕累托最优解，从而使得运输单元空驶率居高不下且碳排放冗余难以压缩。

3、（2）路径规划与资源匹配多聚焦单一目标，忽视运输时长、路径可靠性等关键需求，导致高优先级货物常因时效不达标或路径故障影响交付。

4、（3）缺乏针对调度方案的鲁棒性验证机制，方案生成后仅通过静态计算判断可行性，未考虑实际运营中的扰动风险，一旦遭遇突发状况，需重新执行全局计算，耗时较长且易造成货物积压，难以保障供应链连续性。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明第一方面提供一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，包括：s1、资源与货物数据获取：实时获取多式联运物流中各运输节点的资源状态数据，并同步获取待调度货物属性数据。

3、s2、多维度匹配矩阵构建：基于资源状态数据和货物属性数据，构建以运输单元为行、货物批次为列的多维度资源-需求匹配矩阵。

4、s3、分层约束过滤：对所述多维度资源-需求匹配矩阵执行约束过滤处理，输出多式联运物流中运输单元-货物批次的可行匹配子集。

5、s4、静态候选调度方案生成：采用改进离散多目标粒子群优化算法对所述可行匹配子集进行全局寻优，生成多式联运物流中运输单元-货物批次的候选匹配子集。

6、s5、候选调度方案修正：构建动态调度决策模型，实时监测多式联运物流过程中的扰动信号，当满足扰动信号触发条件时启动局部重优化操作。

7、s6、方案鲁棒性验证：将修正后的所述候选匹配子集导入数字孪生体仿真平台中，根据蒙特卡洛模拟过程中计算的失效概率和平均延迟时长计算鲁棒性评分，选取评分最高的方案作为最优调度方案。

8、本发明第二方面提供一种多式联运物流资源调度与路径优化系统，包括：资源与货物数据获取模块、多维度匹配矩阵构建模块、分层约束过滤模块、静态候选调度方案生成模块、候选调度方案修正模块和方案鲁棒性验证模块。

9、所述资源与货物数据获取模块与所述多维度匹配矩阵构建模块连接，所述多维度匹配矩阵构建模块与所述分层约束过滤模块连接，所述分层约束过滤模块与所述静态候选调度方案生成模块连接，所述静态候选调度方案生成模块与所述候选调度方案修正模块连接，所述候选调度方案修正模块与所述方案鲁棒性验证模块连接。

10、资源与货物数据获取模块，实时获取多式联运物流中各运输节点的资源状态数据，并同步获取待调度货物属性数据。

11、多维度匹配矩阵构建模块，基于资源状态数据和货物属性数据，构建以运输单元为行、货物批次为列的多维度资源-需求匹配矩阵。

12、分层约束过滤模块，对所述多维度资源-需求匹配矩阵执行约束过滤处理，输出多式联运物流中运输单元-货物批次的可行匹配子集。

13、静态候选调度方案生成模块，采用改进离散多目标粒子群优化算法对所述可行匹配子集进行全局寻优，生成多式联运物流中运输单元-货物批次的候选匹配子集。

14、候选调度方案修正模块，构建动态调度决策模型，实时监测多式联运物流过程中的扰动信号，当满足扰动信号触发条件时启动局部重优化操作。

15、方案鲁棒性验证模块，将修正后的所述候选匹配子集导入数字孪生体仿真平台中，根据蒙特卡洛模拟过程中计算的失效概率和平均延迟时长计算鲁棒性评分，选取评分最高的方案作为最优调度方案。

16、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过构建运力动态聚合到路径多目标优化再到动态故障修复的系统性架构，解决了现有分布式调度方案单点化的缺陷，解决了调度方案与实际运力需求脱节、响应延迟的问题。

17、2、本发明通过多目标粒子群优化算法对可行匹配子集进行全局寻优，解决了运力匹配低效化与优化目标单一化问题，也解决了仅关注成本、忽视时效与可靠性的多目标失衡问题，适配高优先级货物的交付需求。

18、3、本发明通过调度方案的无鲁棒性验证，解决了突发状况下需全局重算、修复耗时久的问题，保障了供应链连续性。

1.一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述步骤s1的具体内容包括：

3.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述多维度资源-需求匹配矩阵的具体构建过程包括：

4.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述约束过滤处理包括物理可行性约束过滤层、时效硬性约束过滤层和成本弹性约束过滤层；

5.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述多目标包括最小化总运输成本、最小化总运输时长、最大化运输路径可靠性；

6.根据权利要求5所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述生成多式联运物流中运输单元-货物批次的候选匹配子集的具体过程包括：

7.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述扰动信号触发条件的具体内容包括：

8.根据权利要求7所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述局部重优化操作的具体内容包括：

9.根据权利要求1所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法，其特征在于：所述失效概率和平均延迟时长以及鲁棒性评分的具体计算过程包括：

10.一种用于执行权利要求1-9所述的一种多目标鲁棒优化的多式联运物流资源调度与路径规划方法的系统，其特征在于：包括：