一种基于和声搜索的车货匹配方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及物流技术领域，具体涉及一种基于和声搜索的车货匹配方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.目前，在货运物流中存在着物流资源利用率低、成本居高不下的问题，一项重要因素为车货双方的信息不对称。由于信息不流通，车主获取货源信息存在一定的滞后性，导致车辆的闲置和等待时间成本的增加；而在车主结束配送之后，由于大部分的货源是单边货源，在回程中也面临着空驶的难题。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中物流资源利用率低的问题，本发明提供一种基于和声搜索的车货匹配方法、系统、设备及介质。
4.为实现上述目的，本发明技术方案如下：
5.第一方面，本发明提供一种基于和声搜索的车货匹配方法，包括如下步骤：
6.根据车货距离建立距离矩阵，设置和声记忆库的容量、保留概率、记忆扰动概率及最大迭代次数；
7.根据所述容量，随机匹配车货获得若干车货匹配方案，计算出每个车货匹配方案的量化结果，根据所述距离矩阵、车货匹配方案和量化结果，建立和声记忆库；
8.随机获取取值概率和音调微调概率，分别与保留概率和记忆扰动概率相比较，根据比较结果生成新的车货匹配方案或微调现有车货匹配方案或使用现有车货匹配方案；
9.计算所述生成新的车货匹配方案或微调现有车货匹配方案或使用现有车货匹配方案的量化结果，更新和声记忆库中的车货匹配方案；
10.迭代次数达到所述最大迭代次数后，从和声记忆库中选取量化结果最优的车货匹配方案，即为最优车货匹配方案。
11.进一步的，若所述取值概率小于所述保留概率，则从所述和声记忆库中随机取值一种车货匹配方案，否则随机生成一种车货匹配方案。
12.进一步的，若所述音调微调概率小于所述记忆扰动概率，则使用现有车货匹配方案，否则微调现有车货匹配方案。
13.进一步的，所述车货匹配方案的量化结果计算过程包括如下步骤：
14.根据车货匹配方案中车货匹配关系，计算车货匹配率；
15.根据目的地，计算车货空驶率；
16.根据货物运输需求和车辆承载能力，计算车货装载率；
17.根据所述车货空驶率和车货装载率计算车货匹配收益；
18.根据所述车货匹配率和所述车货匹配收益，计算得到量化结果。
19.进一步的，还包括步骤：提前检查是否还有空余车辆与多余货物支持车货匹配，如
果有则继续进行匹配操作，否则返回等候信号，将车辆或货物移入等待队列。
20.进一步的，所述根据车货距离建立距离矩阵中，若某个货物在某台车辆承担能力范围外，则将两者之间距离设为零。
21.进一步的，所述取值概率和音调微调概率取值范围为[0,1]。
[0022]
第二方面，本发明提供一种基于和声搜索的车货匹配系统，包括如下模块：
[0023]
初始化模块：用于根据车货距离建立距离矩阵，设置和声记忆库的容量、保留概率、记忆扰动概率及最大迭代次数；
[0024]
匹配计算模块：用于根据所述容量，随机匹配车货获得若干车货匹配方案，计算出每个车货匹配方案的量化结果，根据所述距离矩阵、车货匹配方案和量化结果，建立和声记忆库；
[0025]
比较执行模块：用于随机获取取值概率和音调微调概率，分别与保留概率和记忆扰动概率相比较，根据比较结果生成新的车货匹配方案或微调现有车货匹配方案或使用现有车货匹配方案；
[0026]
更新模块：用于计算比较执行模块中车货匹配方案的量化结果，更新和声记忆库中的车货匹配方案；
[0027]
迭代模块：用于重复迭代比较执行模块和更新模块，直至迭代次数达到所述最大迭代次数，从和声记忆库中选取量化结果最优的车货匹配方案，即为最优车货匹配方案。
[0028]
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项所述基于和声搜索的车货匹配方法。
[0029]
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的基于和声搜索的车货匹配方法。
[0030]
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
[0031]
第一、基于和声搜索算法的车货匹配方法通过创作和迭代调整决策策略，使用目标函数改变对特定需求的偏好，并以此调整车货匹配策略。和声搜索算法对先验知识的要求较低，且拥有智能化算法经验可迭代的优点，在结合状态抽象和值函数近似的思想后，对于解决大规模条件输入问题有着较显著的效果，可比较明显的减小计算问题时的时间消耗和空间消耗，在较短时间内得到一个可接受的车货匹配结果。
[0032]
第二、车货匹配作为货运物流平台的重要功能之一，不仅能够更加智能化地为车主和货主提供服务，提高用户满意度，而且也能针对车辆闲置、物流成本高等问题提出改善措施，进行高效运力调度。
[0033]
第三、完善智能物流配送调配体系；促进人员、货源、车源等信息高效匹配，有效降低货车空驶率，提高配送效率。因此，实现货运物流平台供需双方的智能化、自动化车货匹配，最大化社会资源利用率，是货运物流今后的发展趋势。
附图说明
[0034]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0035]
图1为本发明一种基于和声搜索的车货匹配方法流程示意图；
[0036]
图2为本发明一种基于和声搜索的车货匹配方法计算流程示意图；
[0037]
图3为本发明一种基于和声搜索的车货匹配方法和声搜索示意图。
具体实施方式
[0038]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0040]
实施例1
[0041]
和声搜索是一种基于音乐的元启发式优化算法。使用和声搜索算法构建车货匹配模型，其匹配系统由和声记忆库和创作智能构成，创作智能根据迭代次数获取创作方向概率，做出和声创作，通过对比迭代更新和声记忆库。在接收运输需求与申请后，结合目标函数，车辆和货物需求申请，进行车货匹配方案决策，首先建立和声记忆库，利用创作智能构建新和声方案，计算方案量化结果，迭代更新和声记忆库。和声记忆库主要储存三个矩阵，分别是距离矩阵，方案矩阵以及结果矩阵，创作智能主要依靠和声记忆库取值概率和音调微调概率来进行新和声创作，最后将新和声方案量化结果与和声记忆库里的进行比较，进行迭代更新。
[0042]
如图1所示，车货匹配方案计算，步骤流程包括：
[0043]
a1：获取货运物流平台的运输需求与申请，检查是否还有空余车辆与多余货物支持车货匹配，如果有则继续进行匹配操作，否则返回等候信号，将车辆或货物移入等待队列。
[0044]
a2：根据车辆和货物的对应关系查询距离并建立距离矩阵，若某个货物在某台车辆承担能力范围外，则将两者之间距离设为零。
[0045]
a3：设置和声记忆库的容量、保留概率、记忆扰动概率及最大迭代次数，根据容量大小，随机匹配车辆与货物，建立出多个车货匹配方案以备后续迭代计算，结合车货匹配目标函数，计算出每个车货匹配方案的量化结果并排序。
[0046]
a4：在[0,1]之间随机产生两个变量，分别为取值概率和音调微调概率，若取值概率小于保留概率，则从和声记忆库中随机的取值一种车货匹配方案，否则随机生成一种车货匹配方案；若车货匹配方案由和声记忆库中随机获得，比较音调微调概率与记忆扰动概率，若音调微调概率小于记忆扰动概率，则不对车货匹配方案进行微调，否则微调车货匹配方案，生成微调过的车货匹配方案，微调车货匹配方案具体为，更改较少数量的车货匹配关系，以获得一种与原方案接近但有区别的新方案。
[0047]
a5：计算a4步骤中车货匹配方案的量化结果，如果优于和声记忆库中最差方案的量化结果，将a4步骤中车货匹配方案放入和声记忆库，并将原最差方案删除，更新和声记忆库，并排序得到量化结果最差方案。
[0048]
a6：重复步骤a4和a5更新和声记忆库，直至迭代次数达到最大迭代次数，求解出最
优车货匹配方案。
[0049]
a7：记录最优车货匹配方案，包括对应的车货距离、取值概率、音调微调概率、已迭代次数等信息，清空和声记忆库，检查等待队列，等待下一次运输需求与申请。
[0050]
如图2所示，车货匹配方案量化计算过程，关键步骤如下：
[0051]
b1、计算车货匹配率；
[0052][0053]
其中i,j为待匹配车辆与货物的数量，匹配则x为1，不匹配则x为0。
[0054]
b2、计算车货空驶率。
[0055][0056]
其中d为车货之间距离，l为货物与目的地之间距离。
[0057]
b3、计算车货装载率。
[0058][0059]
其中d为货物运输需求，c为车辆承载能力。
[0060]
b4、利用车货空驶率与车货装载率，计算车货匹配收益p。
[0061]
p＝λ1(1-ur) λ2lr
[0062]
λ1、λ2∈[0,1]，λ1 λ2＝1。
[0063]
b5、利用车货匹配收益和车货匹配率计算量化结果z。
[0064]
maxz＝w1mr w2p
[0065]
其中w1、w2∈[0,1]，w1 w2＝1。
[0066]
如图3所示，车辆和货物一一对应匹配。车货匹配系统根据请求次序，依次对队列中的入库请求进行处理。根据各车辆与货物的属性为车辆和货物做出最优化匹配。匹配完成后将该决策造成的时间消耗进行预测计算，并记录相关的分配结果。
[0067]
实施例2
[0068]
一种基于和声搜索的车货匹配系统，其特征在于，包括如下模块：
[0069]
初始化模块：用于根据车货距离建立距离矩阵，设置和声记忆库的容量、保留概率、记忆扰动概率及最大迭代次数；
[0070]
匹配计算模块：用于根据所述容量，随机匹配车货获得若干车货匹配方案，计算出每个车货匹配方案的量化结果，根据所述距离矩阵、车货匹配方案和量化结果，建立和声记忆库；
[0071]
比较执行模块：用于随机获取取值概率和音调微调概率，分别与保留概率和记忆扰动概率相比较，根据比较结果生成新的车货匹配方案或微调现有车货匹配方案或使用现有车货匹配方案；
[0072]
更新模块：用于计算比较执行模块中车货匹配方案的量化结果，更新和声记忆库中的车货匹配方案；
[0073]
迭代模块：用于重复迭代比较执行模块和更新模块，直至迭代次数达到所述最大迭代次数，从和声记忆库中选取量化结果最优的车货匹配方案，即为最优车货匹配方案。
[0074]
实施例3
[0075]
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1所述基于和声搜索的车货匹配方法。
[0076]
实施例4
[0077]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述基于和声搜索的车货匹配方法。
[0078]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0079]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0080]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0081]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0082]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
[0083]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。