基于路网容量约束的卡车编队规划问题

卡车编队作为一种高速公路上卡车链接技术，因其在能源和运营成本节省方面的优势，近年来受到广泛关注。然而，现有大多数卡车编队研究仅聚焦于每辆卡车只能服务单个客户需求、且具有确定性来源-目的对的场景，仅考虑路径和时间安排。然而，在实际物流场景中，每辆卡车可能需要服务于不同地点的多个客户，运营商需确定不仅每辆卡车的路径和时间安排，还需决定每辆卡车的客户集合及其访问顺序。这被称为带时间窗的容量车辆路径问题（CVRPTW），将卡车编队应用于此类问题意味着需要新的建模框架和量身定制的求解算法。本研究首次针对路网CVRPTW优化卡车编队计划，以最小化总运营成本（包括车辆固定调度成本和能源成本）为目标，在满足客户时间窗约束的前提下完成所有配送需求。具体而言，运营计划将决定调度的卡车数量、客户集合以及每辆卡车的路径和时间安排。此外，建模框架基于路网而非传统的客户节点图构建，以更贴近并便于编队操作。开发了嵌入“路径-调度”方案、动态规划和修正插入启发式方法的三阶段算法，以便于及时求解所提出的模型。通过数值实验验证了建模框架的有效性，展示了所提出求解算法的性能，并量化了卡车编队的收益。