路径规划与智能选址的物流规划教学系统

摘要

本发明公开了一种路径规划与智能选址的物流规划教学系统，该系统支持用户进行自主规划路径和系统进行自动规划路径以及支持用户进行自主选址和系统进行自动选址，通过对用户自主规划路径和系统自动规划路径的比较以及用户自主选址和系统自动选址的比较，对系统自动规划路径精确算法不同模型的比较以及系统自动选址精确算法不同模型的比较，对系统自动规划路径精确算法与近似算法的比较以及系统自动选址精确算法与近似算法的比较，对相同输入信息不同目标函数的问题精确算法结果的比较，能够帮助学生充分了解随着问题规模增大而快速增加的问题复杂性，充分了解系统所采用的模型及算法带来的巨大效益，充分了解不同目标函数对于优化结果的重大影响。

说明书

技术领域

本发明涉及物流技术领域，尤其涉及一种路径规划与智能选址的物流规划教学系统。

背景技术

路径规划和智能选址作为物流领域的重要实践，广泛应用于电商企业最后一公里、工厂仓库选址等实际运作，对企业降低成本、提升效率、提高客户满意度等方面具有不容忽视的影响，一直以来受到业界的重视。然而，结合多变的现实情况，路径规划与智能选址问题具有高度的数学复杂性，仅凭经验直觉往往无法达到系统最优解。因此，如何让更多从事物流领域的人能够认识到经验直觉的局限性，并充分了解路径规划与智能选址问题的建模、求解等一系列过程，已经成为十分重要的实际问题。

以传统展示、板书、口述等方式为代表的授课过程在教学效果上有局限性。对于学员来说，传统的教学方式由于没有自我的主动参与，学员只能被动地接受路径规划和智能选址的相关概念、模型、算法，很难在有限的时间内掌握所有知识，将会缺少对变种问题差异的充分理解，缺少对问题规模对于问题复杂度影响的直观理解，缺少对经验直觉同系统优化之间差距的定量理解，缺少对不同模型与不同算法对于求解结果影响的定量理解，缺少对不同优化目标造成的求解结果之间差异的定量理解。对于教师来说，采用传统的教学方式，教师无法了解学员掌握知识的情况，无法直观、准确、定量地展示出路径规划和智能选址问题中不同问题变种、不同问题规模、不同数学模型、不同算法、不同优化目标之间的差异。如何解决上述路径规划与智能选址传统教学方式的局限性，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出的路径规划与智能选址的物流规划教学系统，支持用户进行自主规划路径和系统进行自动规划路径以及支持用户进行自主选址和系统进行自动选址，通过对用户自主规划路径和系统自动规划路径的比较以及用户自主选址和系统自动选址的比较，对系统自动规划路径精确算法不同模型的比较以及系统自动选址精确算法不同模型的比较，对系统自动规划路径精确算法与近似算法的比较以及系统自动选址精确算法与近似算法的比较，对相同输入信息不同目标函数的问题精确算法结果的比较，能够帮助学生充分了解随着问题规模增大而快速增加的问题复杂性，充分了解系统所采用的模型及算法带来的巨大效益，充分了解不同目标函数对于优化结果的重大影响。同时也能对问题规模、算法选择等因素同求解运行时间的关系产生直观感受。同时，该系统要求学生课堂保持参与度，有利于教师及时了解学生的上课状态，可以更有的放矢的进行授课。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统，包括：路径规划教学平台和智能选址教学平台。

所述路径规划教学平台，用于接收用户导入的路径规划信息，根据所述路径规划信息进行用户自主路径规划和系统自动路径规划，并对用户自主路径规划得到的规划结果和系统自动路径规划得到的规划结果进行比对，以及对路径规划信息、用户自主路径规划得到的规划结果、系统自动路径规划得到的规划结果、路径规划比对结果分别进行展示；

所述智能选址教学平台，用于接收用户导入的选址信息，根据所述选址信息进行用户自主选址和系统自动选址，并对用户自主选址得到的选址结果和系统自动选址得到的选址结果进行比对，以及对选址信息、用户自主选址得到的选址结果、系统自动选址得到的选址结果、选址比对结果分别进行展示。

如上所述的系统，游戏设置模块、第一用户自主路径规划模块、第一系统自动路径规划模块、第一路径展示模块、第一信息说明模块；

所述第一游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第一路径规划信息，其中，所述第一路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第一用户自主路径规划模块，用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，接收用户根据所述地图数据测量中的站点位置信息、客户位置信息、道路信息所自主规划的路径，根据所述地图数据测量中的站点位置信息测量各个站点之间的距离，根据所自主规划的路径和各个站点之间的距离生成用户自主规划路径结果；

所述第一系统自动路径规划模块，用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和用户选择的系统求解方式进行自动规划路径，生成系统自动规划路径结果；

所述第一路径展示模块，用于分别接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息、所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果、所述第一系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第一信息说明模块，用于接收所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果并展示用户自主规划路径结果中的；并对所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果和所述第一系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果进行比对，获取路径规划比对结果并展示，其中，路径规划比对结果包括路径长度的比对结果。

如上所述的系统，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第一系统自动路径规划模块，具体用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和第一预设算法进行自动规划路径，生成第一系统自动规划路径结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第一系统自动路径规划模块，具体用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和第一预设模型进行自动规划路径，生成第二系统自动规划路径结果。

如上所述的系统，所述第一路径展示模块，还用于接收所述第一系统自动路径规划模块输出的第一系统自动规划路径结果、第二系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第一信息说明模块，还用于对所述第一系统自动规划路径结果、第二系统自动规划路径结果进行比对，获取系统自动规划路径的比对结果并展示，其中，系统自动规划路径的比对结果包括系统自动规划路径所花费的时间的比对结果和不同的系统求解方式对应的路径长度的比对结果。

如上所述的系统，所述路径规划教学平台包括变种问题拓展系统，所述变种问题拓展系统包括第二游戏设置模块、第二用户自主路径规划模块、第二系统自动路径规划模块、第二路径展示模块、第二信息说明模块；

所述第二游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第二路径规划信息，其中，所述第二路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第二用户自主路径规划模块，用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，接收用户根据所述地图数据测量中的站点位置信息、客户位置信息、道路信息所自主规划的路径，根据所述地图数据测量中的站点位置信息测量各个站点之间的距离，根据所自主规划的路径和各个站点之间的距离生成用户自主规划路径结果；

所述第二系统自动路径规划模块，用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和用户选择的系统求解方式进行自动规划路径，生成系统自动规划路径结果；

所述第二路径展示模块，用于分别接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息、所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果、所述第二系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第二信息说明模块，用于接收所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果并展示用户自主规划路径结果中的当前车辆、剩余容量、行驶路程、当前时间；并对所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果和所述第二系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果进行比对，获取路径规划比对结果并展示，其中，路径规划比对结果包括变种问题优化目标值的比对结果。

如上所述的系统，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第二系统自动路径规划模块，具体用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和第二预设算法进行自动规划路径，生成第三系统自动规划路径结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第二系统自动路径规划模块，具体用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和第二预设模型进行自动规划路径，生成第四系统自动规划路径结果。

如上所述的系统，所述第二路径展示模块，还用于接收所述第二系统自动路径规划模块输出的第三系统自动规划路径结果、第四系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第二信息说明模块，还用于对所述第三系统自动规划路径结果、第四系统自动规划路径结果进行比对，获取系统自动规划路径的比对结果并展示，其中，系统自动规划路径的比对结果包括不同的系统求解方式所花费的时间的比对结果和对应的变种问题优化目标值的比对结果。

如上所述的系统，所述路径规划教学平台包括变种问题比较系统，所述变种问题比较系统包括第三游戏设置模块、第三系统自动路径规划模块、第三路径展示模块、第三信息说明模块；

所述第三游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第三路径规划信息，其中，所述第三路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第三系统自动路径规划模块，用于接收第三游戏设置模块的所述第三路径规划信息，根据所述第三路径规划信息和不同优化目标的路径规划算法分别进行自动规划路径，生成不同优化目标的系统自动规划路径结果；

所述第三路径展示模块，用于分别接收第三游戏设置模块的所述第三路径规划信息、所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动规划路径结果，并分别进行可视化展示；

所述第三信息说明模块，用于接收所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动路径规划结果，用于对所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动规划路径对应的优化目标值进行对比并展示。

如上所述的系统，所述智能选址教学平台包括选址问题拓展系统，所述选址问题拓展系统包括第四游戏设置模块、第一用户自主选址模块、第一系统自动选址模块、第一选址展示模块、第四信息说明模块；

所述第四游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第一选址信息，其中，所述第一选址信息包括地图数据、客户需求数据、仓库数据；

所述第一用户自主选址模块，用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，接收用户根据所述第一选址信息选择的仓库，根据用户所选择的仓库生成用户自主选址结果；

所述第一系统自动选址模块，用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和用户选择的系统求解方式进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成系统自动选址结果；

所述第一仓库展示模块，用于分别接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息、所述第一用户自主选址模块的用户自主选址结果、所述第一系统自动选址模块的系统自动选址结果，并分别进行展示；

所述第四信息说明模块，用于接收所述第一用户自主选址模块的用户自主选址结果和所述第一系统自动选址模块的系统自动选址结果进行比对，获取比对结果并展示。

如上所述的系统，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第一系统自动选址模块，具体用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和第三预设算法进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成第一系统自动选址结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第一系统自动选址模块，具体用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和第三预设模型进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成第二系统自动选址结果。

如上所述的系统，所述第一仓库展示模块，还用于接收所述第一系统自动选址模块输出的第一系统自动选址结果、第二系统自动选址结果，并分别进行展示；

所述第四信息说明模块，还用于对所述第一系统自动选址结果和所述第二系统自动选址结果进行比对，获取系统自动选址结果的比对结果并展示。

如上所述的系统，所述智能选址教学平台包括选址问题比较系统，所述选址问题拓展系统包括第五游戏设置模块、第二系统自动选址模块、第二仓库展示模块、第五信息说明模块；

所述第五游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第二选址信息，其中，所述第二选址信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第二系统自动选址模块，用于接收第五游戏设置模块的所述第二选址信息，根据所述第二选址信息和不同优化目标的选址模型分别进行自动选取仓库；以及根据不同优化目标对应仓库的仓库数据和第二选址信息中的客户位置信息，分别生成不同优化目标的系统自动选址结果；

所述第二仓库展示模块，用于分别接收第五游戏设置模块的所述第二选址信息、所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果，并分别进行展示；

第五信息说明模块，用于接收所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果，对所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果对应的优化目标值进行对比并展示。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1为本发明一实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统的结构框图；

图2为本发明又一实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统的结构框图；

图3为示例性的传统车辆路径问题系统的简要；

图4为示例性的变种问题拓展系统的简要；

图5为示例性的变种问题比较系统的简要；

图6为示例性的选址问题拓展系统的简要；

图7为示例性的选址问题比较系统的简要。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统。

图1为本发明一实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统的结构框图。如图1所示，本实施例提供的路径规划与智能选址的物流规划教学系统可以包括：路径规划教学平台和智能选址教学平台。

其中，路径规划教学平台，用于接收用户导入的路径规划信息，根据所述路径规划信息进行用户自主路径规划和系统自动路径规划，并对用户自主路径规划得到的规划结果和系统自动路径规划得到的规划结果进行比对，以及对路径规划信息、用户自主路径规划得到的规划结果、系统自动路径规划得到的规划结果、路径规划比对结果分别进行展示。

其中，智能选址教学平台，用于接收用户导入的选址信息，根据所述选址信息进行用户自主选址和系统自动选址，并对用户自主选址得到的选址结果和系统自动选址得到的选址结果进行比对，以及对选址信息、用户自主选址得到的选址结果、系统自动选址得到的选址结果、选址比对结果分别进行展示。

在本实施例中，路径规划教学平台可以支持多种车辆路径变种问题的教学，支持用户进行自主规划路径和系统进行自动规划路径，有助于学生在课堂上直观体验车辆路径问题的决策流程和决策效果，在系统中准确了解车辆路径问题中各个模型参数的实际意义，和决策变量所受到的约束对问题求解的影响。同时，也方便学生对不同类型的车辆路径问题进行比较。

在本实施例中，智能选址教学平台支持多种智能选址变种问题的教学，支持用户进行自主选址和系统进行自动选址，能帮助学生理解智能选址的决策流程和决策效果。尤其是对基础较差的学生，由此教学方法入手能更容易让学生体会智能选址的基本问题抽象方式和主要关心的影响决策的因素。

本实施例提供的路径规划与智能选址的物流规划教学系统支持用户进行自主规划路径和系统进行自动规划路径以及支持用户进行自主选址和系统进行自动选址，通过对用户自主规划路径和系统自动规划路径的比较以及用户自主选址和系统自动选址的比较，能够帮助学生切身了解系统所采用的算法带来的巨大效益，体会设计算法求解的优势，同时也能对问题规模和算法运行时间的关系产生直观感受。同时，该系统要求学生课堂保持参与度，有利于教师及时了解学生的上课状态，可以更有的放矢的进行授课。

图2为本发明一实施例的路径规划与智能选址的物流规划教学系统的结构框图。如图2所示，本实施例提供的路径规划与智能选址的物流规划教学系统可以包括：路径规划教学平台和智能选址教学平台。

其中，路径规划教学平台可以包括传统车辆路径问题系统、变种问题拓展系统、变种问题比较系统中的至少一种，但并不限于此。

具体地，传统车辆路径问题系统包括第一游戏设置模块、第一用户自主路径规划模块、第一系统自动路径规划模块、第一路径展示模块、第一信息说明模块。

其中，所述第一游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第一路径规划信息，其中，所述第一路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第一用户自主路径规划模块，用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，接收用户根据所述地图数据测量中的站点位置信息、客户位置信息、道路信息所自主规划的路径，根据所述地图数据测量中的站点位置信息测量各个站点之间的距离，根据所自主规划的路径和各个站点之间的距离生成用户自主规划路径结果；

所述第一系统自动路径规划模块，用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和用户选择的系统求解方式进行自动规划路径，生成系统自动规划路径结果；

所述第一路径展示模块，用于分别接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息、所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果、所述第一系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第一信息说明模块，用于接收所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果并展示用户自主规划路径结果中的；并对所述第一用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果和所述第一系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果进行比对，获取路径规划比对结果并展示，其中，路径规划比对结果包括路径长度的比对结果。

进一步地，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第一系统自动路径规划模块，具体用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和第一预设算法进行自动规划路径，生成第一系统自动规划路径结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第一系统自动路径规划模块，具体用于接收第一游戏设置模块的所述第一路径规划信息，根据所述第一路径规划信息和第一预设模型进行自动规划路径，生成第二系统自动规划路径结果。

进一步地，所述第一路径展示模块，还用于接收所述第一系统自动路径规划模块输出的第一系统自动规划路径结果、第二系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第一信息说明模块，还用于对所述第一系统自动规划路径结果、第二系统自动规划路径结果进行比对，获取系统自动规划路径的比对结果并展示，其中，系统自动规划路径的比对结果包括系统自动规划路径所花费的时间的比对结果和不同的系统求解方式对应的路径长度的比对结果。

以下通过具体示例对如何利用传统车辆路径问题系统进行教学进行说明。图3为示例性的传统车辆路径问题系统的简要。

当用户登录传统车辆路径问题教学系统之后，首先，用户进行游戏设置步骤。游戏设置环节主要是生成规划路径所需的数据源，数据生成方式可以有多种并接受用户的选择，例如，随机生成、实时自制(实时点击右侧可视化窗口生成数据)及实际导入(例如，可导入北京市地图进行实地验算)等方式。根据用户选择的数据生成方式生成地图数据(站点位置信息、客户位置信息、道路信息等)、客户需求数据、车队数据(车辆数量、车辆容量等)等第一路径规划信息，生成的第一路径规划信息可以实时显示在一可视化界面上供用户查看。

其次，进入用户自主路径规划步骤。用户在一可视化界面上可以查看到第一路径规划信息，根据查看到的第一路径规划信息在可视化界面上执行距离测量、规划路径、单步撤销、重置路径、隐藏路径等交互操作，若手动操作路径由于车辆容量限制不可行，此路径无法被点击生成。通过第一用户自主路径规划模块获取的用户自主规划路径结果至少包括用户所自主规划的路径和路径上各个站点之间的距离等等。

再次，进入到系统自主规划路径的步骤。系统自主规划路径由系统自动完成，具体地，传统车辆路径问题教学系统会自动调取相应的算法或模型，根据第一路径规划信息和相应的算法或模型自动规划路径。

在本实施例中，系统还可以选择不同的算法或模型来进行自动规划路径。例如，系统提供精确求解方式与近似求解方式等系统求解方式供用户选择。精确求解方式可以理解为利用预设模型自动规划路径，举例来说，对精确求解方式，系统可供选择的第一预设模型包括双下标车辆流模型、双下标双货物流模型，但并不限于此，当选择其中的一个模型时，求解选择的模型来规划路径。近似求解方式可以理解为利用算法自动规划路径，举例来说，对近似求解方式，系统可供选择的第一预设算法包括节约算法、扫描算法等启发式算法，适应性大规模领域搜索算法等元启发式算法，但并不限于此，当选择其中的一个算法时，利用所选择的算法对第一路径规划信息的运算来规划路径。

再次，进入路径展示环节。在该环节，提供一可视化界面，展示诸如地图数据、客户需求数据、车队数据等第一路径规划信息、用户自主规划的路径、系统自动规划的路径，并可随时进行路径隐藏/显示等交互操作。需要指出的是，使用户自主规划的路径和系统自动规划的路径以不同颜色展示在可视化界面上。例如，用户自主规划的路径显示的颜色为蓝色，系统自动规划的路径显示的颜色为绿色。

最后，进入信息说明环节。在该环节，提供一可视化界面，展示用户自主规划路径的现状(例如用户自主规划路径的当前车辆、剩余容量、行驶路程、当前时间)，以提醒学习用户对于当前资源需要合理利用；展示用户自主规划路径结果和系统自动规划路径结果的比对，以及不同求解方式的系统自动规划路径的比对，以帮助学习用户对于当前路径的质量进行合理评估。举例来说，可以比对用户自主规划路径的路径长度和系统自动规划路径的路径长度，也可以比对通过精确求解方式得到的系统自动规划路径所花费的求解时间和通过近似求解方式得到的系统自动规划路径所花费的求解时间，以及比对通过精确求解方式得到的系统自动规划路径的路径长度和通过近似求解方式得到的系统自动规划路径的路径长度，但并不限于此。

该传统车辆路径问题系统可以帮助用户了解自身对路径规划的掌握程度，了解随着问题规模增大而快速增加的问题复杂性，了解系统所采用的模型及算法带来的巨大效益，了解不同目标函数对于优化结果的重大影响，同时也能对问题规模、算法选择等因素同求解运行时间的关系产生直观感受。此外，在进行系统自动规划路径之后，用户仍可继续调整自己的自主所规划的路径以同系统自动规划的路径进行更为深入细致地比较分析。

具体地，变种问题拓展系统包括第二游戏设置模块、第二用户自主路径规划模块、第二系统自动路径规划模块、第二路径展示模块、第二信息说明模块。

所述第二游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第二路径规划信息，其中，所述第二路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第二用户自主路径规划模块，用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，接收用户根据所述地图数据测量中的站点位置信息、客户位置信息、道路信息所自主规划的路径，根据所述地图数据测量中的站点位置信息测量各个站点之间的距离，根据所自主规划的路径和各个站点之间的距离生成用户自主规划路径结果；

所述第二系统自动路径规划模块，用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和用户选择的系统求解方式进行自动规划路径，生成系统自动规划路径结果；

所述第二路径展示模块，用于分别接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息、所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果、所述第二系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第二信息说明模块，用于接收所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果并展示用户自主规划路径结果中的当前车辆、剩余容量、行驶路程、当前时间；并对所述第二用户自主路径规划模块的用户自主规划路径结果和所述第二系统自动路径规划模块的系统自动规划路径结果进行比对，获取路径规划比对结果并展示，其中，路径规划比对结果包括变种问题优化目标值的比对结果。

进一步地，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第二系统自动路径规划模块，具体用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和第二预设算法进行自动规划路径，生成第三系统自动规划路径结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第二系统自动路径规划模块，具体用于接收第二游戏设置模块的所述第二路径规划信息，根据所述第二路径规划信息和第二预设模型进行自动规划路径，生成第四系统自动规划路径结果。

进一步地，所述第二路径展示模块，还用于接收所述第二系统自动路径规划模块输出的第三系统自动规划路径结果、第四系统自动规划路径结果，并分别进行展示；

所述第二信息说明模块，还用于对所述第三系统自动规划路径结果、第四系统自动规划路径结果进行比对，获取系统自动规划路径的比对结果并展示，其中，系统自动规划路径的比对结果包括不同的系统求解方式所花费的时间的比对结果和对应的变种问题优化目标值的比对结果。

以下通过具体示例对如何利用变种问题拓展系统进行教学进行说明。本实施例具体以时间窗车辆路径问题教学系统这一变种问题拓展系统为例。图4为示例性的变种问题拓展系统的简要。

当用户登录变种问题拓展系统之后，首先，用户进行游戏设置步骤。游戏设置环节主要是生成规划路径所需的数据源，数据生成方式可以有多种并接受用户的选择，例如，随机生成、实时自制(实时点击右侧可视化窗口生成数据)及实际导入(例如，可导入北京市地图进行实地验算)等方式。根据用户选择的数据生成方式生成地图数据(站点位置信息、客户位置信息、道路信息等)、客户需求数据、车队数据(车辆数量、车辆容量等)等第二路径规划信息，生成的第二路径规划信息可以实时显示在一可视化界面上供用户查看。

其次，进入用户自主路径规划步骤。用户在一可视化界面上可以查看到第二路径规划信息，根据查看到的第二路径规划信息在可视化界面上执行距离测量、规划路径、单步撤销、重置路径、隐藏路径等交互操作，若手动操作路径由于车辆容量限制不可行，此路径无法被点击生成。通过第二用户自主路径规划模块获取的用户自主规划路径结果至少包括用户所自主规划的路径和路径上各个站点之间的距离等等。

再次，进入到系统自主规划路径的步骤。系统自主规划路径由系统自动完成，具体地，变种问题拓展系统会自动调取相应的算法或模型，根据第二路径规划信息和相应的算法或模型自动规划路径。

在本实施例中，系统还可以选择不同的算法或模型来进行自动规划路径。例如，系统提供精确求解方式与近似求解方式等系统求解方式供用户选择。精确求解方式可以理解为利用选择模型自动规划路径，举例来说，对精确求解方式，系统可供选择的第二预设模型包括三下标车辆流模型、集合划分模型等基本模型，但并不限于此，当选择其中的一个模型时，利用所选择的模型来规划路径。近似求解方式可以理解为利用选择的算法自动规划路径，举例来说，对近似求解方式，系统可供选择的第二预设算法包括Insertion算法等启发式算法、适应性大规模领域搜索算法等元启发式算法，但并不限于此，当选择其中的一个算法时，利用所选择的算法对第二路径规划信息的运算来规划路径。

再次，进入路径展示环节。在该环节，提供一可视化界面，展示诸如地图数据、客户需求数据、车队数据等第二路径规划信息、用户自主规划的路径、系统自动规划的路径，并可随时进行路径隐藏/显示等交互操作。需要指出的是，使用户自主规划的路径和系统自动规划的路径以不同颜色展示在可视化界面上。

最后，进入信息说明环节。在该环节，提供一可视化界面，展示用户自主规划路径的现状(例如用户自主规划路径的当前车辆、剩余容量、行驶路程、当前时间)，以提醒学习用户对于当前资源需要合理利用；展示用户自主规划路径结果和系统自动规划路径结果的比对，以及不同求解方式的系统自动规划路径的比对，以帮助学习用户对于当前路径的质量进行合理评估。举例来说，可以比对用户自主规划路径的路径长度和系统自动规划路径的路径长度，也可以比对通过精确求解方式得到的系统自动规划路径所花费的求解时间和通过近似求解方式得到的系统自动规划路径所花费的求解时间，以及比对通过精确求解方式得到的系统自动规划路径的路径长度和通过近似求解方式得到的系统自动规划路径的路径长度，但并不限于此。需要指出的是，变种问题优化目标值可以是路径长度，但并不限于此。

该变种问题拓展系统可以帮助用户了解自身对路径规划的掌握程度，也可以通过获知比对结果切身了解算法带来的巨大效益，体会设计算法求解的优势，同时也能对问题规模和算法运行时间的关系产生直观感受。此外，在进行系统自动规划路径之后，用户仍可继续调整自己的自主所规划的路径以同系统自动规划的路径进行更为深入细致地比较分析。

具体地，变种问题比较系统包括第三游戏设置模块、第三系统自动路径规划模块、第三路径展示模块、第三信息说明模块。

所述第三游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第三路径规划信息，其中，所述第三路径规划信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第三系统自动路径规划模块，用于接收第三游戏设置模块的所述第三路径规划信息，根据所述第三路径规划信息和不同优化目标的路径规划算法分别进行自动规划路径，生成不同优化目标的系统自动规划路径结果；

所述第三路径展示模块，用于分别接收第三游戏设置模块的所述第三路径规划信息、所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动规划路径结果，并分别进行可视化展示；

所述第三信息说明模块，用于接收所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动路径规划结果，用于对所述第三系统自动路径规划模块的不同优化目标的系统自动规划路径对应的优化目标值进行对比并展示。

以下通过具体示例对如何利用变种问题比较系统进行教学进行说明。本实施例具体以距离/油耗最小化车辆路径问题比较教学系统这一变种问题比较系统为例进行说明。对距离最小化车辆路径问题教学系统，优化目标是使规划的路径具有最小行驶距离；对油耗最小化车辆路径问题教学系统，优化目标是使规划的路径具有最小油耗。图5为示例性的变种问题比较系统的简要。

当用户登录变种问题比较系统之后，首先，用户进行游戏设置步骤。游戏设置环节主要是生成规划路径所需的数据源，数据生成方式可以有多种并接受用户的选择，例如，随机生成、实时自制(实时点击右侧可视化窗口生成数据)及实际导入(例如，可导入北京市地图进行实地验算)等方式。根据用户选择的数据生成方式生成地图数据(站点位置信息、客户位置信息、道路信息等)、客户需求数据、车队数据(车辆数量、车辆容量等)等第三路径规划信息，生成的第三路径规划信息可以实时显示在一可视化界面上供用户查看。

需要指出的是，不同优化目标的路径规划算法的数据源保持一致，并及时地在各自的可视化界面中分别显示。以距离/油耗最小化车辆路径问题比较教学系统为例，距离最小化车辆路径问题比较教学系统和油耗最小化车辆路径问题比较教学系统的数据源一致。其中，距离最小化车辆路径问题的优化目标为距离最小化，油耗最小化车辆路径问题的优化目标为油耗最小化。

其次，进入到系统自主规划路径的步骤。系统自主规划路径由系统自动完成，具体地，变种问题比较系统会自动地调取相应的路径规划算法，根据第三路径规划信息和相应的路径规划算法自动规划路径。以距离/油耗最小化车辆路径问题比较教学系统为例，第三系统自动路径规划模块会调取距离最小化优化算法，根据第三路径规划信息和距离最小化优化算法规划距离这一优化目标的路径；同时，第三系统自动路径规划模块会调取油耗最小化优化算法，根据第三路径规划信息和油耗最小化优化算法规划油耗这一优化目标的路径。

再次，进入路径展示环节。在该环节，提供一可视化界面，展示诸如地图数据、客户需求数据、车队数据等第三路径规划信息、不同优化目标的系统自动规划的路径，并可随时进行路径隐藏/显示等交互操作。需要指出的是，使不同优化目标的系统自动规划的路径以不同颜色展示在可视化界面上。

最后，进入信息说明环节。在该环节，提供一可视化界面，直观展示不同优化目标的系统自动规划路径的比对结果，以帮助用户对不同优化目标的车辆路径问题的区别进行更为深入细致地思考分析。举例来说，在信息说明环节，用户可直观地看到距离油耗最小化车辆路径问题和距离油耗最小化车辆路径问题的区别，在第三信息说明模块对应的可视化界面上看到两者问题的距离对比结果和油耗对比结果。

其中，智能选址教学平台包括选址问题拓展系统、选址问题比较系统中的至少一种，但并不限于此。

具体地，选址问题拓展系统包括第四游戏设置模块、第一用户自主选址模块、第一系统自动选址模块、第一仓库展示模块、第四信息说明模块。

所述第四游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第一选址信息，其中，所述第一选址信息包括地图数据、客户需求数据、仓库数据；

所述第一用户自主选址模块，用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，接收用户根据所述第一选址信息选择的仓库，根据用户所选择的仓库生成用户自主选址结果；

所述第一系统自动选址模块，用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和用户选择的系统求解方式进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成系统自动选址结果；

所述第一仓库展示模块，用于分别接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息、所述第一用户自主选址模块的用户自主选址结果、所述第一系统自动选址模块的系统自动选址结果，并分别进行展示；

所述第四信息说明模块，用于接收所述第一用户自主选址模块的用户自主选址结果和所述第一系统自动选址模块的系统自动选址结果进行比对，获取比对结果并展示。

进一步地，所述用户选择的系统求解方式包括近似求解方式和精确求解方式；

在用户选择的系统求解方式为近似求解方式时，所述第一系统自动选址模块，具体用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和第三预设算法进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成第一系统自动选址结果；

在用户选择的系统求解方式为精确求解方式时，所述第一系统自动选址模块，具体用于接收第四游戏设置模块的所述第一选址信息，根据所述第一选址信息和第三预设模型进行自动选取仓库，根据系统所选择的仓库生成第二系统自动选址结果。

进一步地，所述第一仓库展示模块，还用于接收所述第一系统自动选址模块输出的第一系统自动选址结果、第二系统自动选址结果，并分别进行展示；

所述第四信息说明模块，还用于对所述第一系统自动选址结果和所述第二系统自动选址结果进行比对，获取系统自动选址结果的比对结果并展示。

以下通过具体示例对如何利用选址问题拓展系统进行教学进行说明。本实施例具体以P中值问题教学系统这一选址问题拓展系统为例进行说明。图6为示例性的选址问题拓展系统的简要。

当用户登录选址问题拓展系统之后，首先，用户进行游戏设置步骤。游戏设置环节主要是生成规划路径所需的数据源，数据生成方式可以有多种并接受用户的选择，例如，随机生成、实时自制(实时点击右侧可视化窗口生成数据)及实际导入(例如，可导入北京市地图进行实地验算)等方式。根据用户选择的数据生成方式生成地图数据(客户位置信息等)、客户需求数据、仓库数据(仓库位置、所需仓库数量信息等)等第一选址信息，生成的第一选址信息可以实时显示在一可视化界面上供用户查看。

其次，进入用户自主选址步骤。用户在一可视化界面上可以查看到第一选址信息，根据查看到的第一选址信息在可视化界面上执行点击可选仓库位置点击可选仓库位置、单步撤销、重置选址、选址隐藏/显示等交互操作选出仓库，若手动操作选址仓库数量大于所需数量，此仓库无法被点击选中。需要指出的是，被点击选中的仓库所覆盖的客户以诸如蓝色细线同该仓库连接，其中，客户与仓库之间的最大距离以诸如细红色突出显示。通过第一用户自主选址模块获取的用户自主选址结果至少包括用用户所选择的仓库和对应用户所选择的仓库的最大距离等等。

再次，进入到系统自动选址的步骤。系统自动选址由系统自动完成，具体地，选址问题拓展系统会自动调取相应的算法或模型，根据第一选址信息和相应的算法或模型自动仓库的选址。

在本实施例中，系统还可以选择不同的算法或模型来进行自动选址。例如，系统提供精确求解方式与近似求解方式等系统求解方式供用户选择。精确求解方式可以理解为利用模型自动规划路径，举例来说，对精确求解方式，系统可供选择的第三预设模型包括P中值问题经典模型等，但并不限于此，同时，利用所选择的模型来自动实现仓库的选址。近似求解方式可以理解为利用算法自动实现仓库的选址，举例来说，对近似求解方式，系统可供选择的第三预设算法包括聚类等算法，但并不限于此，利用所选择的算法对第一选址信息的运算来自动实现仓库的选址。

再次，进入仓库展示的步骤。在该环节，提供一可视化界面，展示诸如地图数据、客户需求数据、仓库数据等第一选址信息、用户自主选址的仓库、系统自动选址的仓库，并可随时进行仓库隐藏/显示等交互操作。需要指出的是，使用户自主选址的仓库和系统自动选址的仓库以不同颜色展示在可视化界面上。

最后，进入信息说明环节。在该环节，提供一可视化界面，展示用户自主选址结果和系统自动选址结果的比对，以及不同求解方式的系统自动选址结果的比对，以帮助学习用户对于当前选址的质量进行合理评估。举例来说，可以比对用户自主选址的平均加权距离和系统自动选择的平均加权距离；可以比对用户自主选址的最大距离和系统自动选址的最大距离；也可以比对通过精确求解方式得到的系统自动选择的平均加权距离和通过近似求解方式得到的系统自动选择的平均加权距离，以及比对通过精确求解方式得到的系统自动选址的最大距离和通过近似求解方式得到的系统自动选址的最大距离，但并不限于此。

具体地，选址问题比较系统包括第五游戏设置模块、第二系统自动选址模块、第二仓库展示模块、第五信息说明模块。

所述第五游戏设置模块，用于接收用户选择的数据生成方式，根据所述数据生成方式导入第二选址信息，其中，所述第二选址信息包括地图数据、客户需求数据、车队数据；

所述第二系统自动选址模块，用于接收第五游戏设置模块的所述第二选址信息，根据所述第二选址信息和不同优化目标的选址模型分别进行自动选取仓库；以及根据不同优化目标对应仓库的仓库数据和第二选址信息中的客户位置信息，分别生成不同优化目标的系统自动选址结果；

所述第二仓库展示模块，用于分别接收第五游戏设置模块的所述第二选址信息、所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果，并分别进行展示；

第五信息说明模块，用于接收所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果，对所述第二系统自动选址模块的不同优化目标的系统自动选址结果对应的优化目标值进行对比并展示。

以下通过具体示例对如何利用选址问题比较系统进行教学进行说明。本实施例具体以P中值/P中心问题比较教学系统这一选址问题比较系统为例进行说明。对P中值问题教学系统，优化目标是使选出的仓库具有最小化平均加权距离；对P中心问题教学系统，优化目标是使选出的仓库具有最小化最大距离。图7为示例性的选址问题比较系统的简要。

当用户登录选址问题比较系统之后，首先，用户进行游戏设置步骤。游戏设置环节主要是生成规划路径所需的数据源，数据生成方式可以有多种并接受用户的选择，例如，随机生成、实时自制(实时点击右侧可视化窗口生成数据)及实际导入(例如，可导入北京市地图进行实地验算)等方式。根据用户选择的数据生成方式生成地图数据(客户位置信息等)、客户需求数据、仓库数据(仓库位置、所需仓库数量信息等)等第二选址信息，生成的第一选址信息可以实时显示在一可视化界面上供用户查看。需要指出的是，不同优化目标的选址优化算法的数据源保持一致，并及时的在各自的可视化界面中分别显示。以P中值/P中心问题比较教学系统为例，P中值问题教学系统和P中心问题教学系统的数据源一致。

再次，进入到系统自动选址的步骤。系统自动选址由系统自动完成，具体地，选址问题拓展系统会自动调取相应的选址优化算法，根据第二选址信息和相应的算法或模型自动仓库的选址。以P中值/P中心问题比较教学系统为例，第二系统自动选址模块会调取P中值系统对应的最小化平均加权距离这一选址优化算法，根据第二选址信息和最小化平均加权距离算法选取最小化平均加权距离这一优化目标的仓库；同时，第二系统自动选址模块会调取P中心系统对应的最小化最大距离这一选址优化算法，根据第二选址信息和最小化最大距离算法选取最小化最大距离这一优化目标的仓库。

再次，进入仓库展示的步骤。在该环节，提供一可视化界面，展示诸如地图数据、客户需求数据、仓库数据等第二选址信息、不同优化目标的系统自动选址的仓库，并可随时进行路仓库隐藏/显示等交互操作。需要指出的是，使不同优化目标的系统自动选址的仓库以不同颜色展示在可视化界面上。

最后，进入信息说明的步骤。在该环节，提供一可视化界面，直观展示同优化目标的系统自动选址的仓库的比对结果，以帮助用户对不同优化目标的仓库选址问题的区分进行更为深入细致地思考分析。举例来说，在信息说明对应的可视化界面上，用户可直观的查看到P中值问题和P中心问题的区别，查看到两者问题的平均加权距离的比对结果和最大距离的比对结果。

本实施例提供的路径规划与智能选址的物流规划教学系统，以路径规划与智能选址两大类经典问题作为切入点，考虑两类问题的多种现实变种问题，并提供充分的人机交互和结果可视化对比。该系统支持导入以实地地图为背景的算例，有助于利用学生熟悉的环境以辅助学生理解问题实际背景，并和抽象的数学模型建立联系；可以在课堂上实时提供各个问题的实例，并供学生尝试自主进行选址决策或路径规划决策，并进行记录，以更直观的让学生了解各个特定的智能选址和路径规划决策情景。相较于传统智能选址和路径规划教学方法，能够实时了解学生的知识掌握情况，帮助学生体会模型算法的巨大实际意义，并激发学生的学习热情。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。