本頁面說明使用 Route Optimization API 規劃路線的流程,從找出路線需求開始,到系統中整合路線規劃為止。
按照路徑規劃的階段操作,即可達成下列目標:
- 對應車隊營運:將實體車隊、複雜限制和業務目標轉譯為 API 程式碼。
- 為業務最佳化路線規劃:瞭解如何調整路線規劃,以達成目標並改善日常營運。
- 部署至正式環境:將路徑規劃納入日常營運,加以實施。
下圖顯示路線規劃的生命週期。
路線規劃的實作階段,是指您初次整合 API 或業務需求大幅變更時。涵蓋第 1 到 5 階段。
日常作業階段較為輕量,只需進行少量調整。涵蓋第 2 到 4 階段。
路徑生命週期的階段如下:
- 界定問題範圍:在開始使用 API 之前,請先找出並整理目標、資源、工作和限制,全面掌握作業情況。
- 對應資料:將業務實際情況轉換為 API 參數,讓路線規劃反映車隊的營運需求。
- 建立要求並取得路線規劃:將資料輸入 API,即可取得最佳路線規劃。
- 調整路線規劃:測試路線規劃,並調整限制和目標,確保規劃符合所有需求。
- 整合路線規劃:將路線規劃連結至現有系統,提供可執行的導航。
界定問題範圍
使用 API 前,您必須將日常營運的詳細資料整理成清楚的資料類別。這樣一來,您就能在開始導入程序時,清楚瞭解目前的資源和工作、限制因素,以及您希望透過車隊達成的目標。
找出資源和工作
規劃路線時,重要步驟之一是找出資源和工作,也就是車輛和運送作業。
| 車輛 | 出貨 |
|---|---|
|
|
找出限制
限制條件是指車輛使用方式和運送處理方式的限制和規範。這些限制會影響大部分的營運作業,在建立最佳路線計畫時至關重要。
限制通常分為兩類:
| 硬性限制 | 軟限制 |
|---|---|
| 這些限制無法打破。舉例來說,貨車載重不得超過最大容量,司機也不能在商店打烊後取貨。 | 這些偏好設定在必要時可以違反,但通常會產生罰款。舉例來說,您可能希望卡車只裝載 80% 的貨物,或在目標時間前送達,但為了取得更好的路線,您願意超過這些限制。 |
常見的限制條件包括:
- 容量限制:車輛可載運的最大重量、體積或物品數量。
- 時間範圍:地點開放造訪的特定時段,或司機的特定輪班時段。
- 成本:行駛車輛或略過運送作業的成本。這項 API 的主要目標之一,是產生符合成本效益的路線規劃。
- 司機休息時間:勞動法通常規定,司機工作一定時數後必須休息。
確立業務目標
確立資源、工作和限制後,接下來就要找出對業務最重要的指標。這些目標與限制條件相輔相成,可協助您決定規劃路線時最重要的事項。
以下是幾個業務目標範例:
| 車隊規模 | 距離 | 時間 | 費用 |
|---|---|---|---|
| 您想盡量減少使用的車輛數量,還是想動用整個車隊,提早完成當天的工作? | 您想選擇最短路徑來節省燃料,還是偏好較快但可能較長的路線 (例如行經高速公路)? | 您想盡可能減少總工時,還是優先在特定時間抵達,即使這會延長路線時間? | 您是否想盡可能降低薪資和燃料等營運費用,還是願意接受較高成本,以符合嚴格的期限? |
對應資料
收集資料後,請將資料對應至 API 的屬性。這樣一來,最佳化工具就能取得所有資訊,傳回考量業務實際情況的路線規劃。
請使用下表中的參數,對應您在「界定問題範圍」一節中對應的資源、任務、限制和目標。
變數對應
| 實際概念 | API 參數 | 說明 |
|---|---|---|
| 駕駛或車輛 | model.vehicles[] |
代表車隊中的單一車輛。 |
| 維修中心地點 |
vehicles[].startWaypointvehicles[].endWaypoint
|
車輛路線的起點和終點。 |
| 營業時間 |
model.globalStartTimemodel.globalEndTime
|
整個車隊營運的最早開始時間和最晚結束時間。 |
| 工作或套件 | model.shipments[] |
代表工作。可以是 pickup、delivery,或兩者皆是。 |
| 工作地點 |
pickups[].arrivalWaypointdeliveries[].arrivalWaypoint
|
工作地點的地理位置。 |
| 服務時間 |
pickups[].durationdeliveries[].duration
|
在該地點完成工作 (例如卸貨) 所需的時間,不含行程時間。 |
限制對應
| 實際限制 | API 參數 | 說明 |
|---|---|---|
| 車輛容量 | vehicles[].loadLimits |
設定車輛容量的硬性或軟性限制。如果貨件的 loadDemand 超過剩餘限制,就不會指派。 |
| 包裹大小 | shipments[].loadDemands |
貨件消耗的車輛容量。 |
| 車輛限制 | shipments[].allowedVehicleIndices |
限制貨件只能由特定車輛或司機取貨或送貨。 |
| 營業時間 | shipments[].pickups[].timeWindows 或 shipments[].deliveries[].timeWindows |
設定可造訪地點的時間。如果車輛無法在這段時間內抵達,系統就會略過該趟運送。 |
| 班次長度限制 | vehicles[].routeDurationLimit |
設定特定司機的工作時間上限 (例如最多 8 小時),無論全域結束時間為何。 |
| 駕駛休息時間 | vehicles[].breakRule |
強制執行特定休息規則,例如工作一定時數後必須休息。 |
| 道路限制 | vehicles[].travelMode |
指定交通方式 (例如 DRIVE 或 BICYCLE)。這會將路線限制在合法道路上,並決定用於計算行程時間的速度。 |
目標對應
| 實際目標 | API 參數 | 說明 |
|---|---|---|
| 盡可能減少車隊規模 | vehicles[].fixedCost |
套用車輛使用費 (一次性費用)。如果固定費用偏高,路線會優先使用較少車輛,而非增加總距離或工作時間。 |
| 盡可能縮短距離 | vehicles[].costPerKilometer |
每行駛一公里就收取一筆費用。優先選擇較短的路線,節省燃料並減少磨損。 |
| 盡可能減少總時間 | vehicles[].costPerHour |
車輛每小時的活動費用 (包括行駛和等待時間)。優先著重快速完成。 |
| 盡可能縮短行車時間 | vehicles[].costPerTraveledHour |
專門針對移動時間套用費用。這項設定可區分塞車 (成本高) 和在停靠站等待(成本可能較低) 的情況。 |
| 優先處理特定工作 | shipments[].penaltyCost |
如果略過特定運送作業,則會套用費用。將這個值設為高,可確保重要工作優先於選用工作。 |
建立要求並取得回應
如要使用 Route Optimization API 產生路線規劃,請按照下列步驟操作:
- 設定環境:設定 Google Cloud 雲端專案、啟用 API,以及設定驗證。如需操作說明,請參閱「入門指南」。這個步驟只需執行一次。
- 傳送要求:使用上一節定義的資料對應建構要求主體。如要瞭解端點、標頭和要求格式,請參閱「提出 API 要求」。
- 瞭解回應:收到 API 回應後,請瞭解路線規劃和各個參數的意義。請參閱「解讀回應」。
調整路線規劃
將實際物流作業轉譯為 API 成本和限制是一項複雜的工作。初始路線規劃可能不符合業務目標或司機期望。如要調整路線規劃,請反覆測試傳回的路線並調整參數,直到找到能達成目標的設定。
調整目標和限制
如果生成的路線規劃不符合需求,您可以修改特定參數,取得不同的結果。收緊或放寬參數會改變路線計畫中解決衝突目標的方式,而放寬參數是找出導致路線計畫發生錯誤的參數的有效方法。
下表列出常見的轉送問題,以及可調整來解決問題的參數。
| 情境 | 參數 | 調整項 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 略過重要出貨 | shipments[].penaltyCost |
提高其價值,或為其他運送作業新增懲罰成本 | 如果運送作業為選用,請提高罰款費用,優先處理該作業。如果運送作業為必要 (沒有罰款費用),請將罰款費用加到其他較不重要的運送作業。這樣一來,這些工作就會變成選用,車輛就能騰出時間和運能,優先處理重要運送工作。 |
| 因時間問題而略過出貨 | softStartTime/softEndTime |
新增彈性時間範圍 | 硬性時間範圍會捨棄即使只遲到一分鐘的工作。彈性時間範圍允許司機在支付「費用」後稍微延遲抵達,而不是直接判定任務失敗。 |
| 因重量而略過運送 | loadLimits[].softMaxLoad和costPerUnitAbove |
新增軟負載需求 | 允許車輛稍微超出理想容量 (會扣分),而不是留下包裹。 |
| 因車隊超載而略過運送 | model.vehicles[] 或 shipments[].timeWindows |
新增車輛或放寬時間範圍 | 如果目前車隊的運送量過多 (尤其是在尖峰時段),請增加車輛或延長送貨時段,分散工作量。 |
| 路線過長或效率不彰 | vehicles[].costPerKilometer/costPerHour |
新增費用或提高費用 | 告知 API 行程成本高昂,鼓勵 API 捨棄偏遠、孤立的停靠站,為車隊建立更緊湊的路線。 |
| 司機班次過長 | vehicles[].routeDurationLimit 或 model.vehicles[] |
新增時間長度限制,或新增車輛和限制 | 強制規定駕駛在路上的總時間上限 (例如 8 小時)。除非您也套用時間長度限制,強制求解器將工作負載分配給更多車輛,否則單純新增車輛並不會縮短路線。 |
更新路線規劃
您通常需要更新路線規劃,但保持基本路線不變,例如在現有司機的行程中新增取貨地點。如要這麼做,請使用插入參數,為 API 提供先前解決方案的起點,讓 API 修改現有方案,而不是從頭計算新方案。
以下是使用插入參數更新路徑規劃的不同方式:
- 將先前回應中的路線傳遞至新要求的
injectedFirstSolutionRoutes欄位。這能加快最佳化搜尋速度,並在每日作業開始前重新規劃,例如整合最後一刻才加入的運送作業。 - 使用
injectedSolutionConstraint欄位控制變更程度。如果作業已在進行中,這項功能就非常實用,可讓您保留司機目前的順序,或修正已執行的部分計畫。 - 將
interpretInjectedSolutionsUsingLabels設為true,確保更新後的路線仍指派給正確的車輛。這項功能在實驗時非常實用,因為新增或移除運送和車輛時,系統會使用標籤而非索引來比對路線。因此所有車輛和運送標籤都不得重複。
整合路線規劃
最終路線規劃是資料物件,代表在遵循限制和目標的情況下,以最佳方式管理資源和工作。將這項路線規劃整合至系統,用於日常營運。 這通常包括為車隊管理員提供路線規劃圖,以及向司機發送即時路線指示。
圖表
如要讓車隊管理員驗證及監控路線規劃,您可以透過下列方式,以視覺化方式呈現路線規劃:
如要允許車隊管理員驗證及監控路線規劃,您可以在資訊主頁地圖上顯示路線規劃。視目前的開發階段而定,您可以透過下列方式,以視覺化方式呈現路線規劃:
- 免寫程式碼即可探索:您可以使用開放原始碼的路線最佳化應用程式,瞭解 API 如何將資料轉譯為地圖上的實際路徑。這個網頁應用程式是探索工具,可讓您建構情境、調整限制參數,並在編寫任何程式碼前,以視覺化方式呈現產生的路線規劃。
- 顯示造訪順序:您可以在地圖上以編號點顯示造訪順序,在自己的系統中評估最佳化和調度計畫。方法是在 API 回應的每條路線中,找出
visits陣列。這個陣列中的項目會按照駕駛人應執行的順序排列。您可以疊代這份清單,使用shipmentIndex擷取每個停靠點的位置座標,並使用地圖程式庫,根據清單中的順序在地圖上顯示編號標記。 - 繪製實際路線:您可以在地圖上查看確切的規劃路徑,瞭解最佳化工具選擇特定順序的原因。這條折線代表規劃和評估的預定路徑,而非司機實際行駛的即時路線。在要求中設定
populatePolylines: true,即可取得每條路線的encodedPolyline欄位,並使用 Maps JavaScript API 的google.maps.geometry.encoding.decodePath()方法解碼。
調度給司機
您可以使用 Navigation SDK,將即時路線整合至司機應用程式,或提供 Google 地圖消費者應用程式的深層連結。
- Navigation SDK:如果您有自訂司機應用程式,可以整合 Navigation SDK for Android 或 iOS,在應用程式中提供即時路線指引。您可以將 API 回應中的工作資訊整合至系統,並使用 SDK 進行導航。如要將 API 回應中的路線傳遞至 SDK,請在要求中設定
populateTransitionPolylines: true。這會為回應中的每個轉場產生routeToken。 - Fleet Engine:如要使用進階車隊管理功能,可以將 API 產生的路線規劃匯入 Fleet Engine,即時監控路線執行情況。雖然 API 會提供預定路徑的折線供評估,但 Fleet Engine 會將您規劃的造訪順序與即時車輛追蹤功能配對。