基于鄰域搜索的成品油多艙多目標(biāo)配送路徑優(yōu)化算法研究
發(fā)布時間:2021-07-10 16:13
針對成品油配送中多車型,多車艙的優(yōu)化調(diào)度難題,綜合考慮路徑安排,艙位指派及車輛指派等決策.以配送成本最小,路徑風(fēng)險最小以及油品準(zhǔn)時送達(dá)為目標(biāo),建立了成品油配送多目標(biāo)路徑優(yōu)化模型.基于鄰域搜索的基本思想,提出求解成品油配送多目標(biāo)路徑優(yōu)化問題的MOVNS算法框架,并結(jié)合不同的可行解運(yùn)行策略和比較準(zhǔn)則,衍生出三類MOVNS算法(MOVNS-1、MOVNS-2、MOVNS-3).采用12組算例進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗,結(jié)果表明,三種算法均能有效的求解配送模型,提升成品油多艙配送問題的解決效率;且MOVNS-2算法具有較強(qiáng)的局部搜索能力,MOVNS-3算法容易跳出局部最優(yōu):同時,考慮節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性的可行解構(gòu)造策略和并行鄰域搜索策略能夠增強(qiáng)算法的尋優(yōu)能力.
【文章來源】:系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2019,39(10)北大核心CSSCIEICSCD
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
圖1?MOVNS算法框架??不兼容節(jié)點(diǎn):由于約束(10)和(11)限制了油品的裝載形式.因此若對任意車型.通過3.2.1節(jié)的艙位指??<_.互.?+??+.??
?2?=?\Hk\??(iev^p.h)??(21)??IK?=?L??h??Vi?6?v'.Vp?e?p.??(22)??n??(*,p)??1.??(23)??^?<?Qhk',??(24)??\Hk\>\V'\\P\.??(25)??由約束(22)和(23)可知.油罐車V單次配送的加油站數(shù)小于等于其可用艙位數(shù)|辦|.結(jié)合模型定義??以及油罐車分艙常識,可知CAP問題是一類規(guī)模較小的0-1整數(shù)規(guī)劃問題,本文擬采用較大需求優(yōu)先指派??的原則進(jìn)行CAP問題的求解.具體操作如圖2所示.同時.在初始化排序過程中.在保證較大需求優(yōu)先指派??的前提下,為滿足約束(22)?(25),需要優(yōu)先安排同一加油站的油品需求.??對待裝栽的油品排序得集合=?,,...,??可用車艙集合乂.?}??j?--??=1??}??f??將^指派給麵??-其屮^??=max{—?^?1,?V/z?g?Hk,}?■??h??i除"豐所宥與^劉7應(yīng)相同加?樂站面?N??油品需求,并對y按順序t新編號??'?'??Hk.?=?Hk.\{hmn}??輸出指派結(jié)果??圖2艙位指派算法??3.2.2載重檢測??同一般VRP問題一致.成品油配送問題包含時間窗和艙容約束.本文d通過式(3)的方式將時間窗約??束轉(zhuǎn)化為了求解目標(biāo).因此在路徑構(gòu)造和后續(xù)迭代過程中僅需考慮車輛的艙容限制:車載檢測包含兩部分:第??一,艙位使用情況檢測:第二.負(fù)載可行檢測.??1)艙位使用情況檢測??①若待檢驗車輛fc指定服務(wù)的加油站節(jié)點(diǎn)中存在j的不兼容節(jié)點(diǎn).則連接加油站違反艙容約束:??②假設(shè)待檢驗車輛A?的已裝載油品需求總數(shù)為風(fēng),%表示加油站7的油品需求總數(shù).
第K)期??詹紅鑫.等:基于鄰域搜索的成品油多艙多H標(biāo)配送路徑優(yōu)化算法研究??2671??個解運(yùn)行的多目標(biāo)鄰域兌法(MOVNS-2)和基于種群的多目標(biāo)鄰域算法(MOVNS-3)而言?具有較強(qiáng)的局部??搜索能力.能夠得到更小的乂乃值.其12組算例的平均值僅為0.18.遠(yuǎn)低f?MOVNS-2的0.32以及??MOVNS-3的0.74.盡管具有較強(qiáng)的局部搜索能力.但由于缺乏對各子目標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立的考量.導(dǎo)致其優(yōu)化結(jié)??果并不占優(yōu).rl2、rl3的平均取值僅為2.28和2.29.且在超過一半的算例中.MOVNS-1的優(yōu)化結(jié)果完全不??占優(yōu):此外.MOVNS-1算法只能得到一個優(yōu)化解.不能提供多種解決方案供決策主體選擇.與另外兩種算法??相比.缺乏靈活性.??AIOVNS-2每次迭代只對單個解進(jìn)行操作.且其采用了并行鄰域搜索的方式.加快了算法的收斂速度,因??此MOVNS-2比MOVNS-3得到更小的分布間距S.二者的平均比例維持在1?:?2.5左右.即MOVNS-2能??夠獲得分布更為均勻的Pareto解集:此外,MOVNS-2的.4D值也遠(yuǎn)低于比AIOVNS-3.也印證了其局部尋??優(yōu)能力要強(qiáng)于M0VNS-3.??另一方面.在多目標(biāo)鄰域搜索算法中.基于種群運(yùn)行的M0VNS-3可以在一個更大范圍的解空間中進(jìn)行??搜索.因此.M0VNS-3所得Pareto解集的最大分散度Z)大于M0VNS-2?(平均比例為2?:?1).即獲得更為??寬廣的解分布.??此外,對比iMOVNS-2和M0VNS-3的/?值可發(fā)現(xiàn)從整體上上看.AI0VNS-3得到的Pareto解集更具??有優(yōu)勢.但在算例1和2中.MOVNS-2能夠得到更大/?值.這可能是由于M0
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于兩階段算法的大規(guī)模成品油二次配送優(yōu)化[J]. 張立峰,易萬里,劉曉蘭. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2016(11)
[2]基于訂單鄰域的成品油二次配送中帶時間窗車輛路徑規(guī)劃問題[J]. 李敏,倪少權(quán),周凌,黃強(qiáng). 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2015(08)
[3]成品油二次配送調(diào)度優(yōu)化模型及其遺傳算法求解[J]. 馬義飛,孫曉燕. 運(yùn)籌與管理. 2010(06)
[4]油品配送車輛路徑問題的交互式求解方法[J]. 戴錫,葉耀華,吳勤旻,朱道立. 系統(tǒng)工程學(xué)報. 2009(06)
[5]基于交通流量的城市交叉口事故預(yù)測研究——以廣州市為例[J]. 杜衛(wèi)衛(wèi),姜立春,劉付衍華. 華東交通大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
碩士論文
[1]危險貨物道路運(yùn)輸事故統(tǒng)計分析及綜合管理系統(tǒng)的建立[D]. 石磊.長安大學(xué) 2014
本文編號:3276246
【文章來源】:系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2019,39(10)北大核心CSSCIEICSCD
【文章頁數(shù)】:16 頁
【部分圖文】:
圖1?MOVNS算法框架??不兼容節(jié)點(diǎn):由于約束(10)和(11)限制了油品的裝載形式.因此若對任意車型.通過3.2.1節(jié)的艙位指??<_.互.?+??+.??
?2?=?\Hk\??(iev^p.h)??(21)??IK?=?L??h??Vi?6?v'.Vp?e?p.??(22)??n??(*,p)??1.??(23)??^?<?Qhk',??(24)??\Hk\>\V'\\P\.??(25)??由約束(22)和(23)可知.油罐車V單次配送的加油站數(shù)小于等于其可用艙位數(shù)|辦|.結(jié)合模型定義??以及油罐車分艙常識,可知CAP問題是一類規(guī)模較小的0-1整數(shù)規(guī)劃問題,本文擬采用較大需求優(yōu)先指派??的原則進(jìn)行CAP問題的求解.具體操作如圖2所示.同時.在初始化排序過程中.在保證較大需求優(yōu)先指派??的前提下,為滿足約束(22)?(25),需要優(yōu)先安排同一加油站的油品需求.??對待裝栽的油品排序得集合=?,,...,??可用車艙集合乂.?}??j?--??=1??}??f??將^指派給麵??-其屮^??=max{—?^?1,?V/z?g?Hk,}?■??h??i除"豐所宥與^劉7應(yīng)相同加?樂站面?N??油品需求,并對y按順序t新編號??'?'??Hk.?=?Hk.\{hmn}??輸出指派結(jié)果??圖2艙位指派算法??3.2.2載重檢測??同一般VRP問題一致.成品油配送問題包含時間窗和艙容約束.本文d通過式(3)的方式將時間窗約??束轉(zhuǎn)化為了求解目標(biāo).因此在路徑構(gòu)造和后續(xù)迭代過程中僅需考慮車輛的艙容限制:車載檢測包含兩部分:第??一,艙位使用情況檢測:第二.負(fù)載可行檢測.??1)艙位使用情況檢測??①若待檢驗車輛fc指定服務(wù)的加油站節(jié)點(diǎn)中存在j的不兼容節(jié)點(diǎn).則連接加油站違反艙容約束:??②假設(shè)待檢驗車輛A?的已裝載油品需求總數(shù)為風(fēng),%表示加油站7的油品需求總數(shù).
第K)期??詹紅鑫.等:基于鄰域搜索的成品油多艙多H標(biāo)配送路徑優(yōu)化算法研究??2671??個解運(yùn)行的多目標(biāo)鄰域兌法(MOVNS-2)和基于種群的多目標(biāo)鄰域算法(MOVNS-3)而言?具有較強(qiáng)的局部??搜索能力.能夠得到更小的乂乃值.其12組算例的平均值僅為0.18.遠(yuǎn)低f?MOVNS-2的0.32以及??MOVNS-3的0.74.盡管具有較強(qiáng)的局部搜索能力.但由于缺乏對各子目標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立的考量.導(dǎo)致其優(yōu)化結(jié)??果并不占優(yōu).rl2、rl3的平均取值僅為2.28和2.29.且在超過一半的算例中.MOVNS-1的優(yōu)化結(jié)果完全不??占優(yōu):此外.MOVNS-1算法只能得到一個優(yōu)化解.不能提供多種解決方案供決策主體選擇.與另外兩種算法??相比.缺乏靈活性.??AIOVNS-2每次迭代只對單個解進(jìn)行操作.且其采用了并行鄰域搜索的方式.加快了算法的收斂速度,因??此MOVNS-2比MOVNS-3得到更小的分布間距S.二者的平均比例維持在1?:?2.5左右.即MOVNS-2能??夠獲得分布更為均勻的Pareto解集:此外,MOVNS-2的.4D值也遠(yuǎn)低于比AIOVNS-3.也印證了其局部尋??優(yōu)能力要強(qiáng)于M0VNS-3.??另一方面.在多目標(biāo)鄰域搜索算法中.基于種群運(yùn)行的M0VNS-3可以在一個更大范圍的解空間中進(jìn)行??搜索.因此.M0VNS-3所得Pareto解集的最大分散度Z)大于M0VNS-2?(平均比例為2?:?1).即獲得更為??寬廣的解分布.??此外,對比iMOVNS-2和M0VNS-3的/?值可發(fā)現(xiàn)從整體上上看.AI0VNS-3得到的Pareto解集更具??有優(yōu)勢.但在算例1和2中.MOVNS-2能夠得到更大/?值.這可能是由于M0
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于兩階段算法的大規(guī)模成品油二次配送優(yōu)化[J]. 張立峰,易萬里,劉曉蘭. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2016(11)
[2]基于訂單鄰域的成品油二次配送中帶時間窗車輛路徑規(guī)劃問題[J]. 李敏,倪少權(quán),周凌,黃強(qiáng). 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2015(08)
[3]成品油二次配送調(diào)度優(yōu)化模型及其遺傳算法求解[J]. 馬義飛,孫曉燕. 運(yùn)籌與管理. 2010(06)
[4]油品配送車輛路徑問題的交互式求解方法[J]. 戴錫,葉耀華,吳勤旻,朱道立. 系統(tǒng)工程學(xué)報. 2009(06)
[5]基于交通流量的城市交叉口事故預(yù)測研究——以廣州市為例[J]. 杜衛(wèi)衛(wèi),姜立春,劉付衍華. 華東交通大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
碩士論文
[1]危險貨物道路運(yùn)輸事故統(tǒng)計分析及綜合管理系統(tǒng)的建立[D]. 石磊.長安大學(xué) 2014
本文編號:3276246
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