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随着市场竞争的加剧,物流已经成为企业提高市场竞争力和核心竞争力的重要手段,而运输通常是物流成本中最大的单项成本。所以,研究车辆路径问题(VehicleRoutingProblem,VRP),通过设计合理的运输路线,使车辆在满足服务要求的同时,成本最小化,从而减少物流整体费用,具有重要意义。根据车辆容量、车型等限制的不同,有多种类型的VRP,本文针对两种问题进行了讨论:有时间窗的多车场车辆路径问题(theMulti-depotsVehicleRoutingProblemwithTimeWindows,MDVRPTW)和有时间窗的具有同时配送与回收的车辆路径问题(theVehicleRoutingProblemwithSimultaneousPick-upandDeliveryandTimeWindows,VRPSDPTW)。
VRP已被证明为NP难题,对其算法的研究大部分集中在启发式算法上,而蚁群算法是近年来新兴的启发式算法,本文采用蚁群算法对上述两个问题进行求解。本文主要工作有:
1、针对基本蚁群算法易陷入局部最优的缺陷,本文从调整起始搜索节点和交换信息素两个方面提出了改进,在基准问题上的实验表明该算法取得的目标值较优,而且取得目标值时所需的迭代次数较少。
2、给出MDVRPTW的数学模型,并采用蚁群算法对该模型求解。求解时采用整体法将多个车场虚拟为一个车场,每次搜索从虚拟车场中随机选择一个实际车场作为出发车场,采用SOLOMON的NearestNeighbour插入式算法,搜索一条可行路径,服务结束后回到出发车场。
3、给出了VRPSDPTW的数学模型,采用蚁群算法求解该模型时,引入一个变量解决了该问题中车辆的容量判断问题,并提出了同时考虑剩余容量符合度和时间窗的启发式函数,在此基础上给出了蚁群算法的实现过程。
4、对上述两个问题编写C++程序,选择VRPWeb提供的基准问题进行实验,结果表明本文给出的两个算法得到的结果较优,具有较强的实际意义,且所需计算时间也在合理范围内。