基于MATLAB的GUI设计车辆路径问题的仿真优化平台

利用MATLAB中的GUI设计了单车场联合运输车辆路径问题的仿真优化平台,主要解决危险物资的联合运输优化问题。此平台提供输入和输出界面,输入界面设置了可用车辆的车牌号、车辆的百公里油耗、客户的需求和服务优先级等参数,对应的输出界面输出改进的扫描算法和改进的遗传算法优化的配送方案、配送车辆数和配送费用。最后以郑州煤电物资供销有限公司的物资配送为实例进行了仿真优化,结果验证了此平台的实用性。     

多车场多车型最快完成车辆路径问题的变异蚁群算法

一般车辆路径问题的目标是总路程或总费用最小, 而在应急管理或特殊配送中要求以最快的速度完成配送任务, 该文研究了以最快完成为目标的多车场多车型车辆路径问题的变异蚁群算法. 首先介绍了多车场多车型最快完成车辆路径问题, 然后分别给出求解多车型和单车型问题的车辆分割的动态规划方法, 并把单车型问题的动态规划方法和改进的Split方法进行对比, 同时利用改进的最大流算法将车辆分配给各车场, 从而把该问题转化为寻找最优顾客排列的问题. 随后给出了求解该问题的变异蚁群算法, 最后给出了计算实例.     

基于模糊约束的军事物资配送多目标路径优化

针对带模糊时间窗口、模糊运输费用以及模糊运输风险的多目标军事物资运输问题,利用模糊期望理论,建立了带模糊约束问题的多目标运输路径优化模型,并利用改进的多目标量子遗传算法求解该模型,算法中采用量子比特编码,引入非支配排序和精英保留策略,防止算法陷入局部最优。仿真实验结果表明,建立的模型合理、算法有效,在军事物资配送问题中具有一定的实用价值,与传统的多目标遗传算法相比较,利用改进的多目标量子遗传算法求解该问题,收敛速度更快。     

带时间窗的开放式满载车辆路径问题建模及其求解算法

为满足某些企业的满载运输需求, 针对运输任务对车辆具有独占性的特点, 分析得到总运输费用的大小取决于车辆的空车运行费用, 在此基础上, 将带时间窗的开放式满载车辆路径问题转化为带时间窗的多车场开放式车辆路径问题, 建立了相应的数学模型, 并设计了改进的自适应遗传算法进行开环路径求解, 并把算法应用于某木材厂的周运输计划的制定, 算法在很短时间内求得了运输方案, 比木材厂原运输方案减少了车辆数, 并节省了运输费用. 实验证明, 算法是可行和有效的.     

带时间窗军事物资配送问题的NSGA-Ⅱ算法

针对战场军事物资配送中带时间窗的路径优化问题,以运输距离、运输费用和风险性为目标,建立了带有时间窗的多目标网络运输模型,提出了一种改进的多目标遗传算法NSGA-Ⅱ。算法中引入剩余网络的概念,采用数值编码方式,增加了精英保留策略和小生境密度。仿真实验结果表明,本文建立的模型合理,算法在一定程度上克服了求解多目标优化问题过程中易陷入局部最优的现象,提高了战场上求解军事物资配送路径优化问题的效率,并能够使决策者根据仿真实验中的各项参数值自行择优选择运输方案。     

带装卸顺序约束的装载配送联合优化算法研究

互斥产品(如液体、危险化学品等)不能混装到同一个容器中,物流企业通常使用多隔舱运输车为顾客配送多种互斥产品,合理确定装载与配送路径是提高配送效率、降低配送成本的重要手段.本文考虑互斥产品的装卸顺序约束、在途运输时间约束等,构建了以配送成本最小化为目标的互斥产品装载配送联合优化模型,设计了求解模型的改进遗传算法,算法采用蜂王进化和基于概率的边重构交叉运算,有效提高了寻优能力.本文利用Augerat提供的车辆路径问题标准测试集构造算例测试算法的运行时间和求解效果.结果显示,改进遗传算法的求解效果明显优于经典遗传算法.对于小规模算例,改进的遗传算法可以得到精确最优解,对于中等规模和不超过101个顾客点的大规模算例,改进的遗传算法可以在130秒内得到近似最优解.本文的创新点在于构建了一类新的车辆路径扩展问题的数学模型并设计了求解模型的快速有效算法,为物流企业制定多类型互斥产品配送计划提供了理论依据和算法支持.     

基于单车场多车型车辆路径问题的混合求解算法

为降低华北石油局大牛地气田采气过程中的车辆运输成本和车辆碳排放量,建立了单车场多车型车辆路径问题(SHVRP)数学模型,将扫描法、插入法、邻近法、两阶段法、遗传算法和蚁群算法等启发式算法作为求解SHVRP模型的基本算法,在分析算法原理、性能和适用环境等差异的基础上,提出了3种混合算法:混合启发式算法HHA(两阶段法+最远插入法+2-OPT)、混合遗传算法HGA(最邻近法+2-OPT+遗传算法)以及混合蚁群算法HACO(遗传算法+蚁群算法)。进而,列出了HA、HHA、GA、HGA、ACO、HACO等6种算法求解同一算例的10次运行结果的平均值,混合后算法的运行结果对比混合前算法的优势说明了混合算法的优越性。综合总配送成本、总碳排放量、配送车辆数和首次搜索到最优解的迭代数及计算时间等对3种混合算法进行比较,得出HACO最优,HGA次之,HHA最差。最后,将基于混合算法的智能运输方案与大牛地气田现有的基于经验法则的运输模式作对比,进一步说明了所提混合算法的可行性和有效性。     

基于两阶段算法的大规模成品油二次配送优化

本文以大规模成品油二次配送路径规划为对象,研究了具有成品油物流特征的多车场带时间窗的车辆路径问题的数学模型,提出了新的基于子问题分解的两阶段优化算法.首先采用改进的系统聚类算法将配送需求合并分载,随后设计了改进的遗传算法生成最终的配送路径.针对客户划分问题,提出了‘期望节约里程'指标,用以描述客户的地理空间分布特征,并以此为特征信息设计了启发式的遗传算子,提升了大规模问题优化收敛的速度、质量和稳定性.仿真实验结果验证了模型和算法的可行性和有效性.     

时变路网下异型车辆动态配置与路径优化

针对配送中心车型多样、客户需求动态变化且车辆行驶时间依赖配送区域路网速度变化特征的动态车辆路径问题,基于先预优化后动态调整的思想建立了以配送成本最小化为目标的两阶段优化模型.在预优化阶段,设计改进自适应遗传算法获得初始配送方案;在动态调整阶段,综合考虑客户需求变化和配送路网速度的变化,制定连续性和周期性相结合的优化策略,将问题转化为多中心车辆路径问题进行求解.通过实验分析验证了模型与算法的有效性,研究成果可丰富车辆路径问题的相关研究,为物流企业优化决策配送方案提供理论依据.     

运力受限的应急物资动态调度模型及算法

针对大规模突发事件下应急物资动态调度问题, 把灾民的损失用物资未满足度的形式进行量化, 构建以最小化灾民损失和车辆调度费用为目标的混合整数规划模型, 以对运力受限情况下的救 援车辆路径选择和应急物资分配进行综合决策. 利用分层求解策略缩小问题的求解空间, 改进 基于客户点的编码方式, 设计了针对此问题的遗传算法. 代入实验数据得出了物资集散地不同 运力下的应急物资动态调度方案, 进而确定了最优运力配置量, 与现实情况下的配送方案比较 表明此模型和算法是有效的.     

时变路网下考虑时空距离的同时配集货车辆路径优化

针对道路行驶速度时变且软时间窗条件下的同时配集货车辆路径问题,以车辆派遣成本、时间窗惩罚成本以及车辆运输成本之和最小化为目标建立路径优化模型。根据问题特征设计了考虑时空距离的混合变邻域搜索遗传算法,采用时空距离对客户进行聚类生成初始解,提高算法求解质量;将变邻域搜索算法的深度搜索能力运用到遗传算法的局部搜索策略中,增强算法的局部搜索能力;提出自适应邻域搜索次数策略以及模拟退火的新解接受机制,平衡种群进化所需的广度和深度。通过多组不同规模的算例验证了本文模型及算法的有效性,研究成果不仅深化和拓展同时配集货车辆路径问题的相关研究,也为物流企业优化车辆调度方案提供理论依据。     

B2C物流配送网络双目标模糊选址模型与算法

基于B2C"配送-退换同时"的物流模式及配送业务特点,集成设施选址-分配和路线优化,研究模糊需求下的B2C物流设施选址问题.针对选址-分配的模糊性和静态性、配送的确定性和动态性特征,以物流总费用为主目标函数,以配送中心流通费用、车辆派遣费用、配送费用总和为子目标函数,建立了有配送中心容量静态约束和车辆动态负载量约束的双目标模糊选址模型,设计了嵌入随机算法和禁忌搜索算法的遗传算法求解.选取合适的测试算例验证了算法的有效性,探讨了客户需求模糊区间宽度和商品退换率对物流选址结果和各项费用值的影响.实验结果表明,所设计的算法对解决这类复杂问题合理有效.客户需求模糊区间宽度与车辆利用率和车辆路线总长的波动区间、平均车辆路线总长度、配送费用正相关,且宽度较窄时,选址结果、车辆派遣费用和配送中心流通费用不变,超过一定范围,选址结果、车辆派遣费用和配送中心流通费用改变.商品退换率与流通费用和物流总费用正相关,但不会影响选址结果和其他费用.     

带临时补充点的融雪剂撒布车辆路径问题

科学地规划融雪剂撒布车辆的路径对于提高除冰雪的效率、减少对环境的污染、降低道路的维护成本具有十分重要的意义. 本文根据融雪剂撒布作业的特点，综合考虑路网结构、容量限制和负载平衡等约束条件，建立了融雪剂撒布车辆路径模型和带临时补充点的融雪剂撒布车辆路径模型. 使用遗传算法对两个模型分别求解，具体算例的计算结果表明，带临时补充点的撒布车辆路径模型求解得到的车辆总行驶里程较小，而且撒布车辆的空驶总里程仅为前一个模型的19.3%，撒布作业的效率得到显著提高.     

多车型电动汽车车辆路径问题的分支定价算法研究

随着环境意识的日益提升和电动汽车的逐渐普及,考虑到物流企业中不同类型的电动汽车的电池最大容量、电池充电率、电量单位消耗率、最大载重量、固定成本和可变成本不同,本文研究含时间窗的多车型电动汽车车辆路径问题,建立了一个混合整数规划模型,并利用分支定价算法求其最优解.为了加快算法的求解速度,本文提出生成下界值的方法以对车辆类型进行预处理操作,并制定了生成整数解上界的策略以压缩解空间.然后,通过用多组算例验证了模型和算法结果的准确性,同时也证明了本文提出的加速过程能有效地提高算法的求解速率.最后,通过不同规模的算例分析了车辆可变成本的变化对结果的影响.     

存在车辆租赁及共享且有时间窗的多配送中心开环VRP

针对企业自身运力有限以及旗下多个配送中心在各决策周期运力不均衡的情况,提出了一类具有多个配送中心、需要进行车辆租赁和车辆共享、有时间窗限制、开环的VRP, 建立了相应的混合整数规划模型.通过引入一个虚拟配送中心,将多配送中心VRP 转化为单配送中心VRP, 并设计了一种结合扫描算法和C-W节约算法、对车辆路径和车辆调度统筹优化的混合遗传算法.最后,以重庆天友乳业物流分公司的业务数据对该模型的可行性和有效性进行了验证, 结果表明本文所提方法与该企业现有的配送方案相比,在配送总里程、配送总成本和车辆在途时间等方面均有明显改进.此外,进行了模型参数的灵敏度分析和算法的收敛性分析, 结果表明该算法具有较好的性能.     

Improved Ant Colony System for VRPSPD with Maximum Distance Constraint

This article investigates the reverse logistics vehicle routing problem with a single depot, simultaneous distribution and collection of the goods by a homogeneous fleet of vehicles under the restrictions of maximum capacities and maximum distance. A mixed integer programming model is established. To solve the model, an Ant Colony System (ACS) approach combined with the pheromone updating strategy of ASRank and MMAS ant algorithm is proposed. In such approach, the vehicle residual loading capacity is introduced into the heuristic function considering the complex feature of fluctuating vehicle load. Moreover, the initial load is designed to be a random value correlated to the delivery and pick-up demands of the rest clients. The experimental study indicates that the proposed approach could improve the vehicle load rate and avoid the added total distance caused by the fluctuating load and the maximum capacity constraint. It could reach the satisfied solutions with high convergence speed in an acceptable computational time.     

协同粒子群-模拟退火算法求解VRPSPD问题

研究逆向物流车辆路径(VRPSPD)问题,建立了VRPSPD问题的混合整数规划模型.利用启发式算法的特点构造求解VRPSPD问题的一种协同PSO_SA算法,设计了该算法初始种群的编码规则、信息交换策略、2-opt邻域解生成策略和SA算法中的冷却进度表规则.实验过程以典型算例为例进行了实验,并对重要参数进行了分析.实验结果表明,该算法对于求解VRPSPD 问题,可以有效提高车辆的负载使用率,避免因负载波动和最大负载能力约束而增加车辆总行程,在可以接受的迭代次数限制内可以收敛到满意解.