基于GA-TS的开放式车辆路径优化算法及应用

针对带装载能力开放式车辆路径问题,提出了一种基于遗传算法和禁忌搜索(GA-TS)的混合优化算法,将GA的并行计算、全局优化与TS的禁忌技术、快速局部搜索等特性相结合。该算法根据服务点需求及车辆装载能力,采用自然数编码,进行GA全局优化,种群中个体以一定的概率进行TS局部搜索,即对同属一辆车配送的所有服务点进行局部TS路径优化。既保证了优化的全局性,又保证了运算的速度性。应用于郑州煤电物资供销有限公司煤矿物资运输的车辆路径优化中,得到了最经济的运输路径,节约了成本。     

基于均衡原理的定位-运输路线安排问题模型及求解算法

提出了物流配送均衡原理,构造了基于物流配送均衡原理的定位-运输路线安排问题的双层规划模型.运用Frank-Wolfe算法求解物流配送均衡模型,采用改进的禁忌算法优化选址问题和车辆路径问题,并通过双层规划模型将选址和车辆路径问题进行有机结合.应用提出的模型和算法求解了多个算例,并选取了其中一个算例试验结果进行分析.分析表明,基于均衡原理的双层规划模型和算法能够有效的求得定位-运输问题的优化解,是解决定位-运输问题的有效方法.     

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。     

带时间窗的多式联运作业整合优化算法

快速、低成本的货物运输已成为现代物流的发展趋势,多式联运及多作业整合是物流企业减少运输时间和成本的有效方法.为此,首先建立了基于图状结构的带时间窗的多式联运及多代理人作业整合优化模型;然后提出了代理商选择和路径及运输方式协同优化的两层优化算法:第一层采用转移、交换和环形移动三种移动策略实现作业的分配,第二层采用基于正交试验的混合田口遗传算法实现路径及运输方式的组合优化;最后用具有不同时间约束的算例来考察模型和优化算法的有效性.结果表明,受时间约束的影响,作业整合只能在部分作业之间进行,并且随着时间窗约束的增强,物流运输总费用将增加,与实际情况基本相符,说明了模型及优化算法的可行性和有效性.     

集货需求随机的同时配集货VRP及混合变邻域搜索算法

集货需求随机的同时配集货车辆路径问题(VRPSSPDD)是同时配集货车辆路径问题(VRPSPD)研究的进一步深化,由于该问题中集货需求的不确定性,使其较确定型VRPSPD问题更为复杂.基于预优化和重优化策略,构建了两阶段VRPSSPDD模型,预优化阶段基于随机机会约束机制以及车载量约束为客户点分配车辆,生成预优化方案;重优化阶段对失败点及其后续客户点进行线路调整.根据问题特征,结合变邻域深度搜索算法的深度搜索能力以及遗传算法的个体交流等优点,设计混合变邻域遗传算法,采用分离配送网络信息的编码方式,提出自适应种群搜索范围和自适应邻域搜索次数策略平衡算法迭代中的搜索深度和搜索广度的关系.通过多组算例以及企业配送实例验证了本文模型及算法的有效性.     

易腐货物配送中时变车辆路径问题的优化算法

以易腐货物配送中的时变车辆路径问题为研究对象.由于时变车辆路径问题中每条道路上的车辆行驶速度随时间变化,此类问题难以用传统的数学建模方法进行建模及实现优化求解.因此,提出应用计算机建模的方法建立此类时变车辆路径问题的仿真模型.在此基础上,设计并集成遗传算法于计算机仿真模型用于搜索问题的最优解,所提出的自适应性优化算法能够根据来自车辆驾驶员回传的实时数据动态调整后续的最优行驶路线.最后,在多智能体建模与仿真平台上实现了该算法,并以15个顾客的时变车辆路径问题为例验证了算法的有效性.     

考虑危险品运输风险的多车型车辆路径优化方法

针对考虑危险品运输风险的多车型车辆路径问题,引入运输风险度量方法,构建同时考虑运输风险和运输成本的双目标优化模型。为求解该模型,提出一种ε-约束法和禁忌搜索相结合的混合算法,并在算法中嵌入了车型匹配策略。最后,通过数据实验验证了模型及算法的有效性,并将混合算法与目前主流的NSGA-II算法进行了比较。结果表明,混合算法获得的解在绝大多数情况下更优。本研究能够为危险品承运企业运输方案的制定提供决策支持,对其他领域的多目标多车型物流配送问题的研究具有一定的启发意义。     

求解异车型同时集送问题的多属性标签算法

针对实际运输中顾客对不同车型、同时集送货物的多样化需求,文章建立了异车型同时集送车辆路径模型(vehicle routing problem with heterogeneous fleet,simultaneouspickup and delivery,VRPHSPD),并构建了基于多属性标签的蚁群系统算法(multi-label based ant colony system,MLACS)进行求解.该算法利用面向对象理念,分别对客户、车辆及其行驶路径构建多属性标签,首先用近邻法生成初始路径,再通过蚁群算法的搜索规则对客户和车辆标签进行匹配,从而得优化的结果.通过公开算例、实际应用案例的验证表明,MLACS算法能成功求解VRPHSPD问题,具有较高的求解质量、运算效率以及实际应用意义.     

多集散点车辆路径问题及其蚁群算法研究

为使多集散点车辆路径问题结果全局最优,以订单为基准建立货运车辆路径问题模型.以订单为基准建立蚁群算法的二维禁忌数组,确定相邻两个集散点相同时的蚂蚁状态转移规则,使蚁群在满足车辆约束条件下,按禁忌表对所有订单搜索.此模型和算法实现了所有车辆对所有订单进行路径搜索,易于全局最优.实例求解结果表明模型及算法的有效性.     

基于碳排放与速度优化的带时间窗车辆路径问题

研究了考虑碳排放和速度优化的带时间窗车辆路径问题,引入了基于速度的碳排放计算方法,以油耗、碳排旅行时间费用最小化为目标,将速度作为决策变量,建立了混合整数规划模型. 提出了两阶段启发式算法,第一阶段采用改进的禁忌搜索算法优化配送网络中的速度,第二阶段设计了弧段速度优化算法用于优化路径弧段上的速寻求对最优解的进一步改进. 数值实验分析表明: ①两阶段启发式算法能快速有效地找到满意解; ②采用优度的路径安排比固定速度的路径安排能减少更多的碳排放和总费用; ③碳排放和旅行时间之间存在替换关系,减少碳排放会导致旅行时间的增加; ④传统的车辆路径安排中存在很大的碳排放改进空间,由于油耗和碳排放是相关的,减少碳排放有利于节约总费用.     

以制造商为核心的供应链非线性优化模型研究

分析了以制造商为核心的供应链的特征,构建了该类供应链的模型,对该供应链中原材料供给、原材料运输、产品生产、产品运输和产品销售等环节的费用情况进行详细分析;在考虑到运输商运输能力、供应商的供给能力、销售商的数量要求等约束和运输环节诸因素作用的基础上,建立了以制造商为核心的供应链的非线性优化模型,对模型的应用进行了举例说明.     

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.     

FUZZY MULTI-LEVEL WAREHOUSE LAYOUT PROBLEM： NEW MODEL AND ALGORITHM

1. Introduction As we know, in most manufactory, above all in large-scale manufactory, warehouse operation is an important part of a manufacturer's material handling operation. Effective warehouse planning can not only reduce material handling cost but also increase productivity. Hence, it is very important for the manufacturer to make the best plan to manage the warehouse. The warehouse layout problem concerns how to place different items into the warehouse so that people resources, equipment…     

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.     

边远群岛物流体系的选址-库存-路径优化

针对边远群岛海运物流体系在构建与优化中所面对的选址-库存-路径问题,从边远群岛的地理结构和自然环境出发,分析了这一特殊背景下物流体系的内在运作机理和特点.以物流节点选址、港口布局、仓储规划和航线配置为基本内容,以各岛屿物资供应不问断为前提,构建出物流成本最低的优化模型.根据问题特点,提出一种基于遗传算法和模拟植物生长算法的混合算法.通过对我国南海某群岛海运物流体系实例计算和不同算法的对比,说明所建模型和算法的合理性与有效性.最后,经过灵敏度分析,指出了决策时应更关注运输系统优化的内容.文中提出的模型、算法为边远群岛海运物流体系的构建提供了理论支撑和优化方法,对于我国南海群岛建设决策及物流体系的构建具有重要的理论意义和实用价值.     

基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划优化

为解决水上遇险目标搜寻存在搜寻区域过大、搜寻代价过高等问题, 提出一种基于置信椭圆的无人艇区域覆盖搜寻规划方法。首先, 利用高斯混合模型聚类算法划分搜寻区域, 再基于腐蚀膨胀的置信椭圆确定最佳搜寻区域边界, 实现目标包含概率和单位面积粒子数全局最优。然后, 构造适应椭圆搜寻区域边界特征的无人艇转向模型, 优化非工作路径。最后, 以搜寻探测概率和总路径为优化目标, 采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II)优化得到最佳搜寻规划路径, 实现无人艇高效区域搜寻规划。与常规矩形区域覆盖搜寻规划对比, 能够在达到相同搜寻成功率下显著减少搜寻代价投入。     

基于最小成本的多物资需求的协作供应

讨论包括运输成本、购货成本以及库存成本在内的总成本最小的供应链协作供应问题。在带有时间需求的多个供应点协作供应的前提条件下，建立了使总成本最小的多物资需求的数学模型；设计了一个求解该模型的算法，证明了该算法的可行性和最优性，给出了该算法的算法复杂度，从而指出试算法是一个拟多项式时间算法；最后给出了一个算例。     

基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化问题

针对逆向物流车辆路径优化问题,研究在产品回收定价调整和车辆路径优化调度结合方面存在的不足,以智能回收箱为研究对象,考虑多频次回收和车辆共享调度策略,提出基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化方案。首先构建了智能回收箱回收量与回收定价的线性函数,然后构建了包含共享车辆运输成本、维护成本、违反时间窗惩罚成本和环境外部性收益之和最小化的逆向物流回收运营成本模型,并建立了回收中心产品的最大化收益模型。其次,根据模型特点设计了考虑智能回收箱地理位置、回收频次和回收时间窗的K-means时空聚类算法,进而提出一种改进的GA-PSO混合算法。该混合算法结合了遗传算法全局搜索能力强与粒子群算法收敛速度快的特点进行了算法间的优势互补,同时采用了精英保留策略,增强了混合算法的搜索性能,并通过与HGA、GA-TS和HACO等算法进行比较分析,验证了模型和算法的有效性。最后,结合重庆市某智能回收物流网络的实际数据进行优化研究,分析了不同产品定价下的回收频次和车辆共享调度情况。结果表明,本文所提出的模型和算法能够进行产品回收定价策略的有效选择、产品回收车辆的资源共享以及合理的车辆路径优化调度,并可在回收中心获得...     

基于低碳视角的两阶段开放式选址路径问题——燃油车与电动车对比

针对传统两阶段开放式选址-路径问题（2E-OLRP），考虑速度和负载对能量消耗和CO₂排放的影响，基于燃油车和电动车的行驶与排放特性，分别建立了燃油车和电动车的两阶段开放式选址路径问题模型，并提出一种改进的模拟退火算法对两种模型进行求解.为验证本文模型与算法的有效性和实用性，进行了3种对比分析：两种模型与传统2E-OLRP模型的对比；两种模型的算法求解结果与精确解的对比；两种模型经济成本与排放成本的对比.结果表明：两种模型与传统2E-OLRP模型相比，均具有明显优势；所提出的算法能快速有效的求解此类模型；就运输活动而言，与燃油车相比，电动车能节约3.44%的总成本、减少74.03%的CO₂排放量.以上研究结果可为物流企业在运输配送中的节能减排提供决策支持.     

基于相关机会规划思想的模糊随机时间费用均衡模型

对于实际工程的管理者和决策者来说, 工程整体费用和工期之间如何达到均衡以及工程所处环境的不确定性是两个必须要面对和考虑的问题. 基于相关机会规划的思想, 针对随机性和模糊性并存的复杂不确定环境, 提出了一类时间费用均衡模型. 在建立的模型中, 以模糊随机变量来刻画工程所处的复杂不确定环境. 随后, 结合模糊随机模拟方法和遗传算法设计了一种混合智能算法, 用于求解该模型. 最后, 通过数值实验来验证所设计算法的有效性和稳定性.