基于现实约束的集装箱配载优化及可视化

基于现实约束构建了一个集装箱配载优化问题的混合整数规划模型,提出了一个基于预分配策略的遗传算法与启发式算法相结合的交互式混合算法.该算法在满足复杂约束条件的同时维持较高的空间利用率.基于开放式基准测试问题的数值实验表明,提出的配载方案优于国外同类研究的方案.并基于VB实现了配载过程及配载方案的可视化,可为配载方案的直观对比评价等提供实时的辅助决策支持.     

求解约束优化问题的改进算法及其收敛性分析

针对约束优化问题,提出一种改进差分进化算法。为了利用种群中不可行解的信息,新算法设计了一种改进DEB准则;为了进一步提升算法在受限空间的寻优能力,新算法设计了一种交叉概率CR和缩放因子F的生成方法。13个标准的测试函数的实验结果证明,与目前求解约束优化问题最优秀的算法相比,新的改进差分进化算法仍然非常有竞争力。     

求解配送＼收集旅行商问题的模拟退火算法

配送＼收集旅行商问题(TSPD)是一类重要的组合优化问题,与车辆路径问题等有着密切的联系.但与传统的旅行商问题(TSP)相比,人们对该问题的研究有限,而且大多假定必须在完成所有的配送需求后,才服务收集需求.文中放松这一约束条件,在扩展Metropolis接受准则的基础上,运用模拟退火算法求得该问题较好的结果.     

基于改进智能水滴算法的动态车辆配送路径优化

针对当前车辆配送过程中存在的配送路径不合理、配送效率低和需求不确定性等问题,提出一种基于改进智能水滴算法的动态车辆配送路径优化方法。构建软时间窗惩罚函数,考虑顾客对配送时间的要求,建立顾客满意度函数。综合车辆配送过程的车速、货损成本、惩罚成本、顾客满意度等特征,建立车辆路径优化模型。采用智能水滴算法对车辆路径优化模型进行求解,使用灰狼优化算法改善智能水滴算法的搜索能力,获取最优路径。实验结果表明该方法能够提供实时优化的路径,减少调配成本。     

应急物流的分批配送模型及亚启发式算法求解

提出分批配送的应急物流模型,将救援物资配送归结为三个目标:供需差异最小化,配送时间最短化,各灾点失衡度最低化;通过加权求和兼顾救援的紧迫性、动态性和公平性,将各灾点总需求分为三个周期由多车分批予以满足。(a)改进遗传算法:设计染色体编码规则,将单个周期内的路径选择-配送方案映射为基因序列;(b)设计蚁群-遗传混合算法,由蚁群搜索生成初始种群,再做遗传寻优。数值仿真结果显示,单纯遗传、蚁群及混合算法均可有效求解模型,但混合算法效果更优,收敛更快。     

一个求解带有时间窗口约束的车辆路径问题的启发式算法

对适用于旅行商问题的最近距离搜索启发式算法进行修正,构造出评价函数,并依此提出一个求解有时间窗约束的车辆路径问题的启发式算法。求解具体算例表明,此算法是有效的。     

求解约束优化问题的动量粒子群算法

为解决约束优化问题,提出使用双可行域吸引子策略改进动量粒子群算法。该算法只需初始种群中有一个粒子位于可行域内,随着搜索过程的进行,整个种群自动进入可行域内搜索。一方面,在搜索过程早期,由于可行域内粒子少,所有粒子移向相同的吸引子,整个种群迅速进入可行域内。另一方面,随着进入可行域粒子的增多,由于每个粒子使用距本身最近的可行域吸引子,较好地维持了种种群的多样性,避免早熟现象的发生,使算法具有较好的寻优性能。与国际上当前解决约束优化问题的粒子群算法在4个标准约束优化函数上测试比较,实验结果表明本算法取得的最优值要优于其它粒子群算法。

Abstract：

The strategy that two good positions in feasible region worked as attractors was incorporated into momentum particle swarm optimization algorithm in order to resolve constrained optimization problems. The resulting algorithm only requires that one of the initial particles is in the feasible region, and then all particles in the swam automatically move into the feasible region. On the one hand, in the early iterations few particles appear in the feasible region and hence all particles move toward the same attractors, so the particles soon enter into the feasible region. On the other hand, as the number of particles in the feasible region increases, each particle adopts the most near attractor so that each particle has different attractor. Therefore, the algorithm maintains the diversity of the population, alleviates the premature, and hence achieves good performance. The algorithm is compared with other particle swarm optimization algorithms on four benchmark functions. The experimental results show that the solution of the algorithm is better than that of others.     

油品配送车辆路径问题的交互式求解方法

油品配送车辆路径问题是一个多车场、多仓库、多商品、多舱位、多车型、有前序约束和时间窗,综合车辆分派、订单配载以及路径编排等决策的车辆路径问题.以两阶段启发式算法为基础,给出了求解该问题的人机交互式求解方法,即交互进行基于当前解的人工修改和启发式算法的寻优.其中包括了对初始解、搜索邻域和目标函数的人工修改,相应操作分别为修改解、局部固定解和调整惩罚乘子.     

两阶段优化算法求解绿色装箱车辆路径问题

带二维装箱约束的绿色开放式车辆路径问题（green open vehicle routing problem with twodimensional loading constraints, 2L-GOVRP）是绿色开放式车辆路径问题和二维装箱问题的集成。以最小化燃油消耗量为优化目标建立了2L-GOVRP模型,并提出一种两阶段优化算法（two stage optimization algorithm, TSOA）进行求解。TSOA的第一阶段,针对车辆路径问题,设计自适应鲸鱼优化算法（adaptive whale optimization algorithm, AWOA）进行求解,从而确定车辆初步配送路径（即2L-GOVRP的初始解）,并采用4种变邻域局部操作进行局部搜索。TSOA的第二阶段,针对二维装箱问题,设计融入扰动机制的天际线填充算法（skyline filling algorithm combined with disturbance mechanism, SFA-DM）优化装箱过程,从而确保所有货物能够合理装箱。通过对不同客户规模测试数例的仿真实验和算法比较,验证了TSOA可...     

基于细胞膜优化算法的几何约束求解

几何约束问题可以等价为求解非线性方程组问题。约束问题可以转化为一个优化问题。采用基于细胞膜优化算法来求解该问题。受细胞膜物质转运方式的启发,把物质分为三种:脂溶性物质、高浓度非脂溶性物质和低浓度非脂溶性物质。从中提取出优化模型,使用细胞膜优化算法(CMO)来求解几何约束问题。实验表明,该方法可以提高几何约束求解的效率和收敛性。     

车辆路径问题的粒子群算法研究

车辆路径优化问题是一类具有重要实用价值的组合NP问题．粒子群算法(panicle swarm optimization)是一种新出现的群智能(swarm intellingece)优化方法，将其应用于车辆路径优化问题，构造车辆路径问题的粒子表达方法，建立了此问题的粒子群算法，并与遗传算法作了对比试验．结果表明，粒子群算法可以快速、有效求得车辆路径问题的优化解，是求解车辆路径问题的一个较好方案。     

带二维装箱约束的物流配送车辆路径问题

现实物流活动中大量存在的易损、 易碎物品的运输问题属于带二维装箱约束的物流配送问题, 该问题是二维装箱问题与车辆路径问题这两个经典难题融合之后的一个新问题. 针对这一问题, 在对其进行明确定义的基础上, 建立了数学模型, 提出了解决该问题一个Memetic算法, 对算法中的几个关键算子: 深度优先的启发式装箱方法、染色体的编码方式及其路径分割程序、初始解的生成方法、 交叉算子、局部搜索算子, 进行了详细的阐述. 通过初步的实验, 确定了Memetic算法的最佳参数配置; 然后在Iori提出的30个顾客数在20-199个标准算例上对算法的鲁棒性、求解的质量、以及求解性能等几项指标进行了测试, 并与文献中的求解结果进行了比较. 试验结果表明, 该Memetic算法大大提高了现有算法的性能及求解结果的质量.     

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.     

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.     

分散搜索算法求解带货物权重的车辆路径问题

研究了由一个分销中心、多个零售商组成的分销网络中运输单产品考虑货物权重的车辆路径问题(weighted vehicle routing problem,WVRP).问题的目标是设计合理的路线最小化由于行驶距离,运输载重量及使用车辆而产生的总费用.针对问题的特点,设计了求解WVRP问题的分散搜索算法(scatter search algo-rithm,SS),该算法基于客户进行编码,以基于最优划分过程的随机初始化作为多样性产生方法,通过对不同解包括的弧组合来生成新解,并用最近邻法对解进行改进.分别采用了随机数据与标准数据对算法进行测试,并与其他求解该问题的算法进行了比较,说明了算法的有效性.     

两阶段启发式算法求解带时间窗的多中心车辆路径问题

车辆路径问题(VRP)是物流研究领域中一个具有重要理论价值和现实意义的问题. 带时间窗的多中心车辆路径优化问题(MDVRPTW)是单中心带时间窗的VRP(VRPTW)的一个扩展, 其非常复杂, 难于求解. 本文提出一个两阶段的启发式算法来求解MDVRPTW. 该算法首先通过基于聚集度的启发式分类算法将MDVRPTW简化为多个VRPTW; 然后采用蚁群算法对每个VRPTW进行求解. 为了提高蚁群算法的效率, 提出了两个改进策略: 交叉算子和自适应的ant-weight信息素增量更新策略. 最后, 通过若干经典的MDVRPTW对该算法进行了验证, 结果显示结合基于聚集度的启发式分类算法和改进的蚁群算法是一个求解MDVRPTW的有力工具.     

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.     

装卸混合车辆路径问题的模拟退火算法研究

提出了更具一般性的装卸混合车辆路径问题，建立了该问题的基于直观描述的数学模型．通过设计一种新的解的表示方法构造了求解该问题的模拟退火算法，并进行了实验计算．计算结果表明，用设计的模拟退火算法求解装卸混合车辆路径问题，不仅可以取得很好的计算结果，而且计算效率较高，收敛速度较快，计算结果也较稳定．通过对双向配送策略与单向配送策略计算结果的比较，说明了采用双向配送策略求解装卸混合车辆路径问题对于配送企业节省配送车辆、减少配送里程，从而降低配送成本、提高经济效益的重要意义．     

基于SWEEP方法的改进车辆路径协作策略研究

针对需求随机的车辆路径优化问题,提出了一种基于SWEEP方法的改进车辆路径协作策略,构造了基于该策略的车辆任务量分配模型、设计了求解该模型的启发式算法。该策略采用SWEEP规则对基本车未完成任务的客户重新进行路径优化,然后利用SWEEP车服务这些客户,以缩短客户的服务时间、减少运输成本。应用此方法对24个不同规模的车辆路径优化问题进行了计算机仿真,结果表明,该任务分配模型和算法具有较强的适用性,改进的SWEEP协作策略能够有效地解决解随机车辆路径问题。     

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.