求解帶時(shí)間窗車輛路徑問題的狼群算法
本文選題:交通工程 + 路徑優(yōu)化; 參考:《公路交通科技》2017年10期
【摘要】:針對城市物流配送和交通運(yùn)輸中廣泛存在的帶時(shí)間窗車輛路徑問題,為尋求最佳路徑規(guī)劃,應(yīng)用懲罰函數(shù),構(gòu)建了以總運(yùn)輸成本最小為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。在車輛路徑優(yōu)化求解方面,根據(jù)問題具體特征設(shè)計(jì)了1種二維編碼方式,并采用近鄰初始化方式構(gòu)建初始解從而提升尋優(yōu)速率;隨后,結(jié)合狼群算法覓食行為中的游走、召喚及圍攻3種行為,重新定義其智能行為,設(shè)計(jì)了一種求解帶時(shí)間窗車輛路徑問題的狼群算法。由于原始狼群算法的召喚行為引入距離判定因子來增大種群搜索空間,但也增加了算法復(fù)雜性且易陷入局部最優(yōu),故本研究舍棄了距離判定因子,采用猛狼1次奔襲便進(jìn)入圍攻狀態(tài)來降低算法復(fù)雜度,并在算法中進(jìn)一步增強(qiáng)了種群間信息交互。最后,應(yīng)用該狼群算法求解多個(gè)測試算例。結(jié)果表明:狼群算法在求解帶時(shí)間窗的車輛路徑問題時(shí)是可行的、有效的;與禁忌搜索算法、遺傳算法、改進(jìn)蟻群算法和混合粒子群算法等常見智能優(yōu)化算法相比,狼群算法不僅具有收斂速度快和搜索質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),而且擁有良好的穩(wěn)定性和求解效果。
[Abstract]:Aiming at the vehicle routing problem with time windows widely existing in urban logistics distribution and transportation, a mathematical model with the goal of minimizing the total transportation cost is constructed to find the best path planning and to apply the penalty function. In the aspect of vehicle path optimization, a two-dimensional coding method is designed according to the specific characteristics of the problem, and the initial solution is constructed by using the nearest neighbor initialization method to improve the optimization rate. The intelligent behavior of summoning and besieging is redefined and a wolf swarm algorithm is designed to solve the vehicle routing problem with time windows. Because the call behavior of the original wolf swarm algorithm introduced the distance decision factor to increase the population search space, but also increased the complexity of the algorithm and easily fell into the local optimum, so this study abandoned the distance decision factor. In order to reduce the complexity of the algorithm, the wolf is used to attack once and then enter the besieged state, and the information interaction among the populations is further enhanced in the algorithm. Finally, the wolf swarm algorithm is applied to solve multiple test cases. The results show that the wolf swarm algorithm is feasible and effective in solving the vehicle routing problem with time windows, and compared with Tabu search algorithm, genetic algorithm, improved ant colony algorithm and hybrid particle swarm optimization algorithm. The wolf swarm algorithm not only has the advantages of fast convergence and high search quality, but also has good stability and solution effect.
【作者單位】: 上海理工大學(xué)管理學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71401106) 教育部人文社會科學(xué)基金項(xiàng)目(No.16YJA630037) 上海市教育委員會科研創(chuàng)新項(xiàng)目(14YZ090) 滬江基金項(xiàng)目(A14006)
【分類號】:TP18;U116.2
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,本文編號:1790877
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