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带时间窗的动态车辆路径问题的局部搜索算法

刘霞 齐欢

刘霞, 齐欢. 带时间窗的动态车辆路径问题的局部搜索算法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 114-120.
引用本文: 刘霞, 齐欢. 带时间窗的动态车辆路径问题的局部搜索算法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 114-120.
LIU Xia, QI Huan. Local search alogrithm of dynamic vehicle routing problem with time window[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 114-120.
Citation: LIU Xia, QI Huan. Local search alogrithm of dynamic vehicle routing problem with time window[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 114-120.

带时间窗的动态车辆路径问题的局部搜索算法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 60574025

详细信息
    作者简介:

    刘霞(1977-), 女, 江西星子人, 江汉大学讲师, 工学博士, 从事系统分析与集成、系统设计与优化研究

  • 中图分类号: U492.22

Local search alogrithm of dynamic vehicle routing problem with time window

More Information
    Author Bio:

    LIU Xia (1977-), female, lecturer, PhD, +86-27-84226780, Ix_hust@163.com

  • 摘要: 为有效求解带时间窗的动态车辆路径问题, 建立了该问题的数学模型, 通过计划周期分片, 将动态问题转换为一系列的静态子问题, 采用插入法构造初始解, 并将重定位法、节点交换法和2-opt*法3种线路间局部搜索方法, 以及2-opt法和Or-opt法2种线路内局部搜索方法的不同组合应用于初始解的改进, 分析了客户出现时间、地理位置分布与不同客户时间窗范围对线路选择的影响, 比较了标准算例的求解结果。结果表明: 在线路间进行局部搜索时, 重定位法的效果最好, 2-opt*法次之, 节点交换法的最差; 在线路内进行局部搜索时, 2-opt法优于Or-opt法; 当客户请求出现时间越早, 客户比较集中, 客户时间窗较宽的情况下, 使用的车辆数量较少, 整个线路的行驶距离较短, 客户延迟时间也较短。

     

  • 图  1  DVRPTW的系统结构

    Figure  1.  System structure of DVRPTW

    图  2  重定位法

    Figure  2.  Relocation approach

    图  3  节点交换法

    Figure  3.  Exchange approach

    图  4  2-opt*

    Figure  4.  2-opt* approach

    图  5  2-opt法

    Figure  5.  2-opt approach

    图  6  Or-opt法

    Figure  6.  Or-opt approach

    表  1  局部搜索方法比较

    Table  1.   Comparison of local search approaches

    方法 mu d tde
    min(d) max(d) avg(d) min(tde) max(tde) avg(tde)
    重定位法与2-opt法 5.00 1 454.43 1 543.55 1 508.33 0.00 0.00 0.000
    重定位法与Or-opt法 5.67 1 151.00 1 506.70 1 376.10 0.00 82.84 46.790
    节点交换法与2-opt法 5.67 1 529.38 1 614.63 1 571.58 0.00 167.95 55.980
    节点交换法与Or-opt法 5.67 1 541.05 1 664.61 1 616.32 0.00 397.00 222.177
    2-opt*法与2-opt法 5.00 1 489.85 1 575.82 1 540.81 0.00 0.00 0.000
    2-opt*法与Or-opt法 5.33 1 419.35 1 487.79 1 454.04 26.83 109.33 65.890
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    表  2  客户请求出现时间对线路的影响

    Table  2.   Effects of customer arrival times on routes

    α 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9
    C101 mu 12.00 13.00 15.00 16.00 16.00
    d min(d) 1 250.10 1 337.50 1 309.66 1 215.22 1 222.13
    max(d) 1 279.74 1 344.48 1 404.51 1 215.22 1 222.13
    avg(d) 1 259.98 1 342.15 1 357.04 1 215.22 1 222.13
    tde min(tde) 0 0 0 0 0
    max(tde) 0 0 0 0 0
    avg(tde) 0 0 0 0 0
    R101 mu 21.33 22.67 25.00 27.67 38.00
    d min(d) 1 922.42 1 982.94 2 012.07 2 158.3 2 477.45
    max(d) 1 956.73 2 009.11 2 036.39 2 230.59 2 477.45
    avg(d) 1 940.21 1 995.37 2 020.18 2 193.58 2 477.45
    tde min(tde) 0.00 23.33 75.67 215.44 575.19
    max(tde) 0.00 23.33 75.67 215.44 575.19
    avg(tde) 0.00 23.33 75.67 215.44 575.19
    R201 mu 5.33 4.33 5.00 5.00 5.33
    d min(d) 1 378.48 1 484.13 1 454.43 1 393.24 1 647.08
    max(d) 1 410.83 1 556.35 1 543.55 1 587.68 1 740.04
    avg(d) 1 399.91 1 513.18 1 508.33 1 507.05 1 695.81
    tde min(tde) 0 0 0 0 0
    max(tde) 0 0 0 0 0
    avg(tde) 0 0 0 0 0
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-03-26
  • 刊出日期:  2008-10-25

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