基于不确定性RHC策略的动态车辆路径问题求解方法

来源 :安庆师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hwren
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
动态车辆路径问题(Dynamic Vehicle Routing Problem,DVRP)普遍应用于生活中的方方面面,例如快递配送、生鲜配送等;同时该问题对智慧交通和智慧城市的建设方面也起到极其重要的作用。作为在线控制的有效方法,滚动时域控制(Receding Horizon Control,RHC)策略可用于DVRP问题的求解。RHC策略通常采用均匀时间的窗口划分方式,无法根据模型的数据特征合理地划分时间窗口;且RHC只能对当前时间窗口内的客户进行服务,无法根据窗口结束时间附近的客户信息进行综合考虑配送方案。基于此,本文提出了两种不确定性滚动时域(Uncertain Receding Horizon Control,URHC)策略:(1)引入模糊集合中的隶属度函数,提出一种模糊滚动时域控制(Fuzzy Receding Horizon Control,FRHC)策略;(2)利用定积分求概率的性质,提出一种基于定积分的动态滚动时域控制(Dynamic Receding Horizon Control,DRHC)策略。第一步研究了一种基于模糊滚动时域控制策略优化动态车辆路径问题。针对RHC策略只能服务当前时间窗口内的客户这一规则,FRHC定义了客户与时间窗口的隶属度函数,用于重新表示客户与时间窗口的所属关系,并通过模糊阈值划分模糊时间窗口,采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对时间窗口内的客户进行路径规划,并对国际标准测试集中的10个测试算例进行仿真实验。讨论了RHC与5组模糊阈值的求解效果,并找出FRHC策略的最佳模糊阈值。最后将RHC和FRHC分别与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、先到先得(First Come First Served,FCFS)、距离最近邻(NN)、按服务时间排序(FAST)、目标函数最近邻(NNF)5种算法相结合,讨论FRHC-GA与RHC-GA、FRHC-FCFS、RHC-FCFS……共10种DVRP求解方法的求解效果。实验结果表明,FRHC策略增加了时间窗口之间的信息交流,提高了时间窗口的邻域搜索能力;且FRHC-GA算法求解DVRP问题的配送方案最合理。第二步研究了一种基于定积分的动态滚动时域控制策略(Dynamic Receding Horizon Control,DRHC),以其优化预期服务时间服从正态分布的动态车辆路径问题(Dynamic Vehicle Routing Problem with Expected Service Time obeying Normal Distribution,DVRP-ESTND)。基于对生活中人们午餐习惯时间的考虑,提出了一种预期服务时间服从正态分布的动态车辆路径问题模型,即DVRP-ESTND模型。RHC策略常采用均匀窗口的划分方式,即平均滚动时域控制策略(Average Receding Horizon Control,ARHC),也有部分采用随机划分窗口的方式,即随机滚动时域控制策略(Random Receding Horizon Control,RRHC)。针对ARHC和RRHC策略在DVRP-ESTND模型下各时间窗口内的客户数量存在较大差异,容易造成车辆利用率低和客户等待时间长等问题,提出基于定积分的DRHC策略。该策略利用定积分求正态分布概率的特性,先求出系统时间内总概率值及时间窗口的平均概率值,再利用平均概率值计算出每个时间窗口的大小。通过统计分析三种策略的时间窗口内的客户数量,分析了DRHC策略的合理性。最后将DRHC、ARHC、RRHC策略分别与GA、FCFS、FAST、NN、NNF共5种算法相结合,对5组不同正态分布测试算例的仿真,实验结果表明:同等条件下,DRHC策略的解均优于其他两种策略的解,且DRHC-GA方法用于求解DVRP问题最合理有效。
其他文献
近年来,随着经济的飞速发展,我国非常多的土地都受到了严重的重金属污染,其中以镉(Cd)的污染最为严重,土壤重金属的污染会破坏土壤系统原来稳定的微生物群落结构和多样性,进而影响土壤耕作价值,因此对其进行修复已刻不容缓。近些年常用于修复被重金属污染土地的技术主要有如下三种:物理法、化学法和生物法。重金属污染土壤中的微生物群落结构非常丰富,为微生物修复污染土壤提供了重要的微生物资源。本文以镉(Cd)污染
苜蓿(Medicago L.)品质是由多基因控制的数量性状,全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)是数量性状分析的有效手段。本研究以119个紫花苜蓿品种(系)为试验材料,以粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、干物质和相对饲用价值等6个品质性状为测定指标,基于53028个SNP分子标记,对紫花苜蓿品质进行全基因组关联分析。主要结果如下:1.品
在超分子组装研究中,超分子金属有机组装体系往往存在稳定性相对较弱、容易聚集等问题,因此,赋予金属有机组装体系更高的稳定性有可能拓展这些体系的应用领域。本论文以配位键导向自组装形成的超分子金属有机大环和金属有机笼子为基础,以介孔材料为基底,利用受限空间自组装策略构筑金属有机组装体离散分布的有机-无机杂化材料,并对这些超分子复合材料的构筑方法及催化性质进行了系统的研究。主要分为以下几个部分:第一章简单
随着电力市场改革的进一步深化以及智能电网(Smart Grids,SG)的蓬勃发展,对智能电网资源的有效管理及合理配置愈显重要。短期负荷预测是智能电网资源和能源管理系统的重要组
废塑料已成为当今城市的主要有机污染源之一,因其属于高分子材料,降解缓慢,且数量巨大,有些废塑料的回收再加工利用仍会带来二次污染,因而其利用问题被人们密切关注。采用炼
随着工业化和城镇化的不断发展,含重金属离子废水的排放带来的污染问题也日益严重。重金属离子因其有毒、难生物降解等特点成为难处理的工业废水之一。其中吸附法被认为是一
手性金催化剂由于其卓越的催化活性,被广泛应用于不对称催化反应中。然而手性金催化剂具有一些缺陷,例如制备过程复杂、合成原料昂贵、无法循环等,限制了其在工业上的应用。为了解决这些问题,本文以介孔硅材料SBA-15为载体,制备了多相手性金催化剂,并将它应用到不对称环化反应中,考察其催化性能。具体研究内容如下:1.在手性叔丁基亚磺酰胺膦配体(PC-Phos)的骨架上引入烯烃功能基团得到6种手性叔丁基亚磺酰
近年来天然气作为清洁的一次能源受到了广泛的重视,而甲烷作为天然气的主要成分,由于其分子结构稳定和C-H键能高等特点使得燃烧反应条件苛刻,等离子体的加入有助于克服这些缺
作为航空发动机核心气动部件,高性能压气机的研发目标使其不断向高效率、高负荷、超/跨声速的方向发展。随着负荷水平的不断提高,跨声速级内流动分离更为严重,产生的低能流体
从知识发展的历程看,人们对算术命题的接受是以真理性为前提的。在考察真理性的来源之际,人们更愿意相信它的先天普遍性:人类的知识应该建立在普遍的、自明的命题之上。然而,我们发现仅仅从个人角度考虑问题可能会丧失某些认识理性本质的东西。事实上,当我们把目光转向人类思想发展史的时候,我们发现一直以来,人类都在不断地追问理性的基础,而对算术命题之真的探索就属于这个范围。康德明确区分了分析和综合的概念,并认为包