论文部分内容阅读
车辆路径问题是物流管理学中的一个重要研究课题,是物流配送优化中关键的一环,是提高物流经济效益、实现物流科学化所必不可少的。带时间窗的车辆路径问题是车辆路径问题的一种重要类型,作为一个NP-难题,目前尚无法用有效算法精确求解。多少年来各学科专家对该问题进行了大量的理论研究及实验分析,形成了许多实际而有效的启发式算法,尤其是引入来自自然界的进化型算法,取得了很大进展。 蚂蚁算法是一种来自生物界的随机搜索寻优方法,抽象了自然界蚂蚁的群体行为。生物界中的蚂蚁虽然是一种没有视觉的动物,但它们在寻找食物源时却可以适应性地随着环境的变化而变化,能在原有的路径被破坏或是受到阻碍的情况下搜索新的路径。通过这种内在的搜索机制,逐渐形成一条从其窝巢到食物源的最佳路线。 蚂蚁算法自提出以来发展到现在,其理论尚未形成完整的体系,但目前已在一系列困难的组合优化问题中取得了成效。本文在吸收了蚂蚁算法这种源于生物世界的新的仿生类算法思想基础上,对几种不同类型的带时间窗的车辆路径问题设计了相应的求解方案,通过实验手段进行了研究,并结合具体问题加以改进,获得了较好的效果。 本文的主要内容包括: 第一章概述了车辆路径问题的基本问题,用于求解该问题的各种方法及其研究现状。 第二章详细介绍了蚂蚁算法的基本原理、思想来源、基本设计、算法步骤及其发展现状。 第三章主要对VRP设计了基于蚂蚁系统原理的算法,进行了大量的数值测试,通过实验探讨算法中各参数对问题求解的影响及其合理的设定。将所得结果同经典求解算法作比较,充分表现出蚂蚁算法的优越性。 第四章主要对VRPTW设计了基于蚂蚁系统原理的算法,根据VRPTW的特点对蚂蚁算法做了修正,提出新的转移概率公式和轨迹强度上下限设定。采用国际上公认的Solomon测试问题进行求解,分析各参数取值组合对结果的影响,找出适用于VRPTW的最佳取值。将所得结果与其他启发式算法所得结果进行比较,获得了较好的效果。 第五章主要对VRPSTW设计了基于蚂蚁系统原理的算法,结合问题描述给出数学模型,设定惩罚费用函数。求解了Solomon问题库中的某些紧时间窗问题,将结果同VRPTW进行比较分析。 第六章主要对FVRP设计了基于蚂蚁系统原理的算法,考虑到顾客的偏好,主要目的是以最小的总费用最大程度的提高顾客满意度。结合问题的多目标性,给出数学模型并采用线性加权法求解目标函数。用蚂蚁算法进行大量实例求解,验证了算法的有效性。 第七章对本文所做的工作以及创新点进行了总结。