检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张平东北大学

学位级别：硕士

节能减排是我国可持续发展的必由之路。近年来，随着经济的高速发展，我国面临的能源形势和环境问题日益严峻，因此发展低碳经济已成为必然趋势。而当前中国互联网经济的繁荣带动了物流运输等行业的快速发展，与此同时，不合理的路径规... 详细信息

节能减排是我国可持续发展的必由之路。近年来，随着经济的高速发展，我国面临的能源形势和环境问题日益严峻，因此发展低碳经济已成为必然趋势。而当前中国互联网经济的繁荣带动了物流运输等行业的快速发展，与此同时，不合理的路径规划带来的能源浪费与碳排放增加问题日益凸显，因此研究如何减少物流配送特别是大规模物流配送造成的碳排放问题具有巨大的生态与经济效益。　　如何在满足客户需求以及各种约束条件的情况下尽可能地降低运输过程中的碳排放，就是绿色车辆路径问题(Greenvehicleroutingproblem,GVRP)。在实际中，问题规模通常较大且具有时间窗约束，因此，大规模的GVRPTW(GVRPwithtime-windows,GVRPTW)已成为研究的热点。目前有关GVRPTW的研究中，问题规模都在500客户点以下，而本文研究的GVRPTW规模多达1000个顾客点。在求解大规模路径规划问题上，传统算法具有效率低下，难以跳出局部最优的缺陷。自适应大邻域搜索(Adaptivelargeneighborhoodsearch,ALNS)算法以其大邻域的搜索结构与自适应选择最优的邻域结构的特点，在处理大规模问题上有着不俗的表现。因此本论文采用ALNS算法来求解大规模GVRPTW。　　主要研究内容如下:　　(1)对于多达1000个客户点的GVRPTW开发了ALNS算法，对大规模GVRPTW进行有效求解，填补了求解大规模GVRPTW的研究空白。　　(2)对经典的ALNS算法进行改进。首先，在破坏操作中，提出了一种新的删除启发式算法。该启发式算法可以有针对性地快速移除带来大量碳排放的客户，以便在后面的修复操作中对这些客户进行更合理的安排。其次，在修复操作中，提出了若干快速插入规则。在快速插入规则中，通过检查插入的客户之后的部分客户的约束来判断新路线的可行性，而不是检查所有客户的约束，从而大大节省了ALNS算法的计算时间。最后，本文基于蚁群算法中的信息素更新机制，提出了一种新型自适应权重更新规则:挥发自适应权重更新规则。该新型自适应权重更新规则具有参数少、易操作的优势。　　(3)开发了求解带有时间窗的多车场绿色车辆路径问题(Multi-DepotGVRPTW,MDGVRPTW)的ALNS算法。并针对多车场特点，提出一种车场最优操作来使路径车场最优。并针对不同规模的MDGVRPTW实例分别进行了改进型ALNS算法与经典型ALNS算法求解实验，实验结果表明改进的ALNS算法相比于经典的ALNS算法具有更高的求解效率。除此之外，本文还对比了单车场产生的碳排放与多车场条件下产生碳排放，结果表明，相对于GVRPTW，物流活动在MDGVRPTW条件下能够有效降低碳排放。

关键词：大规模物流配送绿色车辆路径大邻域搜索算法自适应权重更新

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具有时间窗的取送货问题建模和大邻域搜索算法研究

具有时间窗的取送货问题建模和大邻域搜索算法研究

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作者：程谦上海交通大学

学位级别：硕士

物流业作为国民经济的重要组成部分,在促进产业结构调整、转变经济发展方式和增强国民经济竞争力等方面发挥着重要作用。而运输与配送是各项物流活动中总费用占比最高的一项中,研究运输与配送相关问题对于提高物流管理效率,降低社会物... 详细信息

物流业作为国民经济的重要组成部分,在促进产业结构调整、转变经济发展方式和增强国民经济竞争力等方面发挥着重要作用。而运输与配送是各项物流活动中总费用占比最高的一项中,研究运输与配送相关问题对于提高物流管理效率,降低社会物流成本具有重要意义。随着互联网特别是移动互联网基础设施的普及,拼车平台、货运撮合平台等新型共享经济物流业态开始兴起。但学术界对相关的运输与配送问题关注较少,传统的车辆路径问题(VRP)模型并不适用于这种更为灵活的运输模式。因此,如何针对这些新型物流业态建立高效的供需匹配和路径规划方法成为亟待解决的问题。本文研究的具有时间窗的取送货问题(PDPTW)就是针对拼车平台、货运撮合平台等新型物流业态提出的。为了满足实用性要求,本文对PDPTW模型进行了进一步拓展:首先放松了以往PDPTW中对于所有车辆必须从同一地点出发和到达同一地点的假设,并增加了车辆起点和终点的时间窗约束,同时放松了所有需求都要被满足的要求。在算法方面,本文设计了一类大邻域搜索算法(LNS),该算法采用平行插入的方法构造初始解,然后以拆解-重构的方式反复迭代以提高解的质量,同时整合退火算法防止陷入局部最优。在路径重构步骤中,采用了随机分配的方式以保证搜索范围足够大,并设计了一种评价机制,称为匹配度,以使需求以更大概率与合适的路径相匹配,增加搜索效率。

关键词：取送货问题时间窗大邻域搜索算法

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基于改进大邻域搜索算法的共享电动汽车搬迁问题研究

基于改进大邻域搜索算法的共享电动汽车搬迁问题研究

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作者：蔡磊南京大学

学位级别：硕士

过去几十年的工业繁荣来了不可避免的环境污染,随着人们对环境问题的担忧日益加剧,社会对于新能源的探索加快了脚步,共享模式和电动汽车越来越受欢迎,这两者的结合成为了时代发展的必然结果。随着共享交通领域中纯电动汽车代替原来的燃... 详细信息

过去几十年的工业繁荣来了不可避免的环境污染,随着人们对环境问题的担忧日益加剧,社会对于新能源的探索加快了脚步,共享模式和电动汽车越来越受欢迎,这两者的结合成为了时代发展的必然结果。随着共享交通领域中纯电动汽车代替原来的燃油车,一个更为绿色的出行模型出现,并且迅速成为研究热点问题。基于站点的,支持异站停车的共享电车模式被认为是最有可能被广泛推广的一种共享出行模式。该模式提出以数个较为集中的充电桩构成一个站点,在城市不同区域分布数量不等的站点,用户可以在任意一个站点乘车出发然后将车停放到任意一个站点,允许客户在任意站取车和停车的规则为用户带来便利的同时也迎来了新的挑战。共享系统在运行初始阶段,各个站点停放的电车的数量是一个均匀分布的状态,但是随着系统的运行会出现车辆会汇集到少数站点而其他站点车辆不足的情况,这就导致空站点无车可用,车辆集中站点无充电桩可用的尴尬情况,运营部门为了解决该问题,雇佣大量工人对系统中的车辆进行重新分配,但是事实证明只考虑局部条件的高频率的车辆搬迁不仅效率低下,更产生了高昂的搬迁成本。维持共享系统中各个站点的车辆供需平衡同时降低车辆搬迁带来的巨大的运营成本已经成为共享电车企业面临的一个严重的问题。为了避免电车的时空分布不均导致共享系统无法发挥自身最大的服务能力,以及公司利润受损,本文通过考虑全局信息设计高效的算法对车辆搬迁工作进行指导决策。为了降低共享系统中车辆搬迁过程造成的巨大的运营成本,本文将使用数学建模和启发式算法两种思路对问题进行求解。首先本文将研究问题定义为:以最大化企业利润为目标,考虑电车的电量约束,时间窗约束以及工人工作时长约束的电车搬迁问题。通过将问题进行抽象建模,同时根据真实地理位置,生成了大,中,小三种规模的实例数据,使用CPLEX求解器对模型在不同数据集上进行求解。为了克服CPLEX无法有效求解中规模和大规模的数据集的问题,进而开发了一种改进大邻域搜索算法,在算法中加入了为该问题定制的一个用于快速约束判断公式,大大提高了解的求解速度和精确性。通过进行大量的计算对比实验,证明了改进大邻域算法在该问题求解的有效性。

关键词：共享电车系统车辆搬迁大邻域搜索算法 CPLEX

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具有时间窗的取送货问题建模和大邻域搜索算法

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哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2016年第6期32卷 734-739,751页

作者：程谦张大力侯立文上海交通大学中美物流研究院上海200030 上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030

针对新型物流业态中出现的路径优化问题,建立了一类具有不同起点和不同终点的带时间窗取送货问题模型.根据模型特点,设计了一类大邻域搜索算法对大规模问题进行求解.该算法引入了匹配度的概念和时差插入法,以提高搜索效率.通过设计一类... 详细信息

针对新型物流业态中出现的路径优化问题,建立了一类具有不同起点和不同终点的带时间窗取送货问题模型.根据模型特点,设计了一类大邻域搜索算法对大规模问题进行求解.该算法引入了匹配度的概念和时差插入法,以提高搜索效率.通过设计一类与精确求解工具进行比较的方案,验证了算法的有效性.

关键词：取送货问题时间窗大邻域搜索算法

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分阶段改进大邻域搜索算法求解取送货车辆路径问题

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中国水运（下半月） 2024年第1期24卷 57-60页

作者：杨子越山东科技大学山东青岛266000

基于带时间窗的取送货路径优化问题的现实需求和大邻域搜索算法的研究发展趋势,依据实际情况构建带时间窗的末端混合取送货路径优化模型。根据模型特性提出一种分阶段求解算法进行求解。在基于随机订单序列的重新构建阶段,引入交叉、翻... 详细信息

基于带时间窗的取送货路径优化问题的现实需求和大邻域搜索算法的研究发展趋势,依据实际情况构建带时间窗的末端混合取送货路径优化模型。根据模型特性提出一种分阶段求解算法进行求解。在基于随机订单序列的重新构建阶段,引入交叉、翻转、扰动算子以提高全局搜索能力。并在解码路径重新构建阶段,设计了子路径分解算子和交叉算子,破除了局部最优的情况。通过基准实例测试及实验对比分析,证明了该算法能够快速找到有效解,所设计的算子不仅能够跳出局部最优,还能加快收敛速度,进一步证实了所提算法在解决该问题模型方面的有效性和可行性。

关键词：取送货问题时间窗大邻域搜索算法

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面向预约拼车服务的混合车队订单指派与路径规划

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系统工程学报 2025年第2期40卷 307-320页

作者：李想李沁轩马红光北京化工大学经济管理学院北京100029

针对电动汽车和燃油汽车混合车队的预约拼车订单指派与路径规划问题,构建了以最小化运营成本和碳排放成本为目标的混合整数线性规划模型,提出了一种包含多组破坏与修复算子的改进自适应大邻域搜索(IALNS)算法.数值算例验证了模型与算法... 详细信息

针对电动汽车和燃油汽车混合车队的预约拼车订单指派与路径规划问题,构建了以最小化运营成本和碳排放成本为目标的混合整数线性规划模型,提出了一种包含多组破坏与修复算子的改进自适应大邻域搜索(IALNS)算法.数值算例验证了模型与算法的有效性:1)对于小规模问题,IALNS算法可以快速收敛至近似最优解.2)对于大规模问题,IALNS算法相比于变邻域搜索算法和大邻域搜索算法能够分别节约成本10.01%和13.55%,并降低计算时间8.99%和22.58%.3)电池容量和碳排放价格对于电动汽车的使用均有正向影响.当电池容量大幅提升时,碳排放价格的影响减弱.研究结果可为拼车服务行业的运营管理和政策制定提供决策支持.

关键词：拼车服务混合车队路径规划碳排放大邻域搜索算法

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考虑工作量平衡的餐饮垃圾多行程收运路线优化

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交通运输系统工程与信息 2023年第6期23卷 239-249页

作者：张燕李子鑫刘进平大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

城市餐饮垃圾的收运成本居高不下,严重阻碍了垃圾分类的推进。本文首先根据餐饮垃圾的产生及收运特点,划分不同的收运时段和频率,以均衡各个时段的收运量。其次,将城市餐饮垃圾的收运问题建模为带有时间窗的多行程车辆路径问题,并考虑... 详细信息

城市餐饮垃圾的收运成本居高不下,严重阻碍了垃圾分类的推进。本文首先根据餐饮垃圾的产生及收运特点,划分不同的收运时段和频率,以均衡各个时段的收运量。其次,将城市餐饮垃圾的收运问题建模为带有时间窗的多行程车辆路径问题,并考虑驾驶员的工作量平衡约束。对于小规模问题,通过求解所建立的混合整数规划模型得到问题的最优解;对于大规模问题,针对多车多行程的问题特点,设计三维矩阵编码,提出混合自适应大邻域搜索算法。通过不同规模的算例验证了模型的正确性和算法的有效性。算例结果表明,增加不超过2%的收运成本能大幅度提高驾驶员之间的工作量平衡性。最后,采用大连市中山区的实例将本文所提算法与实际应用的优化算法进行比较发现,当使用不同的收运频率并考虑工作量平衡及城市路网的交通拥堵情况时,采用本文所提出的算法能降低14.3%的收运成本,减少12.7%的碳排放量,同时,将驾驶员之间的工作平衡性提升57.3%。

关键词：城市交通多行程车辆路径问题大邻域搜索算法餐饮垃圾收运工作量平衡

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考虑随机需求的带时间窗绿色车辆路径模型及优化算法研究

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系统科学与数学 2023年第10期43卷 2557-2572页

作者：周开军刘婷周鲜成陈荣元汪倩湖南工商大学智能工程与智能制造学院长沙410205 湖南工商大学前沿交叉学院长沙410205 湖南工商大学资源环境学院长沙410205

针对客户需求不确定的绿色物流配送问题,研究考虑随机需求的带时间窗绿色车辆路径模型与求解算法.综合考虑距离、时间窗、载重、燃料等因素对成本的影响,以车辆油耗成本、碳排放成本、运输成本、固定发车费之和最小为目标,建立考虑随机... 详细信息

针对客户需求不确定的绿色物流配送问题,研究考虑随机需求的带时间窗绿色车辆路径模型与求解算法.综合考虑距离、时间窗、载重、燃料等因素对成本的影响,以车辆油耗成本、碳排放成本、运输成本、固定发车费之和最小为目标,建立考虑随机需求的带时间窗绿色车辆路径模型,在此基础上设计两阶段求解算法,预优化阶段根据客户随机需求量,考虑随机容量约束,设计基于大邻域搜索和禁忌搜索的混合算法获得预优化解;重优化阶段再模拟车辆配送,到达客户点更新客户实际需求,采用失败点重优化策略对后续路线进行优化.实验结果表明,与考虑碳排放和油耗成本最低的目标相比,文章方法不仅能够降低碳排放,而且还能取得更低的总配送成本.

关键词：绿色车辆路径问题随机需求禁忌搜索算法大邻域搜索算法

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基于机器学习的启发式模型在大邻域搜索中的应用研究

基于机器学习的启发式模型在大邻域搜索中的应用研究

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作者：高俊松重庆大学

学位级别：硕士

带权约束满足问题(WCSP)是建模人工智能领域问题的基本框架之一,现已成功应用于供应链管理、生物信息等众多领域,具有重要的学术研究意义和实用价值。在众多求解WCSP的算法中,采用了局部搜索策略的基于树的大邻域搜索算法(T-LNS)因其巧... 详细信息

带权约束满足问题(WCSP)是建模人工智能领域问题的基本框架之一,现已成功应用于供应链管理、生物信息等众多领域,具有重要的学术研究意义和实用价值。在众多求解WCSP的算法中,采用了局部搜索策略的基于树的大邻域搜索算法(T-LNS)因其巧妙的运行方式和低廉的计算需求而备受关注。然而,如何针对不同的待求解WCSP实例选择合适的参数以及如何避免在解的修复阶段松弛子问题时约束信息的丢失是影响着该算法最终的求解质量的关键问题。针对上述问题一,目前所采用的手工方式十分冗杂且低效,不能很好地帮助T-LNS算法解决该问题;针对上述问题二,已经有学者提出用预训练的代价预测模型去缓解该问题。然而,目前构建模型时所采用的基于监督学习的策略使得训练只能基于小规模问题进行,这也限制了模型的准确性。因此,本文致力于采用基于学习的策略帮助T-LNS算法解决并缓解上述问题以提高T-LNS算法的求解质量,从而帮助T-LNS更好地被应用于实际工程中。研究的具体工作如下:(1)针对T-LNS算法目前在参数配置方面存在的问题,构建了参数配置模型为T-LNS算法推荐合适的参数。具体地,本文通过实验证实了T-LNS算法在求解WCSP实例时存在最优结果的参数随着待求解问题变化而变化的现象(即上述问题一)。为此,本文基于监督学习提出了两种参数推荐模型的构建方法。第一种方法基于问题的属性特征和已有的经典机器学习算法来构建预测模型。该方法简单、直接,能够快速构建。第二种则采用图注意力网络来参数化预测模型。该模型预测时会将原始WCSP转化为有向三部图并利用图神经网络进行图表征和图嵌入,最后基于表征后的特征向量完成对参数的预测。因此,相比于第一种模型,该模型能够充分考虑包括约束代价在内的高维信息,从而更加准确地完成参数推荐任务。最后,实验结果证实本文提出的参数预测模型能够有效地帮助T-LNS算法完成参数预测任务,并提高算法最终所得解的质量。(2)针对T-LNS算法在解的修复阶段松弛子问题时,潜在信息丢失所导致求解质量偏低的问题,提出了一种全新的代价预测模型训练策略。具体地,本文首先介绍了代价预测模型在T-LNS算法中的应用,指出当前基于监督学习策略构建代价预测模型时存在的只能基于小规模问题进行训练的问题。然后,本文基于深度强化学习提出了一种全新的模型训练框架。具体地,本文首先利用伪树对WCSP的变量进行有序化,然后将此顺序求解过程建模为存在多相转变的马尔科夫决策过程;之后,通过借助图注意力网络来参数化深度Q网络,并基于考虑了多相转变的修正贝尔曼公式来完成对模型的训练。另外,为了进一步提高训练数据的质量,本文对可求解的子问题采用完备算法获得的准确标签数据用于训练。最后,实验结果表明,采用基于学习策略构建的代价预测模型能够有效地提高大邻域搜索算法的求解质量,并且基于深度强化学习的预测模型具有比基于监督学习的预测模型更高的预测精度。

关键词：带权约束优化问题大邻域搜索算法图神经网络监督学习深度强化学习

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需求响应式公交路径优化问题研究

需求响应式公交路径优化问题研究

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作者：吕俊彦上海大学

学位级别：硕士

随着经济发展和城市扩建,新建的城市新区和边缘地区不断增多,这些区域的公共交通需求水平较低,传统公交难以覆盖这些区域或者存在公交资源浪费问题。需求响应式公交可以根据乘客的订单信息,提供定制化的公交服务,是“人找车”和“车找... 详细信息

随着经济发展和城市扩建,新建的城市新区和边缘地区不断增多,这些区域的公共交通需求水平较低,传统公交难以覆盖这些区域或者存在公交资源浪费问题。需求响应式公交可以根据乘客的订单信息,提供定制化的公交服务,是“人找车”和“车找人”模式的结合,不仅能够满足乘客的个性化需求,对公交车服务提供商而言又能按需配置运力,节省运营成本。首先,本文分析基于离散站点的需求响应式公交服务,该服务下的公交车备选停车站点是规划建设完毕的,即公交车只能在现有的站点停车。公交车调度中心做出路径规划方案后,车辆在系统指定的几个备选站点停车。针对上述服务,建立数学规划模型并设计实现基于分支定价的精确算法和基于大邻域搜索的启发式算法。然后通过大量数值实验验证了所提模型和算法的有效性。结果表明,对于中小规模算例,基于分支定价的精确算法可在短时间内求得最优解;对于中大规模的算例,基于大邻域搜索的启发式算法可短时间内求得较优的解。另外,敏感性实验结果为基于离散站点的需求响应式公交服务提供商提供关于车场数量、备选停车站点、乘客到达时间参数的管理启示。其次,对基于离散站点的服务进行扩展,分析基于连续站点的需求响应式公交服务,该服务下没有固定的停车站点,调度中心根据乘客预约信息得出合适的停车位置坐标,车辆到系统指定的位置停车。针对基于连续站点的服务,建立混合整数二阶锥模型并设计实现基于分支定价的精确算法和基于大邻域搜索的启发式算法。数值实验验证了所提模型和算法的有效性,实验结果表明基于分支定价的精确算法可在短时间内求得中小规模算例的最优解,基于大邻域搜索的启发式算法可短时间内求得算例较优的解。敏感性实验为基于连续站点的需求响应式公交服务提供商提供乘客到达时间参数、乘客最大步行距离相关的管理思路。最后,进行研究总结,根据本文研究的局限性和不足之处,提出未来可进一步扩展和提高的研究方向。

关键词：需求响应式公交路径优化分支定价算法大邻域搜索算法

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