计算机工程与应用››2021,第57卷››问题(2): 237-250.内政部:10.3778/j.issn.1002-8331.2004-0034

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多目标多时间窗车辆路径问题的鸽群-水滴算法

马龙,王春嬉,张正义,董睿  

  1. 西安航空学院 经济管理学院,西安 710077
  • 出版日期:2021-01-15 发布日期:2021-01-14

多时间窗多目标车辆路径问题的鸽子激励优化与智能水滴算法

马龙、王春熙、张正毅、董瑞  

  1. 西安航空大学经济与管理学院,西安710077
  • 在线:2021-01-15 出版:2021-01-14

摘要:

针对智能水滴算法求解带时间窗车辆路径规划收敛速度慢、计算精度差的问题,根据带时间窗车辆路径问题的应用要求,利用整数线性规划方法,以配送车辆的最小运输总成本、最短运输距离和最少安排数量为目标,综合考虑了车辆出发点、服务点、装载量、行驶距离、服务时间窗等诸多约束条件,构建了多目标多时间窗车辆路径模型;为了精准快速求解多目标多时间窗车辆路径模型,提出一种鸽群-智能水滴互补改进优化算法,将河道水滴离散二进制变换后,采用地图罗盘算子和地标算子分别改进水滴的流动速度和方向,并利用自适应变邻域扰动策略干扰水滴携带的泥土量,提高水滴算法的开发和探索能力;利用理想点法和罚函数与多目标优化混合方法分别处理多目标函数与约束条件,并以两种经典的带时间窗车辆路径问题为实例,通过与遗传算法、智能水滴算法和鸽群-水滴算法的计算结果进行比较,结果表明:在相同的算法参数和经济指标下,鸽群-水滴算法相比于智能水滴算法求解模型中的运输路径缩短20公里左右、运输成本节约403元左右,且该算法的求解时间和迭代次数也明显优于其他两种人工智能算法。

关键词: 鸽群算法, 智能水滴算法, 多时间窗, 车辆路径规划, 多目标

摘要:

针对基于智能水滴算法的带时间窗车辆路径收敛速度慢、计算精度差的问题,首先,根据车辆路径规划的应用要求,采用整数线性规划方法,以运输成本最小、运输距离最短、车辆数量最少为目标,综合考虑车辆起点、服务点和装载能力等约束条件,建立了多目标多时间窗车辆路径模型。其次,为了快速求解该模型,提出了一种与鸽子启发优化和智能水滴算法相关的互补改进优化算法,水滴是离散二进制变换。采用地图罗盘算子和地标算子,提高了水滴的流速和方向,采用自适应变邻域扰动策略干扰土壤量,提高了水滴算法的开发和探测能力。最后,利用理想点法和惩罚函数与多目标混合法处理多目标函数和约束条件,并以两条带时间窗的经典车辆路径为例,给出了遗传算法、智能水滴算法、,并对鸽子水滴算法进行了比较。结果表明,在相同的算法参数和经济指标下,鸽子启发优化算法、水滴算法和基本水滴算法进行了比较,运输路径缩短约20km,运输成本节约约403元。同时,该算法的求解时间和迭代次数也明显优于其他两种人工智能算法

关键词: 鸽子启发优化算法, 智能水滴算法, 多个时间窗口, 车辆路线图, 多目标