收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于多目标进化算法的车辆路径问题的研究

柯鹏  
【摘要】:车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)是运筹学和组合优化等研究领域的一个重要研究内容,其主要目标是求解能以最低成本将货物递送到顾客点的路径集合,因为其重要的应用价值在交通运输,物流配送,邮政快递等行业有着广泛的应用。在过去,成本主要是指与之对应的路径数量和旅行距离,不过,在现实生活中该问题也存在一些值得考虑的其它成本因素。 由于没有确定式方法能在多项式时间内有效的求解该问题,许多启发式算法被应用于该问题的求解,其中进化算法已被证明适合于求解该问题。尽管进化算法可以提供较为完整的解决方案在该问题的多个优化目标之间求得相对平衡的解,却很少有专门针对该问题在多目标优化方向上的研究,也更少有研究将解的多样性作为一个专门的研究内容,而这对任何进化计算技术进化性能的良好表现都是至关重要的。 论文在进化算法基础上分别提出了三种新的多目标进化算法—种群分布性限制进化算法、改进的种群分布性进化算法、增强的种群分布性进化算法,用于求解VRP问题的两种经典衍生问题:VRPTW和CVRP,尤其是针对至少两个优化目标的优化问题。具体的研究工作内容如下: 设计了种群分布性限制进化算法,在算法中提出了一个新的分布比率参数ρ,该参数用于约束种群中相同解的数量,接着给出了六个变异算子,用于增强种群的多样性。 在上述算法基础上提出了改进的种群分布性进化算法,给出了一种用于量化VRP问题两个解之间的相似性的方法,设计了一个新的变异过程,该变异过程和进化算法结合在一起用于求解VRP问题可以更好的利用搜索空间。新的变异过程包括三个基本函数,其中两个可以随机的选择路径和顾客点,另外一个则是确定性的,用于将顾客点重新插入到路径中去。此外,还提出了三个新的变异算子,用于调整路径之间的顾客点分配和在路径内部顾客点的服务顺序。该算法的主要优点是:它不依赖于具体解的编码形式,也可以适用于任何一种VRP问题的衍生问题,并且具有线性的时间复杂度 提出了一个新的可以有效求解CVRP,VRPTW问题的增强的种群分布性进化算法(Enhanced coverage-restricted evolutionary algorithm,ECREA),该算法可以同时优化至少两个优化目标。该算法整合了上述所提到的相似性量化方法和新的变异过程,以便更好的探索和利用搜索空间,从而保持较高的种群多样性。算法结果表明获得的解提供了更为合适的在多目标之间折中优化的效果。 通过将CVRP,VRPTW的测试集测试新算法获得的解与已有的基于单一优化目标考虑的研究结果相比,显示新算法获得的解虽然并非整体上都是最优的,但是至少和后者的很多研究结果相比是可以相提并论的,这主要表现在新算法的解可以在获得更少的路径数量或者更短的旅行距离的同时,相应的其他优化目标和后者的结果的差距控制在2%以内。因为通过一个优化目标所获得的最优解并不必然能表现出多目标的优化效果,因此该算法具有实际意义。 接着使用多目标优化的三种性能评价方法分别对利用ECREA算法求解VRPTW问题的双目标优化和三目标优化的结果进行了分析,并与著名的多目标优化算法NSGA-II获得的解进行了比较,结果表明前者在很多测试实例中获的了比后者更好的结果。而在求解CVRP问题时,由于测试集的测试实例的目标并没有冲突,所以没有进行多目标的优化性能分析。 由于已有的VRP问题的研究大多倾向于单目标优化或将对多个优化目标优化后的结果以单目标的方式进行分析,论文则提出通过利用正式的多目标评估方法对多目标优化的性能进行适当比较和分析,并给出了最后的结论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨善学;王宇平;;基于Pareto最优和限制精英的多目标进化算法[J];计算机工程与应用;2007年02期
2 杨善学;;一种新的限制精英的多目标进化算法[J];电子科技;2009年09期
3 程楠;龚小胜;梁雨婷;;一种改进的非支配排序多目标遗传算法[J];计算机与数字工程;2010年04期
4 赵学臣;王洪国;邵增珍;苗金凤;;基于文化的多目标协同进化算法[J];计算机应用研究;2011年07期
5 汪文彬;李应勇;;一种改进的多目标变异算子[J];安徽广播电视大学学报;2008年02期
6 马清亮;胡昌华;;多目标进化算法及其在控制领域中的应用综述[J];控制与决策;2006年05期
7 鲍培明;朱庆保;;用于多目标进化的归一化排序非支配集构造方法[J];电子学报;2009年09期
8 格玛;周晖;陆拥俊;;基于混合策略的多目标自由搜索算法[J];系统工程;2011年03期
9 祁薇熹;李彬;;多目标演化算法的进展研究[J];计算机与数字工程;2008年05期
10 张钟德;欧阳智敏;陈明;;基于分布估计的多目标量子进化算法[J];宜春学院学报;2008年02期
11 李学斌;;多目标遗传算法在船舶操纵性优化设计中的应用[J];造船技术;2008年04期
12 雷德明;吴智铭;;基于粒子群优化的多目标作业车间调度[J];上海交通大学学报;2007年11期
13 李恒杰;郝晓弘;张磊;;一种用于多目标优化的克隆选择算法[J];科学技术与工程;2008年02期
14 宋木清;罗春龙;;融合支持向量机与多目标进化算法的质量管理研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年06期
15 肖艳;许峰;;基于改进庄家法则的多目标进化算法[J];软件导刊;2010年07期
16 杨新刚;许峰;;基于多目标进化算法的运输问题求解方法[J];软件导刊;2010年12期
17 周秀玲;郭平;陈宝维;王静;;几种计算超体积算法的比较研究[J];计算机工程;2011年03期
18 刘海林;王宇平;刘永清;;带约束多目标最优化问题的一种新的进化算法[J];计算机科学;2002年07期
19 崔逊学;林闯;方廷健;;多目标进化算法的研究与进展[J];模式识别与人工智能;2003年03期
20 雷德明,吴智铭;基于个体密集距离的多目标进化算法[J];计算机学报;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李枚毅;;并发定位与建图的多目标免疫进化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 崔雪丽;;模糊约定车辆路径问题及其蚂蚁算法求解[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
3 张凤姣;张兴芳;;基于不确定理论的车辆路径问题[A];第九届中国不确定系统年会、第五届中国智能计算大会、第十三届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2011年
4 崔逊学;;多目标进化算法的研究现状与群体多样性研究[A];Complexity Problems--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
5 李雪;吴俊勇;杨媛;严翔;刘晓民;;高速铁路接触网悬挂系统维修计划的优化研究[A];高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C];2010年
6 刘绍伦;;关于裂纹扩展路径问题的研究[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
7 王燕;李和中;;从深圳市行政管理体制改革看政府规模适度化的根本路径[A];“中国特色社会主义行政管理体制”研讨会暨中国行政管理学会第20届年会论文集[C];2010年
8 白世贞;丁旭;;动态行程时间车辆路径规划问题研究[A];第十三届中国管理科学学术年会论文集[C];2011年
9 彭辉;;基于蚁群优化技术的车辆路径问题研究[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
10 张广跃;汪泽焱;张申如;;满足延迟约束的链路分离路径算法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柯鹏;基于多目标进化算法的车辆路径问题的研究[D];武汉大学;2013年
2 傅成红;多周期库存路径问题及其算法研究[D];中南大学;2010年
3 宁涛;混合量子算法在车辆路径问题中应用的研究[D];大连海事大学;2013年
4 孙中悦;车辆路径问题的仿真优化方法研究[D];北京交通大学;2012年
5 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
6 谭艳艳;几种改进的分解类多目标进化算法及其应用[D];西安电子科技大学;2013年
7 刘立衡;多目标进化算法的研究及其在负荷分配中的应用[D];华北电力大学(北京);2010年
8 赵志彦;企业物流配送系统中若干定位—路径问题的建模与调度方法[D];天津大学;2009年
9 彭北青;第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究[D];华中科技大学;2009年
10 潘立军;带时间窗车辆路径问题及其算法研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金盼;混合多目标进化算法在带时间窗车辆路径问题中的应用[D];浙江工业大学;2013年
2 谢桂芩;车辆路径问题建模与多目标进化算法[D];广东工业大学;2012年
3 金焕杰;混合多目标进化算法的研究与应用[D];安徽理工大学;2012年
4 马楠;一种基于稳态的多目标进化算法的研究[D];天津大学;2010年
5 李厚甫;基于博弈策略的多目标进化算法研究[D];湖南大学;2011年
6 朱命昊;量子克隆多目标进化算法研究[D];西安科技大学;2011年
7 唐纯金;多集散点车辆路径问题的顺路捎带法研究[D];重庆大学;2010年
8 钱艳婷;动态多目标车辆路径问题的算法研究[D];天津理工大学;2011年
9 关丽霞;带软时间窗和同时取送货的车辆路径问题研究[D];中南大学;2010年
10 李文忠;有捎带的车辆路径问题的研究[D];西南交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭剑鸣;管理主义与我国公共管理改革的路径问题[N];重庆日报;2004年
2 本报记者 王敏;应深入探讨弘扬传统文化的路径[N];学习时报;2006年
3 蒋安杰 程雷;热议刑事诉讼法再修改[N];人民日报;2005年
4 邹民生 乐嘉春;十大经济焦点话题值得“两会”热议[N];上海证券报;2006年
5 郭松民;文化反腐,谁当先行?[N];宁波日报;2005年
6 本报记者 郑宗杰 白洪生;资金拆分:联网收费的难解题[N];中国交通报;2006年
7 祁进玉;认同与宽容:基于多元化文化视野的思考[N];中国社会报;2007年
8 李鹏飞;弘扬鹿乡文化 构建和谐东丰[N];辽源日报;2007年
9 魏曙光;非QFII外资行不能参与投资期指[N];证券时报;2007年
10 刘洋;复合通行卡可实现路径精确识别[N];中国交通报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978