求解需求可拆分车辆路径问题的改进的金字塔演化策略
2021-01-21李华峰黄樟灿
李华峰,黄樟灿,张 蔷,湛 航,谈 庆
(武汉理工大学理学院,武汉 430073)
0 引言
车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)最早于1959 年由Dantzig 等[1]提出。该问题可描述为:在一个物流系统中,存在若干个配送中心、若干个客户和若干辆运输车,假设客户的需求量不超过车辆的最大载重量,要求设计合理的车辆行驶路线,在不违背车辆容量限制、不超出车辆最远运输距离等约束条件下,完成所有客户的配送任务。但在实际配送过程中,客户的需求量大于车辆载重量的情况会经常发生,为了解决该问题,Dror 等[2]提出了需求可拆分的车辆路径问题(Split Delivery VRP,SDVRP)。
SDVRP 自提出以来就受到广泛的关注,很多学者也对该问题进行了深入的研究。由于SDVRP 是NP(Nondeterministic Polynomial)-hard 问题[3-4],精确算法[5-6]求解比较困难,所以主要采用聚类算法[7-8]和启发式算法[9-12]相结合的两阶段思想对该问题进行求解。刘旺盛等[7]分别采用了先分组后路径和先路径后分组两种思想求解了该问题,从不同角度论述了两种思想的优越性;刘旺盛等[8]结合了K-means聚类与模拟退火算法的优点,实验结果表明,算法效果优于其他算法;闵嘉宁等[13]在传统K-means 聚类中加入了“推出”“拉入”操作,平衡了各类的需求量,优化了算法的性能;向婷等[14]通过设置拆分阈值对客户进行聚类,然后采用蚁群算法优化各类的线路,从而提高了求解精度;姜婷[15]分析了SDVRP 解的特点,先求解旅行商问题,然后对其进行切割拆分成单个路径,最后通过删除和最小代价插入操作采用人工蜂群算法求解该问题。
以上两阶段求解算法主要采用K-means 聚类算法,先对客户进行分组,然后运用智能优化算法优化路径。……
