不確定信息車輛路徑問題及其智能算法研究

前言

　　隨著全球市場分工的進一步細化，世界范圍內(nèi)貿(mào)易的頻率與數(shù)量都呈現(xiàn)出顯著增長，物流效率成為甄別一個企業(yè)乃至一個國家經(jīng)濟運行效率的重要指標之一。車輛路徑問題是物流運輸系統(tǒng)的核心組件，由于其研究方法及成果可直接應用于組合優(yōu)化領(lǐng)域，因而自誕生之日起就得到了理論與實務(wù)界的廣泛關(guān)注，取得了大量的成果。但由于時代經(jīng)濟與信息處理技術(shù)的限制，這些研究大多是確定型模型，即假設(shè)在安排車輛路徑之前，已經(jīng)知道并且確定所有的相關(guān)信息?，F(xiàn)今，社會經(jīng)濟運行的環(huán)境較從前發(fā)生了巨大變化。一方面，經(jīng)濟活動頻率大大增加，伴隨著大量的不確定信息；另一方面，通信及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展不僅使社會經(jīng)濟秩序避免了因不確定信息的泛濫而可能引發(fā)的混亂，而且進一步促使人們利用這些不確定信息創(chuàng)造更多的財富?？梢哉f，對不確定信息的處理策略及技術(shù)手段直接決定了經(jīng)濟實體的效率、贏利水平。針對這一新情況的產(chǎn)生、發(fā)展，本書對不確定信息車輛路徑進行研究?！　∪珪?章。第1章為緒論，闡述了本書的研究背景和意義，介紹了本書的研究方法和思路以及各章的基本內(nèi)容。第2章介紹車輛路徑問題相關(guān)理論知識，分析車輛路徑問題的內(nèi)涵、特點、研究現(xiàn)狀及相應的各種數(shù)學模型、優(yōu)化方法，概述不確定信息車輛路徑問題相關(guān)研究成果。第3章介紹了求解車輛路徑問題的各類啟發(fā)式算法的研究現(xiàn)狀，并提出新的改良算法，即最大熵分布估計算法、自感應蟻群算法和混合粒子群算法，進行了相應的理論分析與證明，為處理復雜的不確定信息車輛路徑問題提供必要的數(shù)學求解工具。第4章集中研究了隨機需求車輛路徑問題、隨機顧客車輛路徑問題以及同時供貨和取貨的隨機車輛路徑問題。第5章以車輛模糊行駛時問和顧客模糊預約時間為信息參量，分析了模糊車輛路徑問題。第6章研究動態(tài)旅行修理員問題，闡述了動態(tài)車輛路徑問題實現(xiàn)的技術(shù)支持單元以及動態(tài)信息數(shù)據(jù)生成的方法。第7章研究更具現(xiàn)實意義的滿載有時間窗動態(tài)車輛路徑問題，闡明物流企業(yè)對新信息的處理方法，提出動態(tài)車輛路徑問題優(yōu)化的分置策略。在上述理論的基礎(chǔ)上，以VB為開發(fā)語言，開發(fā)出具有windows圖形界面的動態(tài)車輛路徑規(guī)劃系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在電子地圖上動態(tài)顯示出車輛的行駛路線及當前位置，可根據(jù)動態(tài)信息的變化確定最優(yōu)路徑并顯示輸出。第8章總結(jié)了本書的研究成果和創(chuàng)新點，并對未來研究進行了展望。

內(nèi)容概要

本書以現(xiàn)代物流的新現(xiàn)象——不確定信息車輛路徑問題為研究對象，系統(tǒng)分析該類問題特征及其求解算法，以現(xiàn)代管理學、統(tǒng)計學為指導思想，構(gòu)建新的隨機車輛路徑、模糊車輛路徑、動態(tài)車輛路徑模型，深入分析車輛路徑問題各類求解算法的原理及改進思想，在此基礎(chǔ)上提出最大熵分布估計算法、自感應蟻群算法、混合粒子群算法等新型智能優(yōu)化算法，求解不確定信息車輛路徑問題。研究表明，新的求解方法對不確定信息車輛路徑規(guī)劃具有明顯的優(yōu)化作用，它的導人對豐富物流學理論、提高我國物流企業(yè)競爭力具有重要的理論價值和現(xiàn)實指導意義。    本書適用于管理科學與工程、工商管理等經(jīng)濟管理專業(yè)教學、科研人員，也可供從事物流管理工作的政府經(jīng)濟部門和企事業(yè)單位管理人員閱讀和參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論  1.1 研究背景和意義  1.2 研究方法和思路  1.3 主要研究內(nèi)容第2章 車輛路徑問題相關(guān)理論概述  2.1 VRP要素分析  2.2 不確定信息車輛路徑問題的特征及要素  2.3 小結(jié)第3章 求解車輛路徑問題的各類啟發(fā)式算法  3.1 引言  3.2 20世紀70—90年代產(chǎn)生的智能算法  3.3 20世紀90年代后產(chǎn)生的智能算法  3.4 小結(jié)第4章 非實時UIVRP Ⅰ：隨機車輛路徑問題  4.1 引言  4.2 VRPSD  4.3 VRPSC  4.4 VRPSDP  4.5 小結(jié)第5章 非實時UIVRP Ⅱ：模糊車輛路徑問題  5.1 引言  5.2 FVRP的描述與模型構(gòu)建  5.3 試驗分析  5.4 小結(jié)第6章 實時UIVRP置：動態(tài)旅行修理員問題  6.1 引言  6.2 DTRP的體系結(jié)構(gòu)  6.3 動態(tài)度與動態(tài)強度  6.4 動態(tài)信息數(shù)據(jù)的生成  6.5 仿真試驗  6.6 小結(jié)第7章 實時UIVRP Ⅱ：有時間窗動態(tài)車輛路徑問題  7.1 引言  7.2 DVRPTW的描述  7.3 動態(tài)顧客生成的新模型  7.4 DVRPTW的優(yōu)化算法  7.5 隨機試驗及分析  7.6 小結(jié)第8章 結(jié)論與展望  8.1 主要結(jié)論  8.2 研究展望參考文獻

章節(jié)摘錄

　　在對現(xiàn)代物流問題的眾多研究中，車輛路徑問題（vehicle routing problem，VRP）是最為引人注目的問題之一，一直是運籌學與組合優(yōu)化領(lǐng)域的前沿與研究熱點問題。這一方面是由于VRP的理論涉及多學科，很多實際問題的理論抽象都可歸結(jié)于這一類問題，其研究成果可以廣泛服務(wù)于運籌學、物流科學、交通運輸工程、管理科學與工程、計算機應用、圖論與網(wǎng)絡(luò)分析等領(lǐng)域，具有很強的應用前景；另一方面是由于隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的不斷完善，國民經(jīng)濟運行逐步與國際接軌，近年來，石油價格不斷上漲（2010年5月7日，紐約證券交易所報價為77美元／桶），大大提高了我國企業(yè)的經(jīng)營成本，對物流系統(tǒng)構(gòu)成了越來越大的壓力，控制運輸成本已成為企業(yè)急需解決的現(xiàn)實問題。在這種背景下，對VRP問題進行深入、系統(tǒng)的研究，不僅可以拓寬VRP的應用領(lǐng)域，而且可以為我國物流配送、交通運輸?shù)绕髽I(yè)（組織）改進運輸管理水平，以及提高運輸效益提供重要的理論依據(jù)?！　≡谝酝难芯恐?，人們一般假定在構(gòu)造路徑之前，所有的信息（包括顧客信息、車輛信息、路況信息和路徑制定者信息）都是確定的，路徑制定者對所有信息掌握在胸，并且信息均與時間無關(guān)。在這樣的假定下，安排的路徑也是相對固定的，因而這類車輛路徑問題被稱為確定型VRP。但是，客觀世界存在著大量不確定性，反映在VRP中，可能會出現(xiàn)不確定的運輸需求、不確定的顧客需求時間、交通擁擠、車輛故障等情況，這些不確定信息隨著時間的推移會隨機出現(xiàn)，需要適時改變車輛的運行路線，對已安排好的車輛路徑進行及時調(diào)整。

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